公路是国家或地区间进行交流的纽带,也是一个国家或地区经济发展的重要标志之一。路面是公路的主要组成部分,它直接承受高速行驶的车辆荷载作用,并抵御各种恶劣的自然条件。由于车辆数量猛增且迅速大型化,致使公路路面也面临严峻的考验,出现了很多破损现象,直接影响道路的通车效率和行车安全。因此,研究在不同荷载作用下不同路面结构层之间的荷载、应变传递规律显得非常重要。光纤光栅是20世纪90年代发展起来的新型传感元件,近几年来大量光纤光栅传感器用于了土木工程结构监测当中。但是,由于裸光纤光栅无法适应工程的粗放式施工要求,必需先对其进行封装,而后再用到结构当中,光纤光栅封装工艺的研究成为了光纤光栅应用的关键问题。本文针对沥青路面应变测试的需求,提出了一种基于热塑性树脂(聚丙烯)封装的光纤Bragg光栅传感器(PP-OFBG应变传感器),并用解调设备对传感器的整个封装过程作了实时监测;对传感器的力学性能、微观结构、传感性能也进行了深入的研究,得到了该传感器的抗拉强度、抗压强度和弹性模量等力学性能指标;考查了光纤光栅与封装材料之间的粘结情况,通过传感器的标定试验得到了传感器的灵敏度系数和重复性能。将研发的PP-OFBG应变传感器分别布设到混凝土柱和沥青混凝土梁中,测出了混凝土柱连续7天的早期固化情况,随后对柱子进行了轴心压缩试验。试验证明,传感器的封装材料与光栅之间、传感器与混凝土柱之间的粘结和协调变形性能很好。对布设传感器的沥青混凝土梁用MTS试验机做静、动载试验,测定了梁在荷载作用下的应变。由于该应变传感器的弹性模量在1GPa左右,与沥青混凝土路面材料相近,能够与其协调变形,同时发现传感器的疲劳性能也很好,适用于沥青混凝土路面的应变测试和长期监测。最后,采用有限元软件ANSYS模拟计算了该应变传感器布设到路面后的应变,将布设传感器前后的路面应变作了比较;计算了不同类型传感器用于路面后所测应变,与路面未埋入传感器时应变作了比较。结果表明, PP-OFBG应变传感器较其它类型传感器有其独特的优越性。