CN103575206B

CN103575206B - 立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置

Info

Publication number: CN103575206B
Application number: CN201210443358.2A
Authority: CN
Inventors: 刘廷国; 侯曙光; 岳学军; 李忠玉; 刘玉恒; 孙朕; 龚睿; 蔚广义
Original assignee: HIGH GRADE HIGHWAY MAINTENANCE ENGINEERING RESEARCH CENTER OF HENRN PROVICE
Current assignee: HIGH GRADE HIGHWAY MAINTENANCE ENGINEERING RESEARCH CENTER OF HENRN PROVICE
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: CN103575206A

Abstract

本发明涉及一种沥青路面车辙检测技术，特别涉及一种立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置，它包含有支架、滑行测量装置、数据采集处理机构及上位机，通过滑行测量装置两侧拉伸弹簧使两个胶轮紧贴在试件的表面和环道另一侧的表面，根据线性滑轨上两个滑块伸缩判断车辙深度变化情况，数据采集处理机构中位移传感器和标记传感器采集信号后通过可编程控制器将数据传输至上位机，用户可以通过上位机实现对沥青混合料试件车辙变化数据的显示、存储和分析等操作。本发明操作方便，成本低，提高了车辙的检测精度。

Description

立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置

技术领域

本发明涉及一种沥青路面车辙检测技术领域，特别涉及一种立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置。

背景技术

随着交通量的不断增长，许多高等级公路沥青路面均呈现出一定的早期损坏，直接影响了车辆的正常运行，导致沥青路面的正常维修期大大提前，也增大了养护管理资金的投入。在我国高等级公路沥青路面的早期损坏调查中发现，最为严重的一种是高温稳定性破坏，主要表现形式就是车辙。所以，通过在室内针对不同沥青混合料试件进行车辙试验，找出规律从而采取技术措施减缓或消除我国高等级沥青路面早期出现的车辙问题，对延长沥青路面使用寿命，提高沥青路面的服务品质等具有一定的现实意义。目前室内车辙试验中有水平式和立置式环道装置两种形式，立置式环道装置其环形轨道轮与水平面垂直，并且可以放置多组沥青路面混合料试件，环形轨道轮通过传动装置单向运转，在实验过程中通过碾压装置碾压沥青混合料来试验沥青混合料变形性能，该装置能够模拟公路单向行驶对多组试件进行对比试验，例如中国专利（授权公告号：CN1154840C，申请号：02114424.9）公开了一种沥青路面立置环道负荷轮试验仪，包含设置在支架上的盖板、仪表板、运转机构、加力机构以及恒温机构，运转机构采用内圈放置有沥青路面混合料试样且与水平面垂直的环形轨道轮，负荷轮至于环形轨道轮的下半圆内与环形轨道轮相对转动，负荷轮可上下移动，对沥青路面混合料试样加或卸载，负荷轮、环形轨道轮、被试验的沥青路面混合料试样置于恒温装置内试验。

目前常用的变形检测方法普遍是将位移传感器触头直接接触在沥青混合料或装置表面，通过位移量来获得实验过程中的变形量。立置式环道装置车辙试验是在高温（60℃）下模拟路面进行碾压，由于环道装置受到加工精度和多组混合料表面平整度的影响，当碾压装置对沥青混合料碾压时，环道装置和试件均会产生较大的震动。位移传感器触头是靠其弹力或自身重力伸缩来进行检测距离，测量位置震动时有一定的滞后性导致测量精度降低；而激光测量位移装置在高温下会出现稳定性较差，精度低，并且价格昂贵。直接使用两种传感器都无法分辨是震动还是变形造成的位移。由于上述原因，直接使用位移传感器和激光位移传感器无法有效测量立置式环道装置车辙试验的试件变形量。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置。

按照本发明所提供的设计方案，包含有支架、滑行测量装置、数据采集处理机构及上位机，其特征在于:所述滑行测量装置包含有线性滑轨、与线性滑轨相匹配的滑块、两个滑行托板及两个胶轮，两个互相平行的滑行托板分别固定在两侧滑块上，两个对应的滑块之间通过拉伸弹簧固定连接，两个胶轮在同一根中轴线上，该中轴线与滑行托板的中轴线互相垂直并且胶轮的胶轮支撑座分别固定在两根滑行托板上，胶轮中心圆面的圆心均在立置环道中心环面的同一直径上，两个胶轮分别紧贴在立置环道试件的表面，所述支架上部固定安装有滑行测量装置，所述数据采集处理机构包含位移传感器、标记传感器、A/D模数转换模块及可编程控制器，所述位移传感器夹固在两个滑块之间，其测杆夹固在其中一滑块上，位移传感器输出端连接A/D模数转换模块的接口，A/D模数转换模块扩展连接口与可编程控制器的扩展连接口相连，所述标记传感器垂直固定在斜杆中间位置，标记传感器输出端连接可编程控制器输入口，可编程控制器程序通讯输出端通过RS232串口将数据传输至上位机。

所述支架是由竖直杆、横杆及斜杆构成并带有倾斜框架面，水平横杆与竖直杆垂直相连，斜杆和竖直杆通过销轴铰接，斜杆与长竖直杆成一定的夹角α，竖直杆与垫块垂直固定连接，夹角α范围为45°≦α≦60°，标记传感器固定在支架的斜杆上。

所述标准型线性滑轨与位移传感器的测杆轴线平行。

所述数据采集处理机构采用集成有信号调理电路的位移传感器。

所述上位机包含有计算机及与计算机连接的打印机。

所述试件放置在刚性模具内，在立置环道上均布设有多个不同的试件，每个试件对应的立置环道外侧粘贴有磁片，立置环道下侧设置有支撑轮。

本发明的有益效果：

1.本发明立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置采用两侧拉簧使两个胶轮紧贴在试件的表面和环道另一侧的表面，同时两个胶轮在同一平面上并且圆心连线经过环道的圆心，从而使得测试胶轮跟随环道装置的震动，线性滑轨上两滑块间距的变化反映车辙变形量，从而避免了立置环道和试件的震动对车辙变形检测的影响，有效提高检测车辙变形量的精度。

2.本发明立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置通过销轴连接的斜杆和竖直杆是可拆卸的，有利于向环道内安放沥青混合料试件，操作方便且可重复性强。

3.本发明立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置通过标记传感器可以区分各个沥青混合料试件，使沥青混合料试件车辙深度变化数据与各个沥青混合料试件对应起来，数据准确、有效。

4.本发明立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置操作方便，节约成本，易于推广实施。

附图说明：

图1为本发明立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置结构示意图；

图2为本发明立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置俯视示意图；

图3为本发明立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置图2所示的T区域放大示意图；

图4为本发明立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置立置环道示意图；

图5为本发明立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置立置环道剖面示意图；

图6为本发明立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置的数据采集处理机构电路结构方框图；

图7为本发明立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置图6所示的电路连接原理图。

具体实施方式：

图中标号1代表胶轮，标号2代表胶轮支撑座，标号3代表拉伸弹簧，标号4代表滑块，标号5代表线性滑轨，标号6代表斜杆，标号7代表销轴，标号8代表横杆，标号9代表竖直杆，标号10代表数据处理机构，标号11代表上位机，标号12代表垫板，标号13代表标记传感器，标号14代表轴承，标号15代表轴，标号16代表弹性挡圈，标号17代表环道支撑轮，标号18代表滑行托板，标号19代表位移传感器，标号20代表刚性模具，标号21代表磁片，标号22代表试件，标号23代表立置环道。

参见图1~7，一种立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置，包含有支架、滑行测量装置、数据采集处理机构及上位机，其特征在于:所述滑行测量装置包含有线性滑轨[5]、与线性滑轨[5]相匹配的滑块[4]、两个滑行托板[18]及两个胶轮[1]，两个互相平行的滑行托板[18]分别固定在两侧滑块[4]上，两个对应的滑块[4]之间通过拉伸弹簧[3]固定连接，两个胶轮[1]在同一根中轴线上，该中轴线与滑行托板[18]的中轴线互相垂直并且胶轮[1]的胶轮支撑座[2]分别固定在两根滑行托板[18]上，胶轮[1]中心圆面的圆心均在立置环道[23]中心环面的同一直径上，两个胶轮[1]分别紧贴在立置环道[23]试件[22]的表面，所述支架上部固定安装有滑行测量装置，所述数据采集处理机构包含位移传感器[19]、标记传感器[13]、A/D模数转换模块及可编程控制器，所述位移传感器[19]夹固在两个滑块[4]之间，其测杆夹固在其中一滑块[4]上，位移传感器[19]输出端连接A/D模数转换模块的接口，A/D模数转换模块扩展连接口与可编程控制器的扩展连接口相连，标记传感器[13]输出端连接可编程控制器输入口，可编程控制器程序通讯输出端通过RS232串口将数据传输至上位机[11]。所述线性滑轨[5]与位移传感器[19]的测杆轴线平行，数据采集处理机构采用集成有信号调理电路的位移传感器[19]，所述胶轮[1]在同一平面上，通过滑块[4]两侧的拉伸弹簧[3]分别紧贴在试件[22]的表面和立置环道[23]的一侧面，通过立置环道[23]的转动带动拉伸弹簧[3]的伸缩，使得线性滑轨[5]上的两滑块[4]间距变化来反映试件[22]的车辙变形量。所述支架是由竖直杆[9]、横杆[8]及斜杆[6]构成并带有倾斜框架面，水平横杆[8]与竖直杆[9]垂直相连，斜杆[6]和竖直杆[9]通过销轴[7]铰接，斜杆[6]与长竖直杆[9]成一定的夹角α，竖直杆[9]与垫块[12]垂直固定连接，夹角α为60°,标记传感器[13]固定在支架的斜杆[6]上，竖直杆[9]和通过销轴[7]与竖直杆[9]连接的斜杆[6]是可拆卸的,方便向环道内安放沥青混合料试件。位移传感器[19]首先将滑块[4]伸缩量信号采集出来通过位移变送器进行前端信号调理，位移变送器将位移信号通过转化为标准的电信号提供给A/D模数转换电路，A/D模数转换电路将模拟信号转换成数字信号与可编程控制器相连。试件[22]放置在刚性模具[20]内，在立置环道[23]上均布设有多个不同的试件[22]，每个试件[22]对应的立置环道[23]外侧粘贴有磁片[21]，立置环道[23]下侧设置有支撑轮[17]，环道转动胶轮[1]碾压沥青混合料试件通过标记传感器[13]将不同的沥青混合料试件[22]区分开来。可编程控制器接收来自位移传感器[19]和标记传感器[13]的信号，将不同的沥青混合料试件车辙深度变化数据量进行处理后通过RS232串口将数据传输到上位机[11]。上位机[11]包括计算机及打印机，计算机安装有上位机测试软件，实现上位机[11]通信、曲线显示分析、数据处理、报表打印、控制可编程控制器等功能，用户直接通过上位机测试软件界面来进行室内车辙试验的一系列操作。本实施中位移传感器[19]采用的是LVDT线性可变差动变压器传感器，标记传感器[13]采用的是霍尔式接近开关传感器，线性滑轨[5]采用的是标准型线性滑轨，数据采集处理机构电源模块采用是台达DVP-PS01，可编程控制器采用的是台达DVP-SS系列PLC，A/D模数转换模块采用的是台达DVP-04AD。

Claims

1.一种立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置，包含有支架、滑行测量装置、数据采集处理机构及上位机，其特征在于:所述滑行测量装置包含有线性滑轨、与线性滑轨相匹配的两个对应的滑块、两个滑行托板及两个胶轮，两个互相平行的滑行托板分别固定在两侧滑块上，两个对应的滑块之间通过拉伸弹簧固定连接，两个胶轮在同一根中轴线上，该中轴线与滑行托板的中轴线互相垂直并且胶轮的胶轮支撑座分别固定在两根滑行托板上，胶轮中心圆面的圆心均在立置环道中心环面的同一直径上，两个胶轮分别紧贴在立置环道试件的表面，所述支架上部固定安装有滑行测量装置，所述数据采集处理机构包含位移传感器、标记传感器、A/D模数转换模块及可编程控制器，所述位移传感器夹固在两个滑块之间，其测杆夹固在其中一滑块上，位移传感器输出端连接A/D模数转换模块的接口，A/D模数转换模块扩展连接口与可编程控制器的扩展连接口相连，标记传感器输出端连接可编程控制器输入口，可编程控制器程序通讯输出端通过RS232串口将数据传输至上位机。

2.根据权利要求1所述的立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置，其特征在于：所述支架是由竖直杆、横杆及斜杆构成并带有倾斜框架面，水平横杆与竖直杆垂直相连，斜杆和竖直杆通过销轴铰接，斜杆与长竖直杆成一定的夹角α，竖直杆与垫块垂直固定连接，夹角α范围为45°≦α≦60°,标记传感器固定在支架的斜杆上。

3.根据权利要求1所述的立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置，其特征在于：所述线性滑轨与位移传感器的测杆轴线平行。

4.根据权利要求1所述的立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置，其特征在于:所述数据采集处理机构采用集成有信号调理电路的位移传感器。

5.根据权利要求1所述的立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置，其特征在于：所述上位机包含有计算机及与计算机连接的打印机。

6.根据权利要求1所述的立置环道沥青混合料试件车辙深度检测装置，其特征在于：所述试件放置在刚性模具内，在立置环道上均布设有多个不同的试件，每个试件对应的立置环道外侧粘贴有磁片。