CN104404858A - 一种沥青路面有效压实状态的测试装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种沥青路面有效压实状态的测试装置，包括有输入端、处理端和输出端，输入端为数据采集单元，用于采集温度和速度信息；处理端包括信息处理单元、无线传输模块和后台服务器，数据采集单元采集的信息经过信息处理单元处理后，传输给无线传输模块和后台服务器；输出端为显示设备，用于显示处理端处理的信息。本发明针对影响压实结果的两个关键因素，温度和速度进行了全过程的实时监测，所测试的数据是动态的、全段落的，并以母体代替样本，获取的数据更为真实，精确度更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种沥青路面的施工检测装置，尤其涉及一种沥青路面有效压实状态的测试装置及其使用方法。
背景技术
沥青路面可提供平整、舒适、美观的行驶环境，已成为我国路面工程的典型结构形式。但沥青路面的质量问题仍然广泛存在，近年来，部分工程项目的沥青路面在通车运营短期内即出现大面积的损坏，严重影响了道路的服务水平，反复维修不仅造成大量的经济损失，同时形成了较为恶劣的社会影响。
影响沥青路面施工质量的关键因素在于压实度，合理的压实度可以保证沥青路面的耐久性，抵抗水损害、抗高温变形、抗低温开裂的能力。正因如此，在沥青施工质量管理中，压实度的控制与检测均是首要的，而部分出现质量问题的路面工程项目也大多与压实度的控制不足有关。
影响沥青路面压实度的重要因素在于施工中压实状态，沥青作为一种典型的黏弹性体材料，只有在合理的黏度区间内才是可以被压实的，如我国路面工程行业规范提出，道路石油沥青适宜压实的区间是0.28Pa·s±0.03Pa·s，不同类型的沥青材料需要不同的温度条件达到此黏度区间。在沥青路面施工中对于温度的控制至关重要，另外，压实速度同样影响沥青路面的压实质量，在单位时间内，不同压实速度对于路面的压实效果有着明显差别，压实速度越快，越不利于压实度的形成。
压实温度、压实速度是影响沥青路面压实状态的两个重要因素，只有在合理的压实温度区间、合理的压实速度区间才能提高路面压实度，才是有效压实。而现阶段路面施工中，多依靠人工经验来判断，比如压实温度的测量依靠现场人工抽样检测，而压实速度还缺乏测量手段。因此，采用有效的测量方法获得沥青路面的有效压实状态，并反馈给施工管理人员，是提高沥青路面压实质量的有效手段和方法。
申请号为“201410001317.7”的发明专利公开了一种沥青路面有效压实时间测试装置及测试方法，包括温度传感器、数据采集仪和秒表，通过嵌入混合料内部的温度传感器采集到混合料温度损失的时间周期，从而推算出可压实的有效时间，但是由于其只在静态的一点进行温度采集，而非动态的实时采集，因此存在的检测误差比较大，并且对另外一个重要的影响因素-压实速度没有检测，导致结果不完全可靠。
有鉴于上述现有的沥青路面压实状态检测存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型沥青路面有效压实状态的测试装置及其使用方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的沥青路面压实状态检测存在的缺陷，而提供一种新型沥青路面有效压实状态的测试装置及其使用方法，提高检测精确度，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的沥青路面有效压实状态的测试装置，所述测试装置包括有输入端、处理端和输出端，
所述输入端为数据采集单元，用于采集温度和速度信息；
所述处理端包括信息处理单元、无线传输模块和后台服务器，所述数据采集单元采集的信息经过所述信息处理单元处理后，传输给无线传输模块和后台服务器；
所述输出端为显示设备，用于显示所述处理端处理的信息。
更进一步的，前述的沥青路面有效压实状态的测试装置，所述数据采集单元包括温度传感器、速度传感器、分别与信息处理单元相连接的导线以及固定支架。
更进一步的，前述的沥青路面有效压实状态的测试装置，所述信息处理单元包括A/D转换器。
更进一步的，前述的沥青路面有效压实状态的测试装置，所述显示设备为客户端电脑或手机等一切可以显示检测结果的设备终端。
更进一步的，前述的沥青路面有效压实状态的测试装置，所述数据采集单元中的温度传感器和速度传感器与导线的接头处采取通过金属套管、导线穿过挠金属线保护套管的耐高温处理措施。
沥青路面有效压实状态测试装置的使用方法，包括以下步骤，
1)安装所述测试装置，测试装置所需电源为12V电压，连接压路机自供电源，无需另配电源；其中数据采集单元中的温度传感器安装在双钢轮压路机的两轮之间，以避免双钢轮压路机作业时喷水对于混合料温度的误报警；数据采集单元中的温度传感器和速度传感器与导线连接的接头处经过耐高温处理，导线穿过可挠金属线保护套管，保证在高温施工环境中有效工作；根据待铺沥青混合料的类型，及适宜压实的沥青黏度区间值，确定有效压实温度范围t1～t2；根据压路机的类型及在碾压中的位置(初压、复压、终压)，确定有效压实速度范围v1～v2；
2)开始碾压操作，打开测试装置，通过数据采集单元获取压路机工作时的速度vi、碾压中沥青混合料的温度ti，并通过无线传输模块，将获取的数据信息发送至后台服务器；
3)通过数据筛选，后台服务器计算出某一时间段内速度vi和温度ti同时满足有效压实温度范围t1～t2和有效压实速度范围v1～v2的百分比，当温度、速度两条件同时符合这一温度范围时，则为有效压实状态e值百分比；同一统计周期内的压实里程与e值的乘机则为有效压实里程；
4)通过显示设备获取的数据对碾压操作进行调整；以e值数据为依据，统计出不同时间段内，不同压路机的有效工作状态。e值设定为75％，当e值大于75％时，不需要进行调整；当e值小于75％时，根据速度vi和温度ti的偏差随时进行调整。
更进一步的，前述的沥青路面有效压实状态测试装置的使用方法，碾压操作开始的30min内设定的测试周期小于碾压操作开始的30min以后的测试周期。
更进一步的，前述的沥青路面有效压实状态测试装置的使用方法，碾压操作开始阶段30min内，采用10min为时间周期进行计算评价，施工30min后则以30min为时间周期进行计算评价；采用阶段性周期检测主要考虑到施工开始阶段不稳定因素较多，缩短检测周期可以及时反馈给施工人员进行快速调整，避免造成过大的测量误差。
借由上述技术方案，本发明的沥青路面有效压实状态的测试装置及其使用方法至少具有下列优点：
本发明的沥青路面有效压实状态的测试装置，针对影响压实结果的两个关键因素，温度和速度进行了全过程的实时监测，所测试的数据是动态的、全段落的，并以母体代替样本，获取的数据更为真实，精确度更高；根据相应的计算方法统计出每台压路机的有效压实状态e值，采用可量化的有效压实状态e值，来评价每台压实机械设备的工作状态，反馈给施工人员，便于及时调整，可有效提高沥青路面施工质量；根据速度、温度两条件提出了有效压实的概念；测试装置可以安装在任意型号的压路机设备上，成本低，安装简单灵活，适用范围广泛；通过测试设备的布置，可以有效的节省工程建设单位的大量建设资金投入，节约成本，具有良好的经济效益。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1所示为本发明测试装置示意图；
图2所示为本发明测试装置安装示意图；
图中标记含义：101.温度传感器，102.速度传感器，103.信息处理单元，104.无线传输模块，105.后台服务器，106.显示设备。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的沥青路面有效压实状态的测试装置及其使用方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1
沥青路面有效压实状态的测试装置，包括有输入端、处理端和输出端，输入端为一个数据采集单元，用于采集温度和速度信息；处理端包括信息处理单元103、无线传输模块104和后台服务器105，其中数据采集单元采集的信息经过信息处理单元103处理后，传输给无线传输模块104和后台服务器105；通过英特网连接输出端为显示设备106，用于显示处理端处理的信息，显示设备106为客户端电脑或手机等能够显示检测结果的设备。数据采集单元包括温度传感器101、速度传感器102、分别与信息处理单元相连接的导线以及固定支架，温度传感器101和速度传感器102与导线的接头处经过耐高温处理；信息处理单元103主要包括一个A/D转换器。
本发明的测试沥青路面有效压实状态的使用方法，操作步骤如下：
步骤一：施工沥青混合料类型为道路石油沥青AC-20，根据沥青材料的黏度测试数据，其有效压实温度为143.0℃～148.5℃，被测试压路机为双钢轮压路机，压实类型为初压阶段，其有效压实速度范围为2～3km/h；
步骤二：安装测试装置，测试装置所需电源为12V电压，连接压路机自供电源，无需另配电源；其中数据采集单元中的温度传感器101安装在双钢轮压路机的两轮之间，以避免双钢轮压路机作业时喷水对于混合料温度的误报警；数据采集单元中的温度传感器101和速度传感器102与导线连接的接头处经过耐高温处理，导线穿过可挠金属线保护套管，保证在高温施工环境中有效工作；压路机开始碾压工作，有效压实状态测试装置通过连接压路机自带电瓶，在压路机开启后自行开始工作，获取压路机的实时碾压速度vi，及碾压时混合料的温度ti及行驶里程，采集频率被设定为每30s读取数据；
步骤三：采集的数据信息通过信息处理单元103转换，通过无线传输模块104连接4G无线网络，将采集的数据信息发送至后台服务器105，后台服务器105程序在施工前10分钟内，通过数据筛选，对获取的20个速度数据、20个温度数据进行筛选，速度在2～3km/h区间内，温度在143.0℃～148.5℃区间内，同时满足两条件共有15个点数据，则自行计算有效压实状态e值为75％；施工开始30分钟后，则按30分钟为区间进行统计；
步骤四：施工前后场人员可随时通过网络查询及时得到每台压实设备的有效压实状态，也可通过报警信息对施工现场管理人员予以提示。通过统计压实机械的压实里程，与有效压实状态e值相乘，即可得到统计区间内的有效压实里程。
在实际施工过程中，沥青路面施工管理人员可通过手机短信提示，或登陆客户端电脑服务器查阅，了解每台压路机的作业状况，并及时进行现场调整，以提高路面施工质量；项目管理人员，则可以通过查阅累计统计结果，获取某统计周期内各压实机械的作业状况，在所有作业机群均将有效压实状态e值提高至某一水平，如75％，可以减少富余的压实机械数据，从而节省投入，节省成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种沥青路面有效压实状态的测试装置，其特征在于：所述测试装置包括有输入端、处理端和输出端，
所述输入端为数据采集单元，用于采集温度和速度信息；
所述处理端包括信息处理单元、无线传输模块和后台服务器，所述数据采集单元采集的信息经过所述信息处理单元处理后，传输给无线传输模块和后台服务器；
所述输出端为显示设备，用于显示所述处理端处理的信息。
2.根据权利要求1所述的沥青路面有效压实状态的测试装置，其特征在于：所述数据采集单元包括温度传感器、速度传感器、分别与信息处理单元相连接的导线以及固定支架。
3.根据权利要求1所述的沥青路面有效压实状态的测试装置，其特征在于：所述信息处理单元包括A/D转换器。
4.根据权利要求1所述的沥青路面有效压实状态的测试装置，其特征在于：所述显示设备为客户端电脑或手机。
5.根据权利要求2所述的沥青路面有效压实状态的测试装置，其特征在于：所述数据采集单元中的温度传感器和速度传感器与导线的接头处经过耐高温处理。
6.沥青路面有效压实状态测试装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，
1)安装所述测试装置，确定有效压实温度范围t1～t2和有效压实速度范围v1～v2；
2)开始碾压操作，打开测试装置，通过数据采集单元获取压路机工作时的速度vi、碾压中沥青混合料的温度ti，并通过无线传输模块，将获取的数据信息发送至后台服务器；
3)后台服务器计算出测试周期内的有效压实状态e值百分比；
4)通过显示设备获取的数据对碾压操作进行调整。
7.根据权利要求6所述的沥青路面有效压实状态测试装置的使用方法，其特征在于：碾压操作开始的30min内设定的测试周期小于碾压操作开始的30min以后的测试周期。
8.根据权利要求6所述的沥青路面有效压实状态测试装置的使用方法，其特征在于：碾压操作开始的30min内以10min为测试周期。
9.根据权利要求6所述的沥青路面有效压实状态测试装置的使用方法，其特征在于：碾压操作开始的30min后以30min为测试周期。
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