CN107245928B - 一种沥青路面摊铺压实厚度测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沥青路面摊铺压实厚度测定装置，包括数据采集装置和控制箱；所述数据采集装置包括安装在摊铺机上的第一测量装置、安装在碾压机上的第二测量装置，所述控制箱包含信息处理模块和位移检测模块，所述信息处理模块接收所述数据采集装置所采集的高度信息和所述位移检测模块检测到的位移信息。本发明运用简化数学模型，将铺设的路面简化成一维模型，通过摊铺机和碾压机的位移来确定摊铺机和碾压机所测的高度为同一断面，并通过摊铺机和碾压机所处地面的高度差来确定该处沥青路面摊铺压实厚度，可进行针对性的查询和得到提醒，便于及时调整施工工艺。改变当前“事前把关”、“事后控制”的施工模式，增加了工作效率和检测的精度。

Description

一种沥青路面摊铺压实厚度测定装置

技术领域

本发明涉及一种道路施工质量检测装置，尤其涉及一种沥青路面摊铺压实厚度测定装置。

背景技术

在路面工程中，各个结构层次的厚度是与道路整体强度密切相关的。摊铺压实厚度的变异对各结构层厚度及路面结构的强度的影响较大，同时对车辙的产生、路面的早期破坏、道路的使用年限以及平整度也有一定的影响。在总量控制的情况下，若实测压实厚度较松铺厚度设计值偏差较大，在施工过程中可能存在缺陷或偷工减料现象，需要及时发现并制止。

传统的摊铺压实厚度控制方式大致相同，先测定其松铺的厚度再乘于折减系数，其中松铺厚度的控制方式大致为：(1)采用摊铺机厚度控制装置，分为人工操作控制和声呐技术自动监测控制；(2)测试人员随机测试。采用第一种方式时，需要专业的摊铺机操作人员进行操作；采用第二种方式时，由于为随机抽点进行测试，存在很大的随机性和偶然性，不能全面真实的反应全路段摊铺的质量状况。由于在控制沥青路面松铺厚度的不正确性，在取折减系数也是凭借经验来取值，因此不可避免的会存在误差较大的情况，从而影响路面的使用性能。

一方面准确性上无法得到保障，同时效率较低；另一方面不能做到施工过程种的控制，属于“事前把关”、“事后控制”的施工模式。

鉴于上述现有的路面厚度检测手段存在的缺陷，为了改变传统的施工模式，通过智能化控制和施工过程中的实时控制和调整，本设计人，以期创设一种新型的路面摊铺厚度测试装置，使其更具有实用性，并最终达到预期的目标。

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厚度检测手段存在的缺陷，同时做到智能化控制和施工过程中的实时控制和调整，而提供一种道路施工质量检测装置及方法，提高检测精度与效率，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明所采取的技术方案为：一种沥青路面摊铺压实厚度测定装置包括数据采集装置和控制箱；所述数据采集装置包括安装在摊铺机上的第一测量装置、安装在碾压机上的第二测量装置，所述第一测量装置包括第一钢支架和第一激光测距仪，所述第一钢支架上端安装第一激光测距仪，下端与地面接触，所述第一钢支架穿过所述摊铺机的安装平台且可随路面高度做上下一维运动，所述第一激光测距仪测量距离所述摊铺机安装平台的竖直高度；

所述第二测量装置包括第二钢支架和第二激光测距仪，所述第二钢支架上端安装第二激光测距仪，下端与地面接触；所述第二钢支架穿过所述碾压机的安装平台且可随路面高度做上下一维运动，所述第二激光测距仪测量距离所述碾压机安装平台的竖直高度；

所述控制箱内包含信息处理模块和位移检测模块，所述信息处理模块接收所述数据采集装置所采集的高度信息和所述位移检测模块检测到的位移信息。

进一步的，所述摊铺机安装平台和所述碾压机安装平台距离地面高度相同。

进一步的，所述第一测量装置和所述第二测量装置的零件尺寸相同。

进一步的，所述测定装置还包括显示模块，所述信息处理模块处理后的信息通过所述显示模块显示。

进一步的，所述的显示模块包含LED显示屏和终端用户，所述终端用户为PC终端或手机，所述LED显示屏通过无线传输模块与所述信息处理模块连接，所述信息处理模块通过所述无线传输模块将信息输送至后台服务器，并通过所述后台服务器发送至终端用户。

进一步的，所述激光测距仪、LED显示屏、信息处理模块、无线传输模块所需电源均由摊铺机或碾压机蓄电池提供。

进一步的，所述的第一钢支架下端通过第一触地圆管与地面接触，所述第二钢支架下端通过第二触地圆管与地面接触，所述第一触地圆管和所述第二触地圆管与地面接触端光滑。

本发明还公开了一种沥青厚实度的测量方法，运用简化数学模型，将铺设的路面简化成一维模型，通过摊铺机和碾压机的位移来确定摊铺机和碾压机所测的高度为同一断面，并通过摊铺机和碾压机所处地面的高度差来确定该处沥青路面摊铺压实厚度。

进一步，测量步骤如下：(1)开启摊铺机并采集摊铺机上第一测量装置所测高度值H1，以及对应的位移值X1；(2)开启碾压机并采集碾压机上第二测量装置所测高度值H2，以及对应的位移值X2；所述摊铺机和所述碾压机起点相同，路线相同；所述X1＝X2处的沥青厚度为H＝H2-H1；

所述第一测量装置包括第一钢支架和第一激光测距仪，所述第一钢支架上端安装第一激光测距仪，下端与地面接触，所述第一钢支架穿过所述摊铺机的安装平台且可随路面高度做上下一维运动，所述第一激光测距仪测量距离所述摊铺机安装平台的竖直高度；

所述第二测量装置包括第二钢支架和第二激光测距仪，所述第二钢支架上端安装第二激光测距仪，下端与地面接触；所述第二钢支架穿过所述碾压机的安装平台且可随路面高度做上下一维运动，所述第二激光测距仪测量距离所述碾压机安装平台的竖直高度。

本发明所产生的有益效果：本发明的沥青路面摊铺压实厚度测定装置及方法，通过现场数据采集模块采集数据，实时传输给控制箱中的信息处理模块进行计算，得到路面压实厚度的情况，可对沥青路面施工摊铺压实厚度进行实时监控，并为整个工程构建有效的摊铺压实厚度数据库，同时可通过安装在摊铺机上的LED显示屏及手机电脑端进行针对性的查询，若出现问题能够及时及时调整施工工艺，相对于传统控制方式在使用过程中更加简易、且成本较低、无需人员操作即可实现对沥青路面施工摊铺压实厚度的实时测试，有利于提高检测精度，降低成本。

附图说明

图1本发明中沥青路面摊铺压实厚度测试装置示意图；

图2摊铺机上数据采集模块的结构示意图；

图3碾压机上数据采集模块的结构示意图；

图4摊铺压实厚度计算示意图；

图中标记含意：1.摊铺机安装平台，2.第一钢支架，3.第一触地圆管，4.第一激光测距仪，5.碾压机安装平台，6.第二钢支架，7.第二触地圆管，8.第二激光测距仪。

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，以下结合附图及较佳实施例，对发明的具体实施方式详细说明如后。

如图1～4所示的本发明的路面摊铺厚度测试装置的结构示意图，包括有摊铺机、第一钢支架2、第一激光测距仪4、第一触地圆管3、碾压机、第二钢支架6、第二激光测距仪8、第二触地圆管7、控制箱、LED显示屏、后台服务器、PC终端和手机。

测定装置主要分为数据采集模块、控制箱和数据显示模块，数据采集模块包括摊铺机上的第一测量装置和碾压机上的第二测量装置；数据采集模块与控制箱通信连接，数据显示模块又包括现场显示模块和后台显示模块，现场显示模块为LED显示屏，后台显示模块为PC终端和手机；方法运用了简化数学模型，将铺设的路面简化成一维模型，通过摊铺机和碾压机的位移来确定摊铺机和碾压机所测的高度为同一断面，并通过两个高度的差来确定沥青路面摊铺压实厚度。

其中所述控制箱能记录时间(t1，t2)、位移(X1,X2)及其他测定的数据。所述现场显示模块为摊铺机上的新型的LED显示屏，显示压实厚度。摊铺机上的第一测量装置包括有第一钢支架2、第一激光测距仪4和第一触地圆管3，第一钢支架2为竖直设置的一段，第一钢支架2竖直设置的下端用于连接第一触地圆管3，上端放置第一激光测距仪4，并能在摊铺机安装平台1上做上下一维自由移动，便于信息处理模块计算路面的高度变化，第一触地圆管3在工作时始终与未铺路面相接触。其中碾压机上的第二测量装置包括有第二钢支架6、第二激光测距仪8和第二触地圆管7，第二钢支架6为竖直设置的一段，第二钢支架6竖直设置的下端用于连接第二触地圆管7，上端放置第二激光测距仪8，并能在碾压机安装平台5上做上下自由移动，便于信息处理模块计算路面的高度变化，第二触地圆管7始终与新铺碾压后的沥青路面相接触。第一钢支架2和第二钢支架6长度相同、所用材料相同，未工作时可固定在摊铺机和碾压机上；第一触地圆管3和第二触地圆管7外径、壁厚、长度及所用材料相同；安装钢支架的摊铺机安装平台1和碾压机安装平台5高度相同。现场显示模块为LED显示屏1，与摊铺机相连接，后台显示模块又分为PC终端和手机，其中采集的路面数据通过信息处理模块处理后经过网络传输给LED显示屏或者后台服务器，后台经后台服务器将数据根据需要分别传输给PC终端和手机。本实施例中的控制箱内的信息处理模块选用EKI-6311GN通讯，位移检测模块选用EGNSS-HIGH。

激光测距仪及与之相连裸露的导线均通过金属套管、导线穿过可挠金属线保护套管的耐高温处理措施处理，整个装置中的激光测距仪、LED显示屏、信息处理模块、无线传输模块等所需电源均由摊铺机或碾压机蓄电池提供，无需额外电源。本实施例中激光测距仪的型号为PM18-E361NA。

现场操作时，钢支架中的竖直设置的下端固定于触地圆管上，上端放置激光测距仪；钢支架竖直设置的一段可随着触地圆管所接触地面的高度的变化在摊铺机或碾压机上下自由移动，其中触地圆管始终与路面相接处。第一激光测距仪4可以测得第一激光测距仪4与摊铺机安装平台1的竖直距离H1，第二激光测距仪8可以测得第二激光测距仪8与碾压机安装平台5的竖直高度H2，沥青路面压实摊铺厚度H的计算公式如下：

H＝H2-H1

其中，为了保证前后测定的断面相同，控制箱在记录竖直距离H1和H2，同时记录测定H1的时间t1和H2的时间t2,并记录摊铺机的位移X1(摊铺机上触地圆管的位移)和碾压机的位移X2(碾压机上触地圆管的位移)，由于摊铺机和碾压机在实际工作中的工作路线为一条直线，因此可以简化为一维模型，依靠一个变量位移X即可确定摊铺机和碾压机的位置。建立位移和所测竖直高度的关系，既X1-H1和X2-H2的关系。当摊铺机和碾压机的位移分别为X1和X2，出发的位置相同，因此当X1＝X2时摊铺机和碾压机上激光测距仪所测定的断面相同。H1-H2即为该处沥青厚度。

激光测距仪实时采集路面数据传输给控制箱，控制箱中的信息处理模块通过上述计算公式，将计算出的数据通过无线传输模块分别传输给LED显示屏或者后台服务器，后台服务器再将信息发送到PC终端或手机。整个装置采用的数据传输主要为无线传输模块(DTU)，通过公共网络传输数据，针对特殊路况或者信号较差的位置时通过自组网络传输数据。

本装置可实时采集路面施工摊铺厚度的波动情况，同时摊铺机和碾压机操作手及现场管理人员分别可通过现场LED显示屏及后台数据查询系统实时获取沥青路面摊铺压实厚度数据，为了证明此方法的准确性，任意选取一段长100米的新铺路面，每隔10米选取一个读数进行分析，得到以下数据。

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 (7)

1.一种沥青路面摊铺压实厚度测定装置，其特征在于：包括数据采集装置和控制箱；

所述数据采集装置包括安装在摊铺机上的第一测量装置、安装在碾压机上的第二测量装置，所述第一测量装置包括第一钢支架和第一激光测距仪，所述第一钢支架上端安装第一激光测距仪，下端与地面接触，所述第一钢支架穿过所述摊铺机的安装平台且可随路面高度做上下一维运动，所述第一激光测距仪测量距离所述摊铺机安装平台的竖直高度；

所述第二测量装置包括第二钢支架和第二激光测距仪，所述第二钢支架上端安装第二激光测距仪，下端与地面接触；所述第二钢支架穿过所述碾压机的安装平台且可随路面高度做上下一维运动，所述第二激光测距仪测量距离所述碾压机安装平台的竖直高度；

所述控制箱包含信息处理模块和位移检测模块，所述信息处理模块接收所述数据采集装置所采集的高度信息和所述位移检测模块检测到的位移信息。

2.根据权利要求1所述的沥青路面摊铺压实厚度测定装置，其特征在于：所述摊铺机安装平台和所述碾压机安装平台距离地面高度相同。

3.根据权利要求1所述的沥青路面摊铺压实厚度测定装置，其特征在于：所述第一测量装置和所述第二测量装置的零件尺寸相同。

4.根据权利要求1所述的沥青路面摊铺压实厚度测定装置，其特征在于：所述测定装置还包括显示模块，所述信息处理模块处理后的信息通过所述显示模块显示。

5.根据权利要求4所述的沥青路面摊铺压实厚度测定装置，其特征在于：所述的显示模块包含LED显示屏和终端用户，所述终端用户为PC终端或手机，所述LED显示屏通过无线传输模块与所述信息处理模块连接，所述信息处理模块通过所述无线传输模块将信息输送至后台服务器，并通过所述后台服务器发送至终端用户。

6.根据权利要求5所述的沥青路面摊铺压实厚度测定装置，其特征在于：第一激光测距仪、第二激光测距仪、LED显示屏、信息处理模块、无线传输模块所需电源均由摊铺机或碾压机蓄电池提供。

7.根据权利要求1所述的沥青路面摊铺压实厚度测定装置，其特征在于：所述的第一钢支架下端通过第一触地圆管与地面接触，所述第二钢支架下端通过第二触地圆管与地面接触，所述第一触地圆管和所述第二触地圆管与地面接触面均为圆管侧壁。