CN107419715A - 一种路基压实度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路基压实度检测装置，包括底板以及液压缸，在所述液压缸的输出端上固定有下压板，在下压板下表面的一端固定有长立柱，在下压板下表面的另一端设有固定筒，电机的输出端连接有短立柱，长立柱、短立柱分别贯穿通孔后沿竖直方向朝远离所述底板下表面的方向延伸，长立柱延伸段的轴向长度大于短立柱延伸段的轴向长度，在小孔中部设有双向气缸，在双向气缸的两个输出端上分别安装有掘进头，掘进头上开设有盲孔，在挡块的上表面上嵌入行程开关。申请人设计出一种用于检测不同压实层压实度的装置，确保取样的精准性，以保证路基的压实符合相关的施工要求，进而达到延长路基以及路面工程使用寿命的目的。

Description

一种路基压实度检测装置

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种路基压实度检测装置。

背景技术

所谓压实度，是指土壤被压实后的干容重与该土壤的标准干密度之比。在压实过程中，土颗粒间的引力和斥力的相对大小决定了压实土的结构。当土样的含水量较小时，粒间引力较大，在一定的外部压实功能作用下，还不能有效地克服引力而使土颗粒相对移动，这时压实效果较差；增大含水量后，结合水膜逐渐增厚，引力减小，土颗粒在相同功能条件下易于移动而挤密，所以压实效果较好；当含水量增大到一定程度后，孔隙中已出现了自由水，结合水膜的扩大作用不再显著，因而引力的减少也不是十分显著，同时自由水填充在孔隙中阻止土颗粒移动的作用却随着含水量的增加而渐渐显著起来，所以此时压实效果反而下降。所以，通过检测土壤的干密度能有效评判路基压实度的质量。但是现有的路基土壤收集不便，特别是高填方的路基土壤，由于路基经过多次反复碾压而形成多个压实层，各压实层内的土壤之间无法完全进行取样检测，使得在高填方路基的强度以及刚度达不到标准要求，无法保证以及延长路基、路面工程的使用寿命。

发明内容

本发明目的在于提供一种路基压实度检测装置，以解决上述缺陷。

本发明通过下述技术方案实现：

一种路基压实度检测装置，包括底板以及垂直设置在底板上表面的液压缸，在所述液压缸的输出端上固定有与底板相互平行的下压板，在下压板下表面的一端固定有长立柱，在下压板下表面的另一端设有固定筒，电机安装在固定筒内，且电机的输出端连接有与长立柱相平行的短立柱，在底板上分别开有两个通孔，且两个所述通孔分别与长立柱、短立柱对中，长立柱、短立柱分别贯穿通孔后沿竖直方向朝远离所述底板下表面的方向延伸，所述长立柱延伸段的轴向长度大于所述短立柱延伸段的轴向长度，且在长立柱的延伸段以及短立柱的延伸段上均开有轴线垂直于长立柱轴线的小孔，在所述小孔中部设有双向气缸，且在双向气缸的两个输出端上分别安装有掘进头，掘进头上开设有盲孔；在所述短立柱的外圆周壁上设有挡块，在与所述短立柱对中的通孔上设有开口，所述开口与挡块错位分布，在挡块的上表面上嵌入行程开关，所述行程开关通过控制器与液压缸电连接。针对现有技术中，高填方路基的压实度检测过程中，对各压实层的土样采集不方便，即容易将各压实层中的土样混合，进而导致路基压实度检测结果不精确，致使路基以及路面工程的强度、刚度不符合相关标准的问题，申请人设计出一种用于检测不同压实层压实度的装置，确保取样的精准性，以保证路基的压实符合相关的施工要求，进而达到延长路基以及路面工程使用寿命的目的；

具体使用时，初始状态下的长立柱、短立柱与对应的通孔相互独立，将底板平铺在路基表面，确认底板所处路基表面的水平度后，启动液压缸，使得下压板带动长立柱以及短立柱竖直向下移动，长立柱以及短立柱的延伸段先后贯穿与之对应的通孔，然后插入路基内，根据每层压实层的厚度，来控制长立柱以及短立柱的向下的位移量，当各压实层的层厚确定时，液压缸的输出端在回缩一定距离后停止运动，此时，长立柱的延伸段与短立柱的延伸段到达其预设检测点位，然后启动双向气缸，双向气缸的两个输出端沿小孔的轴线方向向外伸出，直至掘进头完全与压实层内的土壤完全接触，在当盲孔内盛满检测土样后，双向气缸重新启动，使得掘进头回缩至小孔内，然后重新启动液压缸，进而带动长立柱与短立柱从不同压实层中脱离，最后由施工人员对盲孔内的检测土样进行快速检测，或是直接在掘进头内设置具备检测功能的检测装置，该检测装置的进料口直接与盲孔连通，即能够实现路基压实度的实时检测。

其中，在对于不同的压实层进行取样时，长立柱与短立柱切入深度不同，长立柱用于深度相对较大的压实层(即最先进行铺设平整的填土层)，而短立柱用于深度相对较小的压实层(即最后进行铺设平整的填土层)，由于短立柱在最后铺设的填土层的切入深度无法精确把控，对此，申请人在通孔的圆周上增设开口，而在短立柱的外圆周壁上设有与开口配合的挡块，即在采样时，电机启动使得短立柱发生旋转，驱动挡块与开口对中，短立柱能够无障碍通过通孔后切入压实层内，短立柱继续下移，在下移至一定程度后，液压缸的输出端再反向移动，即竖直向上伸出，带动短立柱向上移动一段距离，与此同时，电机启动，带动短立柱转动，挡块与开口错位后电机停止运行，短立柱继续上移直至挡块上表面与底板的下表面接触后，行程开关被触发，产生的信号传输至控制器，由控制器控制液压缸停止运动，此时再启动双向气缸，使得掘进头向外移动直至对位于最上方的压实层进行土样采集，由于挡块所处的水平高度与小孔轴线之间的间距预先设定为标准的压实层层厚的二分之一，进而确保在短立柱上的掘进头所采集的土样为处于最上层的压实层中部的土样，即提高采样数据的精确性，为后期的路基或是路面工程质量的验收提供数据上的支撑和保证。

在所述长立柱的延伸段以及短立柱的延伸段端部均设有钻头。进一步地，在长立柱与短立柱的延伸段端部均设有锐利的钻头，方便长立柱与短立柱在进行土样采集时能够快速切入压实层内，以减小长立柱与短立柱切入的阻力，缩短采样时间。

所述掘进头的纵向截面为锐角三角形，且掘进头的长边所在的平面与双向气缸的输出端连接，所述盲孔开设在掘进头的短边所在的平面上，且所述盲孔的轴线沿所述短立柱轴向由下至上朝远离短立柱轴线的方向倾斜。进一步地，长立柱或是短立柱上的两个掘进头同步向外推进，以实现土样的采集，而水平移动的掘进头会受到较大的阻力，对此，申请人将掘进头设置成三角块，且利用三角块锐利的尖角对压实层进行快速推进，并且盲孔开设在掘进头短边所在的平面上，且盲孔的轴线沿短立柱轴向由下至上朝远离短立柱轴线的方向倾斜，此时盲孔的开口方向并非与掘进头的推进方向相同，使得压实层对掘进头形成的阻力减小，并且，利用掘进头的斜面，在掘进头推进的同时，部分土样会沿掘进头短边所在的斜面进入至盲孔内，实现采样目的同时，减小掘进头的前进阻力。

所述挡块的个数至少为两个，且两个或是两个以上的挡块沿短立柱的周向均匀分布在短立柱的外圆周壁上。作为优选，挡块的个数为两个以上，能够确保在路基最上层表面的水平度与水平线之间具有偏差时，增加底板与多个行程开关的接触几率，以防止在短立柱回缩时产生过大的位移量，降低挡块以及行程开关与底板之间的碰撞损耗。

所述底板呈矩形或是圆形。作为优选，底板呈矩形或是圆形，能够与路基上表面保持一个较好的贴合度，以确保下压板在下移过程中的稳定性。

所述电机为步进电机。作为优选，选用步进电机，利用步进电机的精确控制性能，合理调节短立柱的转动圈数以及转动角度，保证短立柱能以一个相对缓慢、平稳的速度进行。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种路基压实度检测装置，当各压实层的层厚确定时，液压缸的输出端在回缩一定距离后停止运动，此时，长立柱的延伸段与短立柱的延伸段到达其预设检测点位，然后启动双向气缸，双向气缸的两个输出端沿小孔的轴线方向向外伸出，直至掘进头完全与压实层内的土壤完全接触，在当盲孔内盛满检测土样后，双向气缸重新启动，使得掘进头回缩至小孔内，然后重新启动液压缸，进而带动长立柱与短立柱从不同压实层中脱离，最后由施工人员对盲孔内的检测土样进行快速检测，或是直接在掘进头内设置具备检测功能的检测装置，该检测装置的进料口直接与盲孔连通，即能够实现路基压实度的实时检测；

2、本发明一种路基压实度检测装置，将掘进头设置成三角块，且利用三角块锐利的尖角对压实层进行快速推进，并且盲孔开设在掘进头短边所在的平面上，且盲孔的轴线沿短立柱轴向由下至上朝远离短立柱轴线的方向倾斜，此时盲孔的开口方向并非与掘进头的推进方向相同，使得压实层对掘进头形成的阻力减小，并且，利用掘进头的斜面，在掘进头推进的同时，部分土样会沿掘进头短边所在的斜面进入至盲孔内，实现采样目的同时，减小掘进头的前进阻力；

3、本发明一种路基压实度检测装置，挡块的个数为两个以上，能够确保在路基最上层表面的水平度与水平线之间具有偏差时，增加底板与多个行程开关的接触几率，以防止在短立柱回缩时产生过大的位移量，降低挡块以及行程开关与底板之间的碰撞损耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为底板的结构示意图；

图3为图1中A处的放大图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-下压板、2-连杆、3-液压缸、4-底板、5-长立柱、6-短立柱、7-固定筒、8-电机、9-挡块、10-行程开关、11-盲孔、12-掘进头、13-双向气缸、14-钻头、15-开口、16-通孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1～3所示，本实施例包括底板3以及垂直设置在底板3上表面的液压缸3，在所述液压缸3的输出端上固定有与底板3相互平行的下压板1，在下压板1下表面的一端固定有长立柱5，在下压板1下表面的另一端设有固定筒7，电机8安装在固定筒7内，且电机8的输出端连接有与长立柱5相平行的短立柱6，在底板3上分别开有两个通孔15，且两个所述通孔15分别与长立柱5、短立柱6对中，长立柱5、短立柱6分别贯穿通孔15后沿竖直方向朝远离所述底板3下表面的方向延伸，所述长立柱5延伸段的轴向长度大于所述短立柱6延伸段的轴向长度，且在长立柱5的延伸段以及短立柱6的延伸段上均开有轴线垂直于长立柱5轴线的小孔，在所述小孔中部设有双向气缸13，且在双向气缸13的两个输出端上分别安装有掘进头12，掘进头12上开设有盲孔11；在所述短立柱6的外圆周壁上设有挡块9，在与所述短立柱6对中的通孔15上设有开口15，所述开口15与挡块9错位分布，在挡块9的上表面上嵌入行程开关10，所述行程开关10通过控制器与液压缸3电连接。

具体使用时，初始状态下的长立柱5、短立柱6与对应的通孔15相互独立，将底板3平铺在路基表面，确认底板3所处路基表面的水平度后，启动液压缸3，使得下压板1带动长立柱5以及短立柱6竖直向下移动，长立柱5以及短立柱6的延伸段先后贯穿与之对应的通孔15，然后插入路基内，根据每层压实层的厚度，来控制长立柱5以及短立柱6的向下的位移量，当各压实层的层厚确定时，液压缸3的输出端在回缩一定距离后停止运动，此时，长立柱5的延伸段与短立柱6的延伸段到达其预设检测点位，然后启动双向气缸13，双向气缸13的两个输出端沿小孔的轴线方向向外伸出，直至掘进头12完全与压实层内的土壤完全接触，在当盲孔11内盛满检测土样后，双向气缸13重新启动，使得掘进头12回缩至小孔内，然后重新启动液压缸3，进而带动长立柱5与短立柱6从不同压实层中脱离，最后由施工人员对盲孔11内的检测土样进行快速检测，或是直接在掘进头12内设置具备检测功能的检测装置，该检测装置的进料口直接与盲孔11连通，即能够实现路基压实度的实时检测。

其中，在对于不同的压实层进行取样时，长立柱5与短立柱6切入深度不同，长立柱5用于深度相对较大的压实层(即最先进行铺设平整的填土层)，而短立柱6用于深度相对较小的压实层(即最后进行铺设平整的填土层)，由于短立柱6在最后铺设的填土层的切入深度无法精确把控，对此，申请人在通孔15的圆周上增设开口15，而在短立柱6的外圆周壁上设有与开口15配合的挡块9，即在采样时，电机8启动使得短立柱6发生旋转，驱动挡块9与开口15对中，短立柱6能够无障碍通过通孔15后切入压实层内，短立柱6继续下移，在下移至一定程度后，液压缸3的输出端再反向移动，即竖直向上伸出，带动短立柱6向上移动一段距离，与此同时，电机8启动，带动短立柱6转动，挡块9与开口15错位后电机8停止运行，短立柱6继续上移直至挡块9上表面与底板3的下表面接触后，行程开关10被触发，产生的信号传输至控制器，由控制器控制液压缸3停止运动，此时再启动双向气缸13，使得掘进头12向外移动直至对位于最上方的压实层进行土样采集，由于挡块9所处的水平高度与小孔轴线之间的间距预先设定为标准的压实层层厚的二分之一，进而确保在短立柱6上的掘进头12所采集的土样为处于最上层的压实层中部的土样，即提高采样数据的精确性，为后期的路基或是路面工程质量的验收提供数据上的支撑和保证。

进一步地，在长立柱5与短立柱6的延伸段端部均设有锐利的钻头14，方便长立柱5与短立柱6在进行土样采集时能够快速切入压实层内，以减小长立柱5与短立柱6切入的阻力，缩短采样时间。并且，为增加下压板1的升降移动行程，在液压缸3的输出端上增设连杆2，连杆2与下压板1的中部连接。

实施例2

如图1～3所示，本实施例中所述掘进头12的纵向截面为锐角三角形，且掘进头12的长边所在的平面与双向气缸13的输出端连接，所述盲孔11开设在掘进头12的短边所在的平面上，且所述盲孔11的轴线沿所述短立柱6轴向由下至上朝远离短立柱6轴线的方向倾斜。进一步地，长立柱5或是短立柱6上的两个掘进头12同步向外推进，以实现土样的采集，而水平移动的掘进头12会受到较大的阻力，对此，申请人将掘进头12设置成三角块，且利用三角块锐利的尖角对压实层进行快速推进，并且盲孔11开设在掘进头12短边所在的平面上，且盲孔11的轴线沿短立柱6轴向由下至上朝远离短立柱6轴线的方向倾斜，此时盲孔11的开口15方向并非与掘进头12的推进方向相同，使得压实层对掘进头12形成的阻力减小，并且，利用掘进头12的斜面，在掘进头12推进的同时，部分土样会沿掘进头12短边所在的斜面进入至盲孔11内，实现采样目的同时，减小掘进头12的前进阻力。

作为优选，挡块9的个数为两个以上，能够确保在路基最上层表面的水平度与水平线之间具有偏差时，增加底板3与多个行程开关10的接触几率，以防止在短立柱6回缩时产生过大的位移量，降低挡块9以及行程开关10与底板3之间的碰撞损耗。

作为优选，底板3呈矩形或是圆形，能够与路基上表面保持一个较好的贴合度，以确保下压板1在下移过程中的稳定性。

作为优选，选用步进电机8，利用步进电机8的精确控制性能，合理调节短立柱6的转动圈数以及转动角度，保证短立柱6能以一个相对缓慢、平稳的速度进行。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种路基压实度检测装置，包括底板(4)以及垂直设置在底板(4)上表面的液压缸(3)，其特征在于：在所述液压缸(3)的输出端上固定有与底板(4)相互平行的下压板(1)，在下压板(1)下表面的一端固定有长立柱(5)，在下压板(1)下表面的另一端设有固定筒(7)，电机(8)安装在固定筒(7)内，且电机(8)的输出端连接有与长立柱(5)相平行的短立柱(6)，在底板(4)上分别开有两个通孔(16)，且两个所述通孔(16)分别与长立柱(5)、短立柱(6)对中，长立柱(5)、短立柱(6)分别贯穿通孔(16)后沿竖直方向朝远离所述底板(4)下表面的方向延伸，所述长立柱(5)延伸段的轴向长度大于所述短立柱(6)延伸段的轴向长度，且在长立柱(5)的延伸段以及短立柱(6)的延伸段上均开有轴线垂直于长立柱(5)轴线的小孔，在所述小孔中部设有双向气缸(13)，且在双向气缸(13)的两个输出端上分别安装有掘进头(12)，掘进头(12)上开设有盲孔(11)；在所述短立柱(6)的外圆周壁上设有挡块(9)，在与所述短立柱(6)对中的通孔(16)上设有开口(15)，所述开口(15)与挡块(9)错位分布，在挡块(9)的上表面上嵌入行程开关(10)，所述行程开关(10)通过控制器与液压缸(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种路基压实度检测装置，其特征在于：在所述长立柱(5)的延伸段以及短立柱(6)的延伸段端部均设有钻头(14)。

3.根据权利要求1所述的一种路基压实度检测装置，其特征在于：所述掘进头(12)的纵向截面为锐角三角形，且掘进头(12)的长边所在的平面与双向气缸(13)的输出端连接，所述盲孔(11)开设在掘进头(12)的短边所在的平面上，且所述盲孔(11)的轴线沿所述短立柱(6)轴向由下至上朝远离短立柱(6)轴线的方向倾斜。

4.根据权利要求1所述的一种路基压实度检测装置，其特征在于：所述挡块(9)的个数至少为两个，且两个或是两个以上的挡块(9)沿短立柱(6)的周向均匀分布在短立柱(6)的外圆周壁上。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种路基压实度检测装置，其特征在于：所述底板(4)呈矩形或是圆形。

6.根据权利要求1～4任意一项所述的一种路基压实度检测装置，其特征在于：所述电机(8)为步进电机。