CN216193809U - 一种快速检测道路压实质量的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速检测道路压实质量的检测装置，首先，确定要进行压实质量检测的道路结构层，这里的道路结构层可以是现场试验的道路结构层，也可以是实验室试验所设定的道路结构层；然后按照一定间距埋设压力传感器，确定施工作业时压路机的型号及工作参数并安装加速度传感器；最后按照既定参数进行压实作业，并读取压力传感器与加速度传感器的数据，进行对比分析，确定出最为精确的加速度数据，进而实现对道路压实质量的精准、快速、连续检测。本发明能够大幅度提高评价道路压实质量的精度，对现场试验及实验室试验检测道路压实质量提供重要的技术支撑。
Description
技术领域
本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种快速检测道路压实质量的检测装置及方法。
背景技术
随着我国道路行业的飞速发展，在2020年底，我们公路通车总里程突破300万公里，稳居世界第一。与此同时，我国的汽车行业更是发展迅速，导致近年来，汽车数量呈爆炸式增长，这就对道路的施工质量提出了严格的要求。而在道路建设、管理及养护方面，道路的压实施工是整个道路建设的第一步，也是最重要的一个环节。因为对道路结构层进行有效的压实，能够显著提高道路的强度、刚度及稳定性，进而为道路的长寿命周期的使用及后期养护奠定良好的基础。由此，智能压实技术应运而生。智能压实技术能够显著提高道路压实施工的效率，并进行全面性压实质量检测。但对于道路压实质量检测的精确程度，还有很大空间需要提升。这其中一个很大的原因就是，智能压实过程中，通过单一加速度传感器获取的加速度数据，在现场施工偶然性大的情况下，经常出现波动。因此，本专利提供了一种双类型传感器对道路压实信息进行采集并校对，在压实过程中便能对压实信息进行分析，从而获取更精确的加速度信息，进而提高道路压实质量评价的准确性。
发明内容
本发明的目的是为了弥补目前道路智能压实质量检测精确度低这一不足，提供一种快速检测道路压实质量的检测装置。
为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种快速检测道路压实质量的检测装置，其特征在于，包括用于对道路结构层进行压实施工的振动压路机，所述振动压路机由驾驶室以及分别配合安装在驾驶室前后两侧的振动轮和驱动轮组成，所述振动轮的端部配合安装有加速度传感器，所述道路结构层上均匀间隔布置有压力传感器。其他传感装置可根据道路压实施工的实际情况进行添加，例如可增大GPS定位采集器对道路作业压实的位置进行确定，以及可以通过增加沉降传感器对道路压实质量进行辅助分析。
作为本发明的进一步改进，所述振动压路机包括现有的振动压路机，亦可为自制振动压实设备或夯机，其自重：0.5t~26t，激振力幅值：5kN~520kN，施工碾压速度：0.5km/s~10km/s，激振频率：15Hz~70Hz。
作为本发明的进一步改进，所述振动压路机包括单钢轮振动压路机，双钢轮振动压路机。
作为本发明的进一步改进，所述的速度传感器、压力传感器应能够实时采集压实设备速度信息。
作为本发明的进一步改进，所述的加速度传感器、压力传感器具备wifi或蓝牙传输功能。
作为本发明的进一步改进，所述的道路结构层包括所有道路的结构层及不同面层，其中，所有道路的结构层例如：地基层，半刚性基层、级配碎石层及道路面层，不同面层例如：水泥混凝土面层、沥青面层以及新材料面层。
本发明还提供了一种快速检测道路压实质量的检测方法，包括如下步骤：
步骤1：确定要进行压实质量检测的道路结构层；
步骤2：按照一定间距埋设压力传感器，确定施工作业时压路机的型号及工作参数并安装加速度传感器；
步骤3：开启所安装的传感器，按照既定参数进行压实作业；
步骤4：读取并修正加速度数据，对道路压实质量进行精准检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提出了一种快速检测道路压实质量的检测装置及方法，可实现道路压实质量的精准、快速、全面检测。
2、本装置的安装、拆卸简便，且所需的传感装置较为常见，不难获取。
3、本装置改变了传统压实质量单评价指标的方法，采用力学指标对加速度指标进行修正，从而提高了道路压实质量检测的准确性。
4、本装置的应用场景及适用结构层广，可满足所有道路压实质量检测。
5、本装置的传感器采用了蓝牙或Wifi无线传输，不再受有线传输传感装置的安装及接线限制。
附图说明
图1 道路压实质量检测整体布局示意。
图2 振动压路机及传感器安装详图。
附图标记列表：
1-振动压路机，2-压力传感器，3-道路结构层，4-驾驶室，5-振动轮，6-加速度传感器，7-驱动轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图所示，一种快速检测道路压实质量的检测装置，包括用于对道路结构层3进行压实施工的振动压路机1，振动压路机1由驾驶室4以及分别配合安装在驾驶室4前后两侧的振动轮5和驱动轮7组成，振动轮5的端部配合安装有加速度传感器6，道路结构层3上均匀间隔布置有压力传感器2。其他传感装置可根据道路压实施工的实际情况进行添加，例如可增大GPS定位采集器对道路作业压实的位置进行确定，以及可以通过增加沉降传感器对道路压实质量进行辅助分析。
在本实施例中，振动压路机包括现有的振动压路机，亦可为自制振动压实设备或夯机，其自重：0.5t~26t，激振力幅值：5kN~520kN，施工碾压速度：0.5km/s~10km/s，激振频率：15Hz~70Hz。
在本实施例中，振动压路机包括单钢轮振动压路机，双钢轮振动压路机。
在本实施例中，的速度传感器、压力传感器应能够实时采集压实设备速度信息。
在本实施例中，的加速度传感器、压力传感器具备wifi或蓝牙传输功能。
在本实施例中，的道路结构层包括所有道路的结构层及不同面层，其中，所有道路的结构层例如：地基层，半刚性基层、级配碎石层及道路面层，不同面层例如：水泥混凝土面层、沥青面层以及新材料面层。
本发明一种快速检测道路压实质量的检测方法，包括如下步骤：
步骤1：确定要进行压实质量检测的道路结构层，以及确定好要进行压实质量检测的场景；
步骤2：按照所选的道路结构层类型，确定振动压路机的型号及施工参数；
步骤3：根据确定的振动压路机型号，选择量程与其激振力相对应的压力传感器及加速度传感器；
步骤4：按照要进行压实的道路长度，划分出一定比例的长度，作标定用，称之为试验段；
步骤5：连接加速度传感器与压力传感器，开启振动压路机，进行道路振动压实作业；
步骤6：将压力信号转化成加速度信号，并与振动压路机上采集的加速度信号进行分析对比并修正，进而确定出精准的振动加速度数据；
步骤7：将加速度信号通过离散傅里叶转换得到频谱信号，通过频谱信号来对道路压实质量进行连续、快速、精准检测。
在本实施例中，步骤1中的压实质量检测的场景，为现场试验中的道路结构层，亦可为实验室试验中的道路结构层。
实施例：
快速检测道路压实质量的检测方法：
（1）选择现场试验道路路基土层作为压实质量检测的对象；
（2）选择16t单钢轮振动压路机作为道路压实施工的机具，并对每一施工条带，进行4次振动碾压，以及一次静力碾压；
（3）选择量程为1000kN的压力传感器每隔10m埋设一个，距离路基结构上层5cm，以及采集频率为500Hz，量程为300m/s2的加速度传感器作为采集对应信号的传感装置；
（4）道路压实作业每个条带长度定为200m，选择前20m作为实验段，进行振动压实，获取其压力信号与加速度信号，并通过环刀法或灌砂法测得其压实度，建立加速度信号与压实度关系；
（5）连接加速度传感器与压力传感器，开启振动压路机，以2m/s的速度，30Hz的激振频率进行道路振动压实作业；
（6）将获得的压力信号，按照动力学模型中的公式：
计算得到加速度信号，其中m为压路机质量26t，F0为激振力幅值520kN，w为激振力的角速度200rad/s；
（7）通过压力信号计算得到的加速度信号，对加速度传感器采集得到的加速度信息进行修正，将修正后的加速度信息，与试验段建立的加速度信息与压实度信息进行换算，得到实际施工段的压实质量信息；
最终快速，精准，实时获取该施工段路基结构层压实质量信息。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种快速检测道路压实质量的检测装置，其特征在于，包括用于对道路结构层进行压实施工的振动压路机，所述振动压路机由驾驶室以及分别配合安装在驾驶室前后两侧的振动轮和驱动轮组成，所述振动轮的端部配合安装有加速度传感器，所述道路结构层上均匀间隔布置有压力传感器。
2.根据权利要求1所述的一种快速检测道路压实质量的检测装置，其特征在于，所述振动压路机自重：0.5t~26t，激振力幅值：5kN~520kN，施工碾压速度：0.5km/s~10km/s，激振频率：15Hz~70Hz。
3.根据权利要求1所述的一种快速检测道路压实质量的检测装置，其特征在于，所述振动压路机为单钢轮振动压路机或双钢轮振动压路机。
4.根据权利要求1所述的一种快速检测道路压实质量的检测装置，其特征在于，所述的速度传感器、压力传感器能实时采集压实设备速度信息。
5.根据权利要求1所述的一种快速检测道路压实质量的检测装置，其特征在于，所述的加速度传感器、压力传感器具备wifi或蓝牙传输功能。
6.根据权利要求1所述的一种快速检测道路压实质量的检测装置，其特征在于，所述的道路结构层包括所有道路的结构层及不同面层。
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