一種檢測路面壓實效果的裝置和方法
【專利摘要】一種檢測路面壓實效果的裝置和方法，包括光纖光柵解調儀、用于測定路面壓力的壓力傳感器和用于測定路面厚度的位移傳感器，所述壓力傳感器、位移傳感器均和光纖光柵解調儀相連接。本發(fā)明原理簡單、操作方便、測試準確、快速，可以實現客觀、高效率檢測，本發(fā)明可靠性好檢測可靠性好，制造費用低，能源消耗少，適用范圍廣，實用價值高，本發(fā)明的檢測裝置使用、維修方便。本發(fā)明檢測方法簡便，檢測過程簡單，測試時間短，不受外界環(huán)境的影響，能夠快速、準確的實現對路面壓實效果的檢測，為合理檢測和施工提供可靠的依據，克服了現有技術中采用鉆芯法檢測路面耗費時間長，操作過程復雜，受外界影響大的問題。
【專利說明】一種檢測路面壓實效果的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于道路檢測及施工【技術領域】，具體涉及一種檢測路面壓實效果的裝置和方法。
【背景技術】
[0002]我國路面壓實度檢測常用的方法是鉆芯取樣，然后根據實驗規(guī)范測定芯樣密度，用測定密度和理論最大密度的比值即壓實度表示。用鉆芯法檢測路面厚度破壞了原有的路面結構，雖然鉆芯取樣后產生的鉆孔可以用同種的混合料進行填補，但鉆孔位置產生的路面損害仍然是路面極易產生病害的薄弱環(huán)節(jié)。而鉆芯檢測速度較慢，在開放交通后容易產生危險，鉆芯取樣法是一種有損檢測，而且只有在壓實完成后進行鉆芯檢測，不能在壓實過程中實時檢測而進行壓實控制，耗費時間長，操作過程復雜，受外界影響大。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的是提供一種檢測路面壓實效果的裝置和方法，可以方便快捷地檢測路面壓實效果。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現。
[0005]一種檢測路面壓實效果的裝置，包括光纖光柵解調儀、用于測定路面壓力的壓力傳感器和用于測定路面厚度的位移傳感器，所述壓力傳感器、位移傳感器均和光纖光柵解調儀相連接。
[0006]所述壓力傳感器和光纖光柵解調儀之間、位移傳感器和光纖光柵解調儀之間均通過線纜相連接。
[0007]所述壓力傳感器為圓盤式壓力傳感器。
[0008]所述光纖光柵解調儀帶有顯示屏，并且光纖光柵解調儀內設置有內存卡。
[0009]一種基于上述裝置的檢測路面壓實效果的方法，包括以下步驟:
[0010]①在路基頂面設置壓力傳感器，計算在路面攤鋪完成后對壓力傳感器產生壓力的路面平面影響范圍S ；
[0011]②測得浙青混合料的攤鋪密度P ;
[0012]③每IKm選擇5個測點，每個測點分別布設壓力傳感器和位移傳感器；
[0013]④根據光纖光柵解調儀獲取壓力傳感器測得的在路面攤鋪完成后的路面壓力F。，
以及公式I 計算得到攤鋪厚度H，然后計算攤鋪厚度H的平均值得到路面的平均攤鋪厚度H，其中g為重力加速度；
[0014]⑤通過光纖光柵解調儀收集統(tǒng)計每個測點壓力傳感器和位移傳感器的檢測數據，計算布設測點實測壓實厚度h的平均值^以及壓實過程中所測的動態(tài)壓力F的平均值歹;
[0015]根據公式Hu = JI Hj得到需要的壓實厚度tv然后將需要的壓實厚度h和實測的壓實厚度平均值^對比，其中Htl為路面的最終厚度；同時根據每次壓實過程中所測多個測點的動態(tài)壓力的平均值F與路面需要的碾壓機的壓力f?對比，實現對路面壓實效果的檢測。
[0016]本發(fā)明具有的有益效果:本發(fā)明通過設置壓力傳感器對路面壓力進行測定，設置位移傳感器對路面厚度進行測定，壓力傳感器、位移傳感器均和光纖光柵解調儀相連接，實現對路面壓實效果的檢測，本檢測裝置原理簡單、操作方便、測試準確、快速，可以實現客觀、高效率檢測；本檢測裝置成本低，檢測可靠性好，除用于檢測浙青路面的壓實效果外，可以運用于各種類型的路面施工的檢測，并且維修方便。
[0017]進一步的，光纖光柵解調儀帶有顯示屏，可以實時的顯示壓實過程中的數據，實現對現場壓實效果的監(jiān)測評估，還可以及時監(jiān)測出壓實過程中存在的問題。
[0018]本發(fā)明的檢測方法通過計算路面平面影響范圍，測量浙青混合料的攤鋪密度，結合壓力傳感器和位移傳感器對各個測點的采集的數據進行計算，通過將需要的壓實厚度和實測的壓實厚度平均值對比及所測多個測點的動態(tài)壓力的平均值與路面需要的碾壓機的壓力對比，可以實現對路面壓實效果的檢測，本方法簡便，檢測過程簡單，測試時間短，不受外界環(huán)境的影響，能夠快速、準確的實現對路面壓實效果的檢測，為合理檢測和施工提供可靠的依據，克服了現有技術中采用鉆芯法檢測路面耗費時間長，操作過程復雜，受外界影響大的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明裝置的結構示意圖；
[0020]其中:1為壓力傳感器；2為位移傳感器；3為線纜；4為光纖光柵解調儀；5為內存卡。
【具體實施方式】·
[0021]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述:
[0022]參見圖1，本發(fā)明的路面壓實效果檢測裝置，包括用于測定路面壓力的壓力傳感器
1、用于測定路面厚度的位移傳感器2和光纖光柵解調儀4，所述壓力傳感器1、位移傳感器2均和光纖光柵解調儀4通過線纜3相連接；其中，本發(fā)明中的壓力傳感器I為圓盤式壓力傳感器1，其作用是得出在路面攤鋪完成后以及壓實過程中和壓實完成后動態(tài)的壓力F ;線纜3的作用是作為圓盤式壓力傳感器1、位移傳感器2和光纖光柵解調儀4間數據傳遞的橋梁；位移傳感器2的作用是測出在壓實過程中和壓實完成后的壓實厚度，即路面攤鋪厚度的減少量h ;內存卡5的作用是將光纖光柵解調儀4傳遞的數據存儲，并且可以連接到電子計算機進行數據處理和分析；光纖光柵解調儀4的作用是將圓盤式壓力傳感器I所測得的動態(tài)的壓力F和位移傳感器4所測得的壓實厚度h收集起來并存入內存卡5。
[0023]基于上述裝置的檢測路面壓實效果的方法，包括以下步驟:
[0024]①用電子計算機上的有限元軟件(ansys軟件)，可以在施工之前，根據路面的彈性模量、泊松比、長度、厚度以及寬度設計參數建立有限元模型，計算出當路基頂面設有圓盤式壓力傳感器I時，在攤鋪完成后對圓盤式壓力傳感器產生壓力的路面平面影響范圍S ；
[0025]②依據《E06JTJ052-2000公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》中明確規(guī)定的T0705— 2000壓實浙青混合料密度實驗(表干法)測得浙青攤鋪混合料的攤鋪密度P ；
[0026]③依據《JTGE42-2004公路浙青路面施工技術規(guī)范》規(guī)定，每IKm選擇5個測點，每個測點分別布設圓盤式壓力傳感器I和位移傳感器2 ；
[0027]④通過光纖光柵解調儀4獲取圓盤式壓力傳感器I測得的在路面攤鋪完成后的路面壓力Ftl，根據公式〃 計算得到攤鋪厚度H，(其中g為重力加速度)，然后計算攤鋪厚度H的平均值，得到路面的平均攤鋪厚度互。
[0028]⑤通過光纖光柵解調儀4收集統(tǒng)計每個測點圓盤式壓力傳感器I和位移傳感器2的檢測數據，計算布設測點實測壓實厚度h的平均值^以及每次壓實過程中所測多個測點的動態(tài)壓力F的平均值,;由于路面的最終厚度Htl是在設計完成后就確定的，所以需要的壓實厚度h的計算公式為知=互-/Z0，然后將需要的壓實厚度Iitl和實測的壓實厚度平均
值E對比；同時根據每次壓實過程中所測多個測點的動態(tài)壓力的平均值F與路面需要的碾壓機的壓力f?對比，判斷每次壓實是否達到合格，從而實現對路面壓實效果的檢測。
[0029]判斷每次壓實是否達到合格的具體方法為:通過動態(tài)壓力的平均值F與路面需要的碾壓機的壓力f?對比:當實測壓實厚度平均值瓦等于或者大于理論壓實厚度h的94%，而且動態(tài)壓力的 平均值F等于碾壓機的壓力f或者動態(tài)壓力的平均值F與碾壓機的壓力f?的差值在合理的范圍定為合格，具體為對高速公路和一級公路，實際壓力值F要達到碾壓機理論壓力f的94% ;對其他等級公路，實際壓力F要達到碾壓機理論壓力f的92%，則定為壓實合格；否則定為壓實不合格。
[0030]本發(fā)明提供的一種路面壓實效果檢測裝置原理簡單、操作簡便、測試準確、快速，可以實現快捷、客觀、準確、高效率檢測，測試設備的檢測及儀器的制造費用不高，同時還可以用于現場壓實效果監(jiān)測評估，可以及時監(jiān)測出壓實過程中存在的問題，并且數據可以保存作為理論研究的依據。本發(fā)明檢測裝置使用、維修方便，并且該裝置可靠性好，能源消耗少，實用價值高，適用范圍廣，對壓實效果的檢測方法用于檢測浙青路面的壓實效果外，可以運用于各種類型的路面施工的檢測，有利于推廣應用。
【權利要求】
1.一種檢測路面壓實效果的裝置，其特征在于，包括光纖光柵解調儀(4)、用于測定路面壓力的壓力傳感器(I)和用于測定路面厚度的位移傳感器(2)，所述壓力傳感器(I)、位移傳感器(2)均和光纖光柵解調儀(4)相連接。
2.根據權利要求1所述的一種檢測路面壓實效果的裝置，其特征在于，所述壓力傳感器(I)和光纖光柵解調儀(4)之間、位移傳感器(2)和光纖光柵解調儀(4)之間均通過線纜(3)相連接。
3.根據權利要求1或2所述的檢測路面壓實效果的裝置，其特征在于，所述壓力傳感器(I)為圓盤式壓力傳感器。
4.根據權利要求1所述的一種檢測路面壓實效果的裝置，其特征在于，所述光纖光柵解調儀(4)帶有顯示屏，并且光纖光柵解調儀(4)內設置有內存卡(5)。
5.一種基于權利要求1所述裝置的檢測路面壓實效果的方法，其特征在于，包括以下步驟: ①在路基頂面設置壓力傳感器(1)，計算在路面攤鋪完成后對壓力傳感器(I)產生壓力的路面平面影響范圍S ; ②測得浙青混合料的攤鋪密度P; ③每IKm選擇5個測點，每個測點分別布設壓力傳感器(I)和位移傳感器(2)； ④根據光纖光柵解調儀(4)獲取壓力傳感器(I)測得的在路面攤鋪完成后的路面壓力F0,以及公式H=FO/psg計算得到攤鋪厚度H，然后計算攤鋪厚度H的平均值得到路面的平均
攤鋪厚度F，其中g為重力加速度； ⑤通過光纖光柵解調儀(4)收集統(tǒng)計每個測點壓力傳感器(I)和位移傳感器(2)的檢測數據，計算布設測點實測壓實厚度h的平均值^以及壓實過程中所測的動態(tài)壓力F的平均值歹； 根據公式H0=H-H0 到需要的壓實厚度tv然后將需要的壓實厚度h和實測的壓實厚度平均值^對比，其中Htl為路面的最終厚度；同時根據每次壓實過程中所測多個測點的動態(tài)壓力的平均值F與路面需要的碾壓機的壓力f對比，實現對路面壓實效果的檢測。
【文檔編號】E01C23/00GK103592428SQ201310552614
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月7日 優(yōu)先權日:2013年11月7日
【發(fā)明者】鄭木蓮, 彭平, 王濤, 王帥, 劉俊瑞, 劉乙丁 申請人:長安大學