專利名稱：一種車載式壓實度測定儀及其檢測方法
一種車載式壓實度測定儀及其檢測方法本發(fā)明涉及公路壓實度測試領(lǐng)域，尤其涉及一種車載式壓實度測定儀及其檢測方法。隨著公路建設(shè)向山區(qū)延伸，土石混填路基因能就地取材、工后沉降小、經(jīng)濟性好等優(yōu)點已成為較普遍的公路路基型式。為了確保土石混填路基填筑質(zhì)量，壓實度的控制是關(guān)鍵之一。目前，公路路基壓實度常用檢測方法大體可分為灌水(砂)法、波法和靜力貫入法三類，盡管這些方法在一般路基壓實度檢測中得到了較廣泛應用，但將它們應用于土石混填路基會存在許多局限性和不足。首先，用灌水(砂)法檢測路基壓實度雖最為準確，但必須開挖試坑，路基有一定程度的破壞，而對于土石混填路基而言，開挖困難，大面積應用該方法檢測路基壓實度，效率較低，無法滿足工程機械化快速施工的要求；波法包括瑞雷波法，瞬態(tài)沖擊波法，核子密度儀法等，由于人們對波在路基中傳播規(guī)律與機制認識不足，盡管這類方法檢測效率高，但其精度不夠，難以滿足工程要求；第三，靜力貫入法是利用統(tǒng)計原理將壓實度與貫入荷載、粗顆粒含量、最大粒徑及含水率之間建立統(tǒng)計關(guān)系式，事先需要在室內(nèi)進行大量的大型擊實試驗，對于不同的土石混填路基，通過建立經(jīng)驗關(guān)系來間接確定路基壓實度，此法較為復雜，即便建立起這種關(guān)系往往也不具備普遍適應性，因此，利用該方法檢測土石混填路基壓實度的精度也難以滿足工程要求。本發(fā)明提供了一種車載式壓實度測定儀及其檢測方法，該測定儀能快速、穩(wěn)定、準確地檢測出土石混填路基的壓實度，適應任何壓實工藝和壓實機械壓實過的路基。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種車載式壓實度測定儀，包括拖車、油源、加載油缸、收放油缸、控制箱、測控儀、數(shù)據(jù)處理控制器；其中油源、加載油缸、收放油缸組成電動液壓加卸載系統(tǒng)；油源安裝在拖車的車廂內(nèi)，加載油缸和收放油缸的第一端分別通過前后旋轉(zhuǎn)的支座安裝在車廂下面的主梁上，收放油缸的第二端通過旋轉(zhuǎn)支座連接在加載油缸的第二端； 加載油缸第二端的活塞端頭連接壓力傳感器，壓力傳感器通過連接桿連接平底探頭，壓力傳感器、連接桿和探頭的中軸線重合，加載油缸活塞端頭還通過支架連接位移傳感器，位移傳感器工作方向與壓力傳感器中軸線平行；油源分別通過油管與加載油缸和收放油缸連接，為加載油缸和收放油缸提供液壓動力；并在油源上設(shè)有伺服閥，壓力傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù)輸出端通過測控儀與數(shù)據(jù)處理控制器連接；控制箱的控制端與油源連接，控制箱的信號輸入端通過測控儀與數(shù)據(jù)處理控制器連接；在工作狀態(tài)下，在拖車上裝有重物，控制箱根據(jù)輸入的指令信號通過油源控制收放油缸活塞伸出，將加載油缸處于垂直狀態(tài)；數(shù)據(jù)處理控制器通過測控儀向控制箱輸入?yún)?shù)指令，控制箱根據(jù)該參數(shù)指令控制油源伺服閥使加載油缸活塞端頭伸出或收回，壓力傳感器和位移傳感器將采集的數(shù)據(jù)通過測控儀傳輸給數(shù)據(jù)處理控制器；在停止工作狀態(tài)下， 拖車空載，控制箱根據(jù)輸入的命令信號通過油源控制收放油缸活塞收回，將加載油缸拉到水平位置。一種如上所述的測定儀的檢測方法，包括步驟隨機選取土石混填路基試驗點，利用單點灌水法或灌砂法得到試驗點的現(xiàn)場壓實度Ktl ；預先計算土石混填路基的平均密度ρ m，并計算預定位置處的初始空隙率no ；數(shù)據(jù)處理控制器通過測控儀向控制箱輸入?yún)?shù)指令，控制箱根據(jù)該參數(shù)指令控制油源伺服閥使加載油缸活塞端頭伸出或收回，將半徑為r的橫截面為圓形的平底探頭在豎直方向以預定速度壓入土石混填路基中預定深度，在試驗點附近的預定位置處進行快速靜載試驗；測控儀通過壓力傳感器和位移傳感器采集貫入力P與貫入深度w的數(shù)值并傳輸給數(shù)據(jù)處理控制器，數(shù)據(jù)處理控制器得到貫入力P與貫入深度W之間的曲線，并根據(jù)貫入力P
與貫入深度W之間的曲線，利用
權(quán)利要求
1.一種車載式壓實度測定儀，其特征在于，包括拖車、油源、加載油缸、收放油缸、控制箱、測控儀、數(shù)據(jù)處理控制器；其中油源、加載油缸、收放油缸組成電動液壓加卸載系統(tǒng)；油源安裝在拖車的車廂內(nèi)，加載油缸和收放油缸的第一端分別通過前后旋轉(zhuǎn)的支座安裝在車廂下面的主梁上，收放油缸的第二端通過旋轉(zhuǎn)支座連接在加載油缸的第二端；加載油缸第二端的活塞端頭連接壓力傳感器，壓力傳感器通過連接桿連接平底探頭，壓力傳感器、連接桿和平底探頭的中軸線重合，加載油缸活塞端頭還通過支架連接位移傳感器，位移傳感器工作方向與壓力傳感器中軸線平行；油源分別通過油管與加載油缸和收放油缸連接，為加載油缸和收放油缸提供液壓動力；并在油源上設(shè)有伺服閥，壓力傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù)輸出端通過測控儀與數(shù)據(jù)處理控制器連接；控制箱的控制端與油源連接，控制箱的信號輸入端通過測控儀與數(shù)據(jù)處理控制器連接；在工作狀態(tài)下，在拖車上裝有重物，控制箱根據(jù)輸入的指令信號通過油源控制收放油缸活塞伸出，將加載油缸處于垂直狀態(tài)；數(shù)據(jù)處理控制器通過測控儀向控制箱輸入?yún)?shù)指令，控制箱根據(jù)該參數(shù)指令控制油源伺服閥使加載油缸活塞端頭伸出或收回，壓力傳感器和位移傳感器將采集的數(shù)據(jù)通過測控儀傳輸給數(shù)據(jù)處理控制器；在停止工作狀態(tài)下，拖車空載，控制箱根據(jù)輸入的命令信號通過油源控制收放油缸活塞收回，將加載油缸拉到水平位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載式壓實度測定儀，其特征在于在控制箱上設(shè)有急停開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載式壓實度測定儀，其特征在于所述壓力傳感器為輪輻式力傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載式壓實度測定儀，其特征在于所述位移傳感器工作點與探頭中心點的投影距離大于等于20cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載式壓實度測定儀，其特征在于所述測控儀為MaxTC260 測控儀，采用DSP技術(shù)開發(fā)及三閉環(huán)測控制，能對力及位移進行帶反饋的閉環(huán)控制。
6.一種如權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的車載式壓實度測定儀的檢測方法，其特征在于，包括步驟隨機選取土石混填路基試驗點，利用單點灌水法或灌砂法得到試驗點的現(xiàn)場壓實度 K0 ；預先計算土石混填路基的平均密度P m，并計算預定位置處的初始空隙率 ；數(shù)據(jù)處理控制器通過測控儀向控制箱輸入?yún)?shù)指令，控制箱根據(jù)該參數(shù)指令控制油源伺服閥使加載油缸活塞端頭伸出或收回，將半徑為r的橫截面為圓形的平底探頭在豎直方向以預定速度壓入土石混填路基中預定深度，在試驗點附近的預定位置處進行快速靜載試驗；測控儀通過壓力傳感器和位移傳感器采集貫入力P與貫入深度w的數(shù)值并傳輸給數(shù)據(jù)處理控制器，數(shù)據(jù)處理控制器得到貫入力P與貫入深度w之間的曲線，并根據(jù)貫入力P與貫入深度W之間的曲線，利用
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測方法，其特征在于利用單點灌水法或灌砂法得到試驗點的現(xiàn)場壓實度Κο，具體為在該試驗點利用灌水法或灌砂法測出該試驗點的密度及含水率，根據(jù)密度及含水率計算得到干密度，與室內(nèi)擊實試驗所得到的最大干密度進行對比得到現(xiàn)場的壓實度K。。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測方法，其特征在于計算土石混填路基的平均密度Pm，具體為
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測方法，其特征在于計算預定位置處的初始空隙率IV具體為根據(jù)〃。=Pm"^°"Pdmax計算預定位置處的初始空隙率IV
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測方法，其特征在于所述預定位置處和試驗點的壓實特征一致，且該預定位置處和試驗點間保持預定距離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車載式壓實度快速測定儀及其檢測方法，該測定儀在工作狀態(tài)下，在拖車上裝有重物，控制箱根據(jù)輸入的指令信號通過油源控制收放油缸活塞伸出，將加載油缸處于垂直狀態(tài)；數(shù)據(jù)處理控制器通過測控儀向控制箱輸入?yún)?shù)指令，控制箱根據(jù)該參數(shù)指令控制油源伺服閥使加載油缸活塞端頭伸出或收回，壓力傳感器和位移傳感器將采集的數(shù)據(jù)通過測控儀傳輸給數(shù)據(jù)處理控制器；在停止工作狀態(tài)下，拖車空載，控制箱根據(jù)輸入的命令信號通過油源控制收放油缸活塞收回，將加載油缸拉到水平位置。本發(fā)明能快速、穩(wěn)定、準確地檢測出土石混填路基的壓實度，適應任何壓實工藝和壓實機械壓實過的路基。
文檔編號G01N3/12GK102279130SQ201110192998
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者劉曉明, 卿篤干, 張玲, 曹文貴, 羅宏, 趙明華, 趙衡 申請人:湖南大學