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(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)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(yīng)用，但將它們應(yīng)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(zhǔn)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(yīng)用該方法檢測路基壓實度，效率較低，無法滿足工程機(jī)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(jī)制認(rèn)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(jìn)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(fù)雜，即便建立起這種關(guān)系往往也不具備普遍適應(yīng)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(zhǔn)確地檢測出土石混填路基的壓實度，適應(yīng)任何壓實工藝和壓實機(jī)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(jī)選取土石混填路基試驗點(diǎn)，利用單點(diǎn)灌水法或灌砂法得到試驗點(diǎn)的現(xiàn)場壓實度Ktl ；預(yù)先計算土石混填路基的平均密度ρ m，并計算預(yù)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(yù)定速度壓入土石混填路基中預(yù)定深度，在試驗點(diǎn)附近的預(yù)定位置處進(jìn)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(diǎn)與探頭中心點(diǎn)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(jìn)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(jī)選取土石混填路基試驗點(diǎn)，利用單點(diǎn)灌水法或灌砂法得到試驗點(diǎn)的現(xiàn)場壓實度 K0 ；預(yù)先計算土石混填路基的平均密度P m，并計算預(yù)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(yù)定速度壓入土石混填路基中預(yù)定深度，在試驗點(diǎn)附近的預(yù)定位置處進(jìn)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(diǎn)灌水法或灌砂法得到試驗點(diǎn)的現(xiàn)場壓實度Κο，具體為在該試驗點(diǎn)利用灌水法或灌砂法測出該試驗點(diǎn)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(jìn)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(yù)定位置處的初始空隙率IV具體為根據(jù)〃。=Pm"^°"Pdmax計算預(yù)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(yù)定位置處和試驗點(diǎn)的壓實特征一致，且該預(yù)定位置處和試驗點(diǎn)間保持預(yù)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(zhǔn)確地檢測出土石混填路基的壓實度，適應(yīng)任何壓實工藝和壓實機(jī)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(xué)