一种偏振式路基压实度检测仪的制作方法

本实用新型属于路基施工检测装置，具体为一种偏振式路基压实度检测仪。

背景技术：

路基压实质量是道路工程施工质量管理最重要的内在指标之一，只有对路基层进行充分压实，才能保证路基的强度、刚度，给路面层提供一个稳固的支承，并可以保证及延长路基、路面工程的使用寿命。

路面压实质量的检测现有的一种方法是灌砂法，灌砂法利用均匀颗粒的砂去置换试洞的体积，它是当前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列为现场测定压实度的主要方法。该方法可用于测试各种土或路面材料的密度，它的缺点是：需要携带较多量的砂，操作过程繁琐，因此它的测试速度较慢。

路面压实质量的检测现有的另一种方法是环刀法，环刀法是测量现场密度的传统方法。国内习惯采用的环刀容积通常为200cm3，环刀高度通常约5cm。该法用环刀挖坑取样，测出湿密度，扣除水分得干密度，与最大干密度相比，得到路基的实际压实度k值，其不足之处是，费时费工，因挖坑而对路基、路面造成损伤。

传统的压实度现场检测需要测出土壤中的含水率，该过程常采用两种方式进行：（1）酒精燃烧法。该种方法将酒精倒入盛有取样土壤的盒子内，直接点火将土壤中的水分烧干。由于经常有风的干扰，使得燃烧的酒精火焰不容易看清，尤其在阳光下更难看清楚，因此经常造成安全事故。（2）烘箱烘干法。该法将现场取的土放入烘箱，一般烘干的时间约为8小时，因此速度较慢，不能适用于快速化施工的需要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对以上问题，提供一种偏振式路基压实度检测仪，快速、无损、准确的测量路基的压实度。

影响路基压实度的主要因素包括：填料（填料的粒径）、含水率；对于同一填料，路基的压实度与含水率呈非线性关系，土壤在最佳含水率时才能得到最好的压实含水率；而对于不同的物体在给定的同一振动源下振动，其振动加速度是不同的；对于同一填料，同一振动源下，不同压实度与其振动加速度也是不同的。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种偏振式路基压实度检测仪，包括北斗定位系统、偏振装置、主体（1）、盒体（2）、传感器（4）、控制终端（6）、控制器（7）；盒体（2）设置于主体（1）表面，所述偏振装置的电机（3）设置在盒体（2）上，电机（3）的前端设置有转盘（31），所述转盘（31）通过连杆（32）与滑块（33）连接，所述连杆（32）与转盘（31）和滑块（33）均为铰接，所述滑块（33）设置于两相对设置的槽板（34）之间，槽板（34）设置在主体（1）上；所述主体（1）内部还设置有传感器（4），传感器（4）和电机（3）均与盒体（2）内的控制器（7）连接，控制器（7）、北斗定位系统均与控制终端（6）连接。

进一步的，所述北斗定位系统包括差分基准站、设置在盒体（2）上的北斗定位接收机（8），接收机（8）与控制器（7）连接。在有连续运行参考站系统（Continuous Operational Reference System，即CORS系统）的地区，可以不设差分基准站，直接接收CORS信号，提高北斗定位精度。

进一步的，所述北斗定位系统兼容美国全球定位系统GPS。

进一步的，所述主体（1）的前段设置有红外水分测定仪（5）。

进一步的，所述滑块（33）的底部设置有锤头（341）。

进一步的，所述控制终端（6）为便携式可移动计算机。

进一步的，所述主体（1）的下端设置有可折叠的轮子（101），所述轮子（101）折叠方向为向外张开。

进一步的，所述盒体（2）的下端设置有轮子（101）。

进一步的，所述主体（1）的后端还设置有伸缩把手（102）。

本实用新型的有益效果：提供一种偏振式路基压实度检测仪，快速、无损、准确的测量路基的压实度，以点代面，方便高效；采用偏置是曲柄滑块机构，避免振动损坏电机，传动平稳，且频率可调。

本实用新型的实施基于北斗定位系统和三角网数字地面模型。

北斗差分技术即将一台北斗接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。目前我国部分省、市已初步建成或正在建立类似的省、市级CORS系统，通过授权拨号登录，对外开放网络使用权，实现用户实时高精度差分定位，系统通过移动网络、UHF电台、Internet等形式向用户播发定位数据，从而不再需要基准站，可以加快施工速度，降低成本。

数字地形模型（Digital Terrain Model，简称DTM或“数模”）是一个表示地形特征的、空间分布的、有规则的数字阵列，也就是地表单元平面位置及其地形属性的数字化信息的有序集合。它是地表2维地理空间位置和其相关的地表属性信息的数字化表现。DTM主要由格网（Ｇrid）与不规则三角网 (TIN)两种数据格式来表示，而以后者更为重要。而三角网数字地面模型(Triangulated Irregular Network)TIN是用一系列的互不交又、互不重复的三角形逼近地形表面，与Grid相比，TIN在拟合地表上更灵活、更精确。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图。

图2为本实用新型后视示意图。

图3为本实用新型电气连接示意图。

图中所述文字标注表示为：1、主体；2、盒体；3、电机；4、传感器；5、红外水分测定仪；6、控制终端；7、控制器；8、接收机；31、转盘；32、连杆；33、滑块；34、槽板；341、锤头；101、轮子；102、把手。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图3所示，本实用新型的具体结构为：包括北斗定位系统、偏振装置、主体1、盒体2、传感器4、控制终端6、控制器7；盒体2设置于主体1表面，所述偏振装置的电机3设置在盒体2上，电机3的前端设置有转盘31，所述转盘31通过连杆32与滑块33连接，所述连杆32与转盘31和滑块33均为铰接，所述滑块33设置于两相对设置的槽板34之间，槽板34设置在主体1上；所述主体1内部还设置有传感器4，传感器4和电机3均与盒体2内的控制器7连接，控制器7、北斗定位系统均与控制终端6连接；所述转盘31、连杆32、滑块33、槽板34之间形成曲柄滑块机构，电机3采用伺服电机，通过调节电机3转速实现振动频率可调。

优选的，所述北斗定位系统e包括差分基准站、设置在盒体2上的北斗定位接收机8，接收机8与控制器7连接。

优选的，所述主体1的前段设置有红外水分测定仪5，红外水分测定仪5和主体1为可分离安装，可以将主体1的前段设置盲孔，将红外水分测定仪5置于盲孔内，便于存放。

优选的，所述滑块33的底部设置有锤头341。

优选的，在本实施例中，所述控制终端6为计算机或者手持终端，传感器4为加速度传感器。

优选的，所述主体1的下端设置有可折叠的轮子101，所述轮子101折叠方向为向外张开，便于移动，测量时折叠，提高精准度。

优选的，所述盒体2的下端设置有轮子101。

优选的，所述主体1的后端还设置有伸缩把手102。

具体使用时，第一步，标定最佳振动频率，在同一填料中，在最佳含水率下，采用不同频率振动，测量压实度与最大加速度的关系，通过数据拟合性分析，确定最佳频率；在最佳频率下，压实度与最大加速度的离散性最小。

第二步，测量路床的最大加速度，在路床压实以后，将检测仪置于路床上的某处，数据测量点可以随机选取，且测量的点为分散的多处；然后在标定的最佳频率下，测量此频率下的最大加速度，其测量过程为：将检测仪置于路基该处，通过控制终端6给出信号，使得控制器7控制电机3转动，曲柄滑块机构运动，从而使得锤头341运动，并使得主体1在最佳的振动频率下开始振动，通过传感器4检测主体1的最大加速度；若此加速度值大于该层的临界加速度，则合格；若小于，则返工后重测。在测量同时，通过北斗差分定位系统测量记录该处的对应数据，为后期通过三角网数字地面模型测量高程做好准备。最后，将检测数值以及对比结果实时反馈记录在控制终端6内。受土样的种类，层数的不同等因素的影响，压实度每层的要求不一样，因此每一层都对应有该层的临界加速度，临界加速度对应临界压实度。

第三步，路基填筑，将填料运输到相应位置，并将填料摊平，在此过程中可以利用检测仪上的红外水分测定仪5多次进行填料的含水率测量，如果符合含水率要求，则进行压实；如果不符合，则进行翻晒或者补洒水。

第四步，测量层厚，路基填筑压实之后，将测量仪置于压实后的路基所取的随机分散的点上，通过北斗差分定位系统测量记录该处的对应数据，并实时反馈记录在控制终端6内；控制终端6通过与前一层所得数据，构建三角网数字地面模型，计算得出层厚；层厚达标以后，进行下一步；如不达标，刨去多余填料。

第五步，测量最大加速度，将检测仪置于压实后的路基上，通过控制终端6给出信号，使得控制器7控制电机3转动，曲柄滑块机构运动，带动锤头341运动，并使得主体1在最佳的振动频率下开始振动，通过传感器4检测主体1的最大加速度；然后继续在随机分散的若干点上测量最大加速度；若所测加速度值大于该层的临界加速度，则合格；否则继续压实，直到合格。

第六步，循环第三步至第五步，直至最后一层压实合格。每一层测量时，对应数据都记录与控制终端6内。

需要说明的是，控制终端6还与管理终端进行实时通信，将控制终端6所有测得的各项数据如：北斗定位数据，时间数据，层厚，含水率等进行实时传输记录于管理终端，避免在测量过程中，将不合格数据删除、或者不记录等作弊行为，管理终端为施工方、业主、检测机构等各方所共同监督管理的终端，可以为电脑。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。