一种检测路面压实效果的装置和方法
【专利摘要】一种检测路面压实效果的装置和方法，包括光纤光栅解调仪、用于测定路面压力的压力传感器和用于测定路面厚度的位移传感器，所述压力传感器、位移传感器均和光纤光栅解调仪相连接。本发明原理简单、操作方便、测试准确、快速，可以实现客观、高效率检测，本发明可靠性好检测可靠性好，制造费用低，能源消耗少，适用范围广，实用价值高，本发明的检测装置使用、维修方便。本发明检测方法简便，检测过程简单，测试时间短，不受外界环境的影响，能够快速、准确的实现对路面压实效果的检测，为合理检测和施工提供可靠的依据，克服了现有技术中采用钻芯法检测路面耗费时间长，操作过程复杂，受外界影响大的问题。
【专利说明】一种检测路面压实效果的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明属于道路检测及施工【技术领域】，具体涉及一种检测路面压实效果的装置和方法。
【背景技术】
[0002]我国路面压实度检测常用的方法是钻芯取样，然后根据实验规范测定芯样密度，用测定密度和理论最大密度的比值即压实度表示。用钻芯法检测路面厚度破坏了原有的路面结构，虽然钻芯取样后产生的钻孔可以用同种的混合料进行填补，但钻孔位置产生的路面损害仍然是路面极易产生病害的薄弱环节。而钻芯检测速度较慢，在开放交通后容易产生危险，钻芯取样法是一种有损检测，而且只有在压实完成后进行钻芯检测，不能在压实过程中实时检测而进行压实控制，耗费时间长，操作过程复杂，受外界影响大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种检测路面压实效果的装置和方法，可以方便快捷地检测路面压实效果。
[0004]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
[0005]一种检测路面压实效果的装置，包括光纤光栅解调仪、用于测定路面压力的压力传感器和用于测定路面厚度的位移传感器，所述压力传感器、位移传感器均和光纤光栅解调仪相连接。
[0006]所述压力传感器和光纤光栅解调仪之间、位移传感器和光纤光栅解调仪之间均通过线缆相连接。
[0007]所述压力传感器为圆盘式压力传感器。
[0008]所述光纤光栅解调仪带有显示屏，并且光纤光栅解调仪内设置有内存卡。
[0009]一种基于上述装置的检测路面压实效果的方法，包括以下步骤:
[0010]①在路基顶面设置压力传感器，计算在路面摊铺完成后对压力传感器产生压力的路面平面影响范围S ；
[0011]②测得浙青混合料的摊铺密度P ;
[0012]③每IKm选择5个测点，每个测点分别布设压力传感器和位移传感器；
[0013]④根据光纤光栅解调仪获取压力传感器测得的在路面摊铺完成后的路面压力F。，
以及公式I 计算得到摊铺厚度H，然后计算摊铺厚度H的平均值得到路面的平均摊铺厚度H，其中g为重力加速度；
[0014]⑤通过光纤光栅解调仪收集统计每个测点压力传感器和位移传感器的检测数据，计算布设测点实测压实厚度h的平均值^以及压实过程中所测的动态压力F的平均值歹;
[0015]根据公式Hu = JI Hj得到需要的压实厚度tv然后将需要的压实厚度h和实测的压实厚度平均值^对比，其中Htl为路面的最终厚度；同时根据每次压实过程中所测多个测点的动态压力的平均值F与路面需要的碾压机的压力f?对比，实现对路面压实效果的检测。
[0016]本发明具有的有益效果:本发明通过设置压力传感器对路面压力进行测定，设置位移传感器对路面厚度进行测定，压力传感器、位移传感器均和光纤光栅解调仪相连接，实现对路面压实效果的检测，本检测装置原理简单、操作方便、测试准确、快速，可以实现客观、高效率检测；本检测装置成本低，检测可靠性好，除用于检测浙青路面的压实效果外，可以运用于各种类型的路面施工的检测，并且维修方便。
[0017]进一步的，光纤光栅解调仪带有显示屏，可以实时的显示压实过程中的数据，实现对现场压实效果的监测评估，还可以及时监测出压实过程中存在的问题。
[0018]本发明的检测方法通过计算路面平面影响范围，测量浙青混合料的摊铺密度，结合压力传感器和位移传感器对各个测点的采集的数据进行计算，通过将需要的压实厚度和实测的压实厚度平均值对比及所测多个测点的动态压力的平均值与路面需要的碾压机的压力对比，可以实现对路面压实效果的检测，本方法简便，检测过程简单，测试时间短，不受外界环境的影响，能够快速、准确的实现对路面压实效果的检测，为合理检测和施工提供可靠的依据，克服了现有技术中采用钻芯法检测路面耗费时间长，操作过程复杂，受外界影响大的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明装置的结构示意图；
[0020]其中:1为压力传感器；2为位移传感器；3为线缆；4为光纤光栅解调仪；5为内存卡。
【具体实施方式】·
[0021]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0022]参见图1，本发明的路面压实效果检测装置，包括用于测定路面压力的压力传感器
1、用于测定路面厚度的位移传感器2和光纤光栅解调仪4，所述压力传感器1、位移传感器2均和光纤光栅解调仪4通过线缆3相连接；其中，本发明中的压力传感器I为圆盘式压力传感器1，其作用是得出在路面摊铺完成后以及压实过程中和压实完成后动态的压力F ;线缆3的作用是作为圆盘式压力传感器1、位移传感器2和光纤光栅解调仪4间数据传递的桥梁；位移传感器2的作用是测出在压实过程中和压实完成后的压实厚度，即路面摊铺厚度的减少量h ;内存卡5的作用是将光纤光栅解调仪4传递的数据存储，并且可以连接到电子计算机进行数据处理和分析；光纤光栅解调仪4的作用是将圆盘式压力传感器I所测得的动态的压力F和位移传感器4所测得的压实厚度h收集起来并存入内存卡5。
[0023]基于上述装置的检测路面压实效果的方法，包括以下步骤:
[0024]①用电子计算机上的有限元软件(ansys软件)，可以在施工之前，根据路面的弹性模量、泊松比、长度、厚度以及宽度设计参数建立有限元模型，计算出当路基顶面设有圆盘式压力传感器I时，在摊铺完成后对圆盘式压力传感器产生压力的路面平面影响范围S ；
[0025]②依据《E06JTJ052-2000公路工程浙青及浙青混合料试验规程》中明确规定的T0705— 2000压实浙青混合料密度实验(表干法)测得浙青摊铺混合料的摊铺密度P ；
[0026]③依据《JTGE42-2004公路浙青路面施工技术规范》规定，每IKm选择5个测点，每个测点分别布设圆盘式压力传感器I和位移传感器2 ；
[0027]④通过光纤光栅解调仪4获取圆盘式压力传感器I测得的在路面摊铺完成后的路面压力Ftl，根据公式〃 计算得到摊铺厚度H，(其中g为重力加速度)，然后计算摊铺厚度H的平均值，得到路面的平均摊铺厚度互。
[0028]⑤通过光纤光栅解调仪4收集统计每个测点圆盘式压力传感器I和位移传感器2的检测数据，计算布设测点实测压实厚度h的平均值^以及每次压实过程中所测多个测点的动态压力F的平均值,;由于路面的最终厚度Htl是在设计完成后就确定的，所以需要的压实厚度h的计算公式为知=互-/Z0，然后将需要的压实厚度Iitl和实测的压实厚度平均
值E对比；同时根据每次压实过程中所测多个测点的动态压力的平均值F与路面需要的碾压机的压力f?对比，判断每次压实是否达到合格，从而实现对路面压实效果的检测。
[0029]判断每次压实是否达到合格的具体方法为:通过动态压力的平均值F与路面需要的碾压机的压力f?对比:当实测压实厚度平均值瓦等于或者大于理论压实厚度h的94%，而且动态压力的 平均值F等于碾压机的压力f或者动态压力的平均值F与碾压机的压力f?的差值在合理的范围定为合格，具体为对高速公路和一级公路，实际压力值F要达到碾压机理论压力f的94% ;对其他等级公路，实际压力F要达到碾压机理论压力f的92%，则定为压实合格；否则定为压实不合格。
[0030]本发明提供的一种路面压实效果检测装置原理简单、操作简便、测试准确、快速，可以实现快捷、客观、准确、高效率检测，测试设备的检测及仪器的制造费用不高，同时还可以用于现场压实效果监测评估，可以及时监测出压实过程中存在的问题，并且数据可以保存作为理论研究的依据。本发明检测装置使用、维修方便，并且该装置可靠性好，能源消耗少，实用价值高，适用范围广，对压实效果的检测方法用于检测浙青路面的压实效果外，可以运用于各种类型的路面施工的检测，有利于推广应用。
【权利要求】
1.一种检测路面压实效果的装置，其特征在于，包括光纤光栅解调仪(4)、用于测定路面压力的压力传感器(I)和用于测定路面厚度的位移传感器(2)，所述压力传感器(I)、位移传感器(2)均和光纤光栅解调仪(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种检测路面压实效果的装置，其特征在于，所述压力传感器(I)和光纤光栅解调仪(4)之间、位移传感器(2)和光纤光栅解调仪(4)之间均通过线缆(3)相连接。
3.根据权利要求1或2所述的检测路面压实效果的装置，其特征在于，所述压力传感器(I)为圆盘式压力传感器。
4.根据权利要求1所述的一种检测路面压实效果的装置，其特征在于，所述光纤光栅解调仪(4)带有显示屏，并且光纤光栅解调仪(4)内设置有内存卡(5)。
5.一种基于权利要求1所述装置的检测路面压实效果的方法，其特征在于，包括以下步骤: ①在路基顶面设置压力传感器(1)，计算在路面摊铺完成后对压力传感器(I)产生压力的路面平面影响范围S ; ②测得浙青混合料的摊铺密度P; ③每IKm选择5个测点，每个测点分别布设压力传感器(I)和位移传感器(2)； ④根据光纤光栅解调仪(4)获取压力传感器(I)测得的在路面摊铺完成后的路面压力F0,以及公式H=FO/psg计算得到摊铺厚度H，然后计算摊铺厚度H的平均值得到路面的平均
摊铺厚度F，其中g为重力加速度； ⑤通过光纤光栅解调仪(4)收集统计每个测点压力传感器(I)和位移传感器(2)的检测数据，计算布设测点实测压实厚度h的平均值^以及压实过程中所测的动态压力F的平均值歹； 根据公式H0=H-H0 到需要的压实厚度tv然后将需要的压实厚度h和实测的压实厚度平均值^对比，其中Htl为路面的最终厚度；同时根据每次压实过程中所测多个测点的动态压力的平均值F与路面需要的碾压机的压力f对比，实现对路面压实效果的检测。
【文档编号】E01C23/00GK103592428SQ201310552614
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】郑木莲, 彭平, 王涛, 王帅, 刘俊瑞, 刘乙丁 申请人:长安大学