一种沥青路面压实度实时监控方法
【专利摘要】本发明公开了一种沥青路面压实度实时监控方法，包括步骤一、建立压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系；二、建立压实值与压实度之间的线性关系；三、依据施工现场的压实度下限要求，并根据步骤二中建立起的压实值与压实度之间的线性关系，确定施工时压实值的下限值；四、施工时压实度的实时监控，振动压路机操作人员通过观察显示在工业控制计算机上的“已压实”或“未压实”信息控制振动压路机，在“未压实”时继续碾压，在“已压实”时停止碾压。本发明设计新颖合理，实现方便，能够提高沥青路面压实质量和效率，对路面无任何损害，压实度检测的准确性更高，实现成本低，实用性强，推广应用价值高。
【专利说明】一种沥青路面压实度实时监控方法
【技术领域】
[0001]本发明属于浙青路面压实质量控制【技术领域】，尤其是涉及一种浙青路面压实度实时监控方法。
【背景技术】
[0002]压实是浙青路面施工作业中十分重要的一个环节，压实的目的是使铺层材料达到规定的密实度，从而抵抗行车荷载和环境的作用。浙青路面的有效压实能显著提高路面的承载力、平整度、稳定性、耐久性等，压实质量直接决定了道路的安全性和使用寿命。压实度是评定压实质量好坏的重要指标，其检测的准确性及控制的实时性是压实领域的热点问题。
[0003]随着我国路面施工机械化水平的显著提高及先进的摊铺、压实机械的使用，传统的压实度检测方法已难以保证施工质量要求。目前，振动压路机是浙青路面压实作业中应用最为广泛的压实设备，但与之相匹配的压实度监控方法尚不完善。为此，迫切需要研发一种浙青路面压实度实时监控方法，来实现压实度连续、实时、准确的监控。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种浙青路面压实度实时监控方法，其设计新颖合理，实现方便，能够提高浙青路面压实质量和效率，对路面无任何损害，压实度检测的准确性更高，实现成本低，实用性强，推广应用价值高。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种浙青路面压实度实时监控方法，其特征在于该方法包括以下步骤:
[0006]步骤一、建立压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系，其具体过程为:
[0007]步骤101、首先，采用浙青路面的铺层材料在实验室制备多块不同压实度的车辙板，然后，采用无核密度仪分别检测各块车辙板的密度；
[0008]步骤102、以无核密度仪检测密度为横坐标，车辙板的压实度为纵坐标，绘制出无核密度仪检测密度与压实度之间的关系曲线，并对绘制出的关系曲线进行线性拟合，得到压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系；
[0009]步骤二、建立压实值与压实度之间的线性关系，其具体过程为:
[0010]步骤201、振动压路机对浙青路面进行压实施工时，在新铺层上选取一段作为试验段，振动压路机每碾压一遍，安装在振动压路机振动轮轮轴上的加速度传感器便对振动压路机振动轮的加速度值检测一遍并将所检测到的加速度值定义为压实值，实时传输给工业控制计算机进行记录；其中，所述工业控制计算机的PCI插槽上连接有用于对加速度传感器所检测到的数据进行采集的数据采集卡，所述加速度传感器通过串口连接线与所述工业控制计算机的串口相接；
[0011]步骤202、振动压路机每碾压一遍后，首先，在试验段上选取多个检测点，采用无核密度仪分别对各个检测点处的密度进行多次检测并计算多次检测的平均值，得到各个检测点处的检测密度；接着，计算出多个检测点处的检测密度的平均值，得到试验段的检测密度；然后，根据步骤一中建立起的压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系，计算出试验段的压实度；
[0012]步骤203、以步骤202中得到的每碾压一遍后试验段的压实度为横坐标，步骤201中得到的每碾压一遍后试验段的压实值为纵坐标，绘制出压实度与压实值之间的关系曲线，并对绘制出的关系曲线进行线性拟合，得到压实值与压实度之间的线性关系；
[0013]步骤三、确定施工时压实值的下限值:依据施工现场的压实度下限要求，并根据步骤二中建立起的压实值与压实度之间的线性关系，计算出压实度下限所对应的压实值的下限值并输入工业控制计算机中；
[0014]步骤四、施工时压实度的实时监控:正式施工时，振动压路机对浙青路面进行振动压实过程中，安装在振动压路机振动轮轮轴上的加速度传感器对振动压路机振动轮的加速度值进行实时检测，得到压实值并将得到的压实值实时传输给工业控制计算机，所述工业控制计算机将其实时接收到的实时压实值与步骤三中输入其中的压实值下限值进行比较，当实时压实值大于等于压实值下限值时，工业控制计算机显示“已压实”，当实时压实值小于压实值下限值时，工业控制计算机显示“未压实”，振动压路机操作人员通过观察显示在工业控制计算机上的“已压实”或“未压实”信息控制振动压路机，在“未压实”时继续碾压，在“已压实”时停止碾压。
[0015]上述的一种浙青路面压实度实时监控方法，其特征在于:步骤101中所述车辙板的数量为3?5块。
[0016]上述的一种浙青路面压实度实时监控方法，其特征在于:步骤201中在新铺层上选取的试验段的长度为30m?50m。
[0017]上述的一种浙青路面压实度实时监控方法，其特征在于:步骤202中在试验段上选取的检测点的数量为3?15个。
[0018]上述的一种浙青路面压实度实时监控方法，其特征在于:步骤102中绘制无核密度仪检测密度与压实度之间的关系曲线并对绘制出的关系曲线进行线性拟合，以及步骤203中绘制压实度与压实值之间的关系曲线并对绘制出的关系曲线进行线性拟合均是采用工业控制计算机中的Excel软件完成的。
[0019]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0020]1、本发明的监控方法简单，设计新颖合理，实现方便。
[0021]2、本发明能够实时监控压实过程，现场施工人员能够依据现场压实度要求确定压实值达标下限值，实时监控压实值是否达标，能够合理控制压实进程，可有效避免压实过程中的欠压和过压现象，提高压实质量和效率。
[0022]3、传统的压实度检测方法，如钻芯取样法，往往会对路面造成破坏，修补后也会影响路面的平整度，而本发明在施工过程中能够实时检测并记录路面的压实值，且对路面无任何损害。
[0023]4、传统的压实度检测方法都是采用随机抽样的方法，仅可以测得有限点上压实度的数值，且具有很大的随机性，不能很好地反映整个压实区域的压实状况，本发明则可以监控整个压实区域的压实状况，压实度检测的准确性更高。
[0024]5、本发明实现了浙青路面压实度的实时监控，能够有效缩短压实度检测周期及检测成本，实现成本低。
[0025]6、本发明的实用性强，推广应用价值高。
[0026]综上所述，本发明设计新颖合理，实现方便，能够提高浙青路面压实质量和效率，对路面无任何损害，压实度检测的准确性更高，实现成本低，实用性强，推广应用价值高。
[0027]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明的方法流程图。
[0029]图2为本发明加速度传感器、数据采集卡和工业控制计算机的连接关系示意图。
[0030]图3为本发明压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系图。
[0031]图4为本发明压实值与压实度之间的线性关系图。
[0032]附图标记说明:
[0033]I一加速度传感器； 2—数据米集卡； 3—工业控制计算机。
【具体实施方式】
[0034]如图1和图2所示，本发明所述的浙青路面压实度实时监控方法，包括以下步骤:
[0035]步骤一、建立压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系，其具体过程为:
[0036]步骤101、首先，采用浙青路面的铺层材料在实验室制备多块不同压实度的车辙板，然后，采用无核密度仪分别检测各块车辙板的密度；
[0037]本实施例中，步骤101中所述车辙板的数量为3?5块。
[0038]步骤102、以无核密度仪检测密度为横坐标，车辙板的压实度为纵坐标，绘制出无核密度仪检测密度与压实度之间的关系曲线，并对绘制出的关系曲线进行线性拟合，得到压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系；
[0039]步骤二、建立压实值与压实度之间的线性关系，其具体过程为:
[0040]步骤201、振动压路机对浙青路面进行压实施工时，在新铺层上选取一段作为试验段，振动压路机每碾压一遍，安装在振动压路机振动轮轮轴上的加速度传感器I便对振动压路机振动轮的加速度值检测一遍并将所检测到的加速度值定义为压实值，实时传输给工业控制计算机3进行记录；其中，所述工业控制计算机3的PCI插槽上连接有用于对加速度传感器I所检测到的数据进行采集的数据采集卡2，所述加速度传感器I通过串口连接线与所述工业控制计算机3的串口相接；
[0041]本实施例中，步骤201中在新铺层上选取的试验段的长度为30m?50m。
[0042]步骤202、振动压路机每碾压一遍后，首先，在试验段上选取多个检测点，采用无核密度仪分别对各个检测点处的密度进行多次检测并计算多次检测的平均值，得到各个检测点处的检测密度；接着，计算出多个检测点处的检测密度的平均值，得到试验段的检测密度；然后，根据步骤一中建立起的压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系，计算出试验段的压实度；
[0043]步骤203、以步骤202中得到的每碾压一遍后试验段的压实度为横坐标，步骤201中得到的每碾压一遍后试验段的压实值为纵坐标，绘制出压实度与压实值之间的关系曲线，并对绘制出的关系曲线进行线性拟合，得到压实值与压实度之间的线性关系；[0044]步骤三、确定施工时压实值的下限值:依据施工现场的压实度下限要求，并根据步骤二中建立起的压实值与压实度之间的线性关系，计算出压实度下限所对应的压实值的下限值并输入工业控制计算机3中；
[0045]步骤四、施工时压实度的实时监控:正式施工时，振动压路机对浙青路面进行振动压实过程中，安装在振动压路机振动轮轮轴上的加速度传感器I对振动压路机振动轮的加速度值进行实时检测，得到压实值并将得到的压实值实时传输给工业控制计算机3，所述工业控制计算机3将其实时接收到的实时压实值与步骤三中输入其中的压实值下限值进行比较，当实时压实值大于等于压实值下限值时，工业控制计算机3显示“已压实”，当实时压实值小于压实值下限值时，工业控制计算机3显示“未压实”，振动压路机操作人员通过观察显示在工业控制计算机3上的“已压实”或“未压实”信息控制振动压路机，在“未压实”时继续碾压，在“已压实”时停止碾压。
[0046]本实施例中，步骤102中绘制无核密度仪检测密度与压实度之间的关系曲线并对绘制出的关系曲线进行线性拟合，以及步骤203中绘制压实度与压实值之间的关系曲线并对绘制出的关系曲线进行线性拟合均是采用工业控制计算机3中的Excel软件完成的。
[0047]例如，采用HAMM HD 130型双钢轮振动压路机进行浙青路面压实施工，该双钢轮振动压路机的机重为13T，额定振动频率为45Hz，振幅为0.47/0.81mm，碾压速度为五级调节，具体施工时的碾压速度控制在5km/h ;浙青路面的铺层材料为SMA-16增强型浙青混凝土。
[0048]步骤一、建立压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系，其具体过程为:
[0049]步骤101、首先，采用SMA-16增强型浙青混凝土在实验室制备3块压实度分别为94%、97%、100%的车辙板，然后，采用无核密度仪分别检测各块车辙板的密度，得到压实度为94%的车辙板的检测密度为2.466g/cm3，压实度为97%的车辙板的检测密度为2.554g/cm3,压实度为100%的车辙板的检测密度为2.696g/cm3 ；
[0050]步骤102、以无核密度仪检测密度为横坐标，车辙板的压实度为纵坐标，在工业控制计算机3中的Excel软件中绘制出无核密度仪检测密度与压实度之间的关系曲线，并对绘制出的关系曲线进行线性拟合，得到压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系y=25.602X+31.212，如图 3 所示；
[0051]步骤二、建立压实值与压实度之间的线性关系，其具体过程为:
[0052]步骤201、振动压路机对浙青路面进行压实施工时，在新铺层上选取长度为40m的一段作为试验段，振动压路机每碾压一遍，安装在振动压路机振动轮轮轴上的加速度传感器I便对振动压路机振动轮的加速度值检测一遍并将所检测到的加速度值定义为压实值，实时传输给工业控制计算机3进行记录；其中，所述工业控制计算机3的PCI插槽上连接有用于对加速度传感器I所检测到的数据进行采集的数据采集卡2，所述加速度传感器I通过串口连接线与所述工业控制计算机3的串口相接；
[0053]步骤202、振动压路机每碾压一遍后，首先，在试验段上选取5个检测点，采用无核密度仪分别对各个检测点处的密度进行3次检测并计算3次检测的平均值，得到各个检测点处的检测密度；接着，计算出多个检测点处的检测密度的平均值，得到试验段的检测密度；然后，根据步骤一中建立起的压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系y=25.602X+31.212，计算出试验段的压实度；得到的碾压遍数、压实值、无核密度仪检测密度和压实度之间的对应关系如表I所示:[0054]表1碾压遍数、压实值、无核密度仪检测密度和压实度之间的对应关系表
[0055]
【权利要求】
1.一种浙青路面压实度实时监控方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤一、建立压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系，其具体过程为: 步骤101、首先，采用浙青路面的铺层材料在实验室制备多块不同压实度的车辙板，然后，采用无核密度仪分别检测各块车辙板的密度； 步骤102、以无核密度仪检测密度为横坐标，车辙板的压实度为纵坐标，绘制出无核密度仪检测密度与压实度之间的关系曲线，并对绘制出的关系曲线进行线性拟合，得到压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系； 步骤二、建立压实值与压实度之间的线性关系，其具体过程为: 步骤201、振动压路机对浙青路面进行压实施工时，在新铺层上选取一段作为试验段，振动压路机每碾压一遍，安装在振动压路机振动轮轮轴上的加速度传感器(I)便对振动压路机振动轮的加速度值检测一遍并将所检测到的加速度值定义为压实值，实时传输给工业控制计算机(3)进行记录；其中，所述工业控制计算机(3)的PCI插槽上连接有用于对加速度传感器(I)所检测到的数据进行采集的数据采集卡(2 )，所述加速度传感器(I)通过串口连接线与所述工业控制计算机(3)的串口相接； 步骤202、振动压路机每碾压一遍后，首先，在试验段上选取多个检测点，采用无核密度仪分别对各个检测点处的密度进行多次检测并计算多次检测的平均值，得到各个检测点处的检测密度；接着，计算出多个检测点处的检测密度的平均值，得到试验段的检测密度；然后，根据步骤一中建立起的压实度与无核密度仪检测密度之间的线性关系，计算出试验段的压头度； 步骤203、以步骤202中得到的每碾压一遍后试验段的压实度为横坐标，步骤201中得到的每碾压一遍后试验段的压实值为纵坐标，绘制出压实度与压实值之间的关系曲线，并对绘制出的关系曲线进行线性拟合，得到压实值与压实度之间的线性关系； 步骤三、确定施工时压实值的下限值:依据施工现场的压实度下限要求，并根据步骤二中建立起的压实值与压实度之间的线性关系，计算出压实度下限所对应的压实值的下限值并输入工业控制计算机(3)中； 步骤四、施工时压实度的实时监控:正式施工时，振动压路机对浙青路面进行振动压实过程中，安装在振动压路机振动轮轮轴上的加速度传感器(I)对振动压路机振动轮的加速度值进行实时检测，得到压实值并将得到的压实值实时传输给工业控制计算机(3)，所述工业控制计算机(3)将其实时接收到的实时压实值与步骤三中输入其中的压实值下限值进行比较，当实时压实值大于等于压实值下限值时，工业控制计算机(3)显示“已压实”，当实时压实值小于压实值下限值时，工业控制计算机(3)显示“未压实”，振动压路机操作人员通过观察显示在工业控制计算机(3)上的“已压实”或“未压实”信息控制振动压路机，在“未压实”时继续碾压，在“已压实”时停止碾压。
2.按照权利要求1所述的一种浙青路面压实度实时监控方法，其特征在于:步骤101中所述车辙板的数量为3~5块。
3.按照权利要求1所述的一种浙青路面压实度实时监控方法，其特征在于:步骤201中在新铺层上选取的试验段的长度为30m~50m。
4.按照权利要求1所述的一种浙青路面压实度实时监控方法，其特征在于:步骤202中在试验段上选取的检测点的数量为3~15个。
5.按照权利要求1所述的一种浙青路面压实度实时监控方法，其特征在于:步骤102中绘制无核密度仪检测密度与压实度之间的关系曲线并对绘制出的关系曲线进行线性拟合，以及步骤203中绘制压实度与压实值之间的关系曲线并对绘制出的关系曲线进行线性拟合均是采用工业控制计算 机(3)中的Excel软件完成的。
【文档编号】G05B19/04GK103487351SQ201310492153
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】刘红瑛, 刘兴国, 郝培文, 黄玉江, 王春, 许爱政, 马红梅, 王建军 申请人:长安大学, 中交隧道工程局有限公司