专利名称：落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于路基压实度测定技术领域，尤其是涉及一种落锤式中粗粒土路基
压实度快速测定仪。
背景技术：
路基压实度是衡量道路施工质量的重要指标，由于路基压实度不够而造成道路破
坏的事例在我国时有发生，给国家和地区造成巨大经济损失和很坏的社会影响。
目前，国内外测定路基压实度的办法可归纳为三类 第一类古典的环刀法、灌砂法和灌水法等，在国内用的比较多，这些方法都需要挖坑、称重和测含水量，并计算其湿密度、干密度和压实度。上述测定方法在野外测含水量十分麻烦，若用酒精烧，每点耽误的时间约O. 5-1小时，若在烘箱内烘烤，要6-12小时，因而费时、费工且因挖坑而有损路基。 第二类Y射线法，这种方法在国外用的多。该法可快速测定土体的干密度，但由于人们对射线的恐惧心理和仪器测量重复性差以及价格昂贵等问题，在我国使用不普遍。[0006] 第三类二十世纪八十年代发展起来的新方法，该方法具体如下把传感器安装在振动压路机上，利用轮迹、压实遍数、信号相位差或某个振动参数的变化等来测量压实度，因而这些测定必须事先标定，然后用相对比较的方法测出压实度的范围(注意测出的是压实度范围，即是定性测量)，有两点必须说明(l)由于工地现场环境的复杂性以及没有考虑土体的含水量等，上述方法不可能绘出压实度的具体数值，它只能是定性测量，要想定量测定压实度，必须考虑路基土的含水量；(2)根据压路机振动轮的振动频率控制十分困难，从频率谱图上看出，随时有小的变化，将会引起振动加速度和激振力的明显变化，由于加速度或激振力与频率的平方成正比的关系，这将会影响压实度检测的准确性，这就与实际测试过程中，希望激振的能量保持不变即振动轮振动加速度保持不变，也就是说频率振幅不变相违背。 二十世纪九十年代末(1997年)，西安公路交通大学研制成功了路基压实度快速测定仪，该仪器由于运用了 S-G水滞频段，在现场不测量土的含水量，就可快速、定量、无破损的检测出路基土的压实度，测一点只需l-2分钟，现场自动显示、自动打印，操作简单。但是它只适用于细粒土路基，如素土垫层、灰土垫层、砂土路基，对中粗粒土路基，对砂石垫层不适用。 对中粗粒土路基压实度进行的检测，目前还没有一个有效的办法，环刀法显然无法使用，灌砂法；灌水法虽能使用，但挖坑的成功率比较低，碰到大一点的石块坑就废了，即使不废，由于坑的尺寸不够测量精度非常低，水分测量非常困难，测量误差大；很多地方使用"标高差法"，即利用标高控制压实度，但这仅是一种定性的粗浅测量。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪，其结构设计合理、安装方便且使用操作方便、测试方便、测试精度高，能对中粗粒土路基压实度进行准确、快速测量。 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪，包括对被测试路基进行冲击的冲击装置、安装在所述冲击装置上且实时对冲击响应进行检测的加速度传感器和与加速度传感器相接的频谱式路基压实度快速测定仪，其特征在于所述冲击装置包括冲击架、安装在冲击架上且对所述冲击架进行平稳支撑的支撑架、固定在所述冲击架内侧的水平上底板、由上至下竖直穿过上底板且能上下自由移动的锤杆、安装在锤杆底部的锤体以及分别设置在上底板或所述冲击架上部内壁和冲击架下部内壁上且保证锤杆沿竖直方向移动的定向装置；加速度传感器安装在锤体的正上部，锤体安装锤杆正下方且锤杆、加速度传感器和锤体位于同一竖线上；所述锤杆下部设置有定位装置且上底板上安装有与所述定位装置配合使用且锤体提升到位后对锤杆进行临时限位的限位装置，所述限位装置上装有对限位装置进行控制以解脱限位装置对锤杆的限位并实现锤体自由下落的开合机构。[0011] 所述锤体底部垫有一个隔振垫。
所述定向装置包括上定向结构和下定向机构；所述上定向结构包括沿圆周方向固
定在上底板上的多个滑座一和分别安装在所述多个滑座一上的多个滑轮一，且所述多个滑
轮一围成一个供锤杆穿过的上滑孔；所述下定向机构包括沿圆周方向固定在冲击架下部内
壁上的多个滑座二和分别安装在所述多个滑座二上的多个滑轮二，且所述多个滑轮二围成
一个供锤杆穿过的下滑孔；所述上滑孔和下滑孔位于同一竖线上，且所述多个滑轮一和多
个滑轮二组成一个供锤杆上下自由移动的竖直滑道。 所述滑座一、滑轮一、滑座二和滑轮二的数量均为三个。 所述锤体的形状为圆柱状且其底部设置有凸出的半球状凸出结构，且锤体的高度与直径的比值为1.2 2。 所述定位装置为同轴设置在锤杆外侧且从上至下外径逐渐增大的定位环，所述限位装置由布设在上底板上且沿圆周方向布设在锤杆周侧的多个限位机构组成，所述限位机构包括安装在上底板上的内外两个限位台、安装在所述内外两个限位台上且能左右移动的限位滑杆和套装在限位滑杆上的滑杆弹簧；所述开合机构包括一端固定在限位滑杆上的拨杆、与拨杆另一端相铰接的拉杆和能前后移动且向前运动同时能相应通过拉杆和拨杆带动限位滑杆向外移动的控制杆，所述控制杆与拉杆相铰接且通过安装架固定在上底板侧部；所述滑杆弹簧卡装在拨杆与外侧限位台之间，限位滑杆前端部设置为与定位环结构相对应且由上至下逐渐向外倾斜的斜面。 所述限位机构的数量为两个且两个限位机构对称设置在锤杆左右两侧。[0017] 所述加速度传感器与锤体之间垫有一层隔振垫。 所述冲击架外侧安装有冲击架外壳，所述支撑架固定在冲击架外壳的侧壁上，且所述支撑架由固定在冲击架外壳侧壁上的三角支腿和连接在三角支腿与冲击架外壳间的三角拉杆组成。 本实用新型与现有技术相比具有以下优点[0020] 1、结构设计合理、安装方便且使用操作简便。 2、测试方便且测试精度高，能对中粗粒土路基压实度进行准确、快速测量。[0022] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述c
图1为本实用图2为本实用图3为本实用图4为本实用图5为本实用附图标记说明
I- 锤体；4-定位环；
7- 1-滑轮一 ；
8- 2-滑座二 ；
II- 支腿座；
14-限位台；17-拨杆；20-按钮；
23-锤杆帽。
新型的整体结构示意图。
新型限位装置的结构示意图。
新型限位装置及定向装置的使用状态参考图。
新型锤体处于提升状态的限位装置结构示意图,
新型锤体处于下落状态的限位装置结构示意图,
2-隔振垫；5-锤杆；8-1-滑座一 ；9_三角支腿；12-冲击架外壳；
15-滑杆弹簧；18-拉杆；21-控制弹簧；
3-加速度传感器
6_滑道；7-2-滑轮二 ；
10-三角拉杆；
13-水平上底板；16-限位滑杆；19-控制杆；22-拨杆销轴；
具体实施方式如图1 、图2及图3所示，本实用新型包括对被测试路基进行冲击的冲击装置、安装在所述冲击装置上且实时对冲击响应进行检测的加速度传感器3和与加速度传感器3相接的频谱式路基压实度快速测定仪。所述冲击装置包括冲击架、安装在冲击架上且对所述冲击架进行平稳支撑的支撑架、固定在所述冲击架内侧的水平上底板13、由上至下竖直穿过上底板13且能上下自由移动的锤杆5、安装在锤杆5底部的锤体1以及分别设置在上底板13或所述冲击架上部内壁和冲击架下部内壁上且保证锤杆5沿竖直方向移动的定向装置；加速度传感器3安装在锤体1的正上部，锤体1安装锤杆5正下方且锤杆5、加速度传感器3和锤体1位于同一竖线上。所述锤杆5下部设置有定位装置且上底板13上安装有与所述定位装置配合使用且锤体1提升到位后对锤杆5进行临时限位的限位装置，所述限位装置上装有对限位装置进行控制以解脱限位装置对锤杆5的限位并实现锤体1自由下落的开合机构。本实施例中，所述加速度传感器3与锤体1之间垫有一层隔振垫2。同时，所述锤体l底部垫有一个隔振垫2。 所述定向装置包括上定向结构和下定向机构；所述上定向结构包括沿圆周方向固定在上底板13上的多个滑座一 8-1和分别安装在所述多个滑座一 8-1上的多个滑轮一7-l，且所述多个滑轮一 7-1围成一个供锤杆5穿过的上滑孔；所述下定向机构包括沿圆周方向固定在冲击架下部内壁上的多个滑座二8-2和分别安装在所述多个滑座二8-2上的多个滑轮7-2，且所述多个滑轮二 7-2围成一个供锤杆5穿过的下滑孔；所述上滑孔和下滑孔位于同一竖线上，且所述多个滑轮一 7-1和多个滑轮二 7-2组成一个供锤杆5上下自由移动的竖直滑道6。
6[0040] 本实施例中，所述滑座一 8-l、滑轮一 7-l、滑座二 8-2和滑轮二 7-2的数量均为三个。所述锤体1的形状为圆柱状且其底部设置有凸出的半球状凸出结构，且锤体1的高度与直径的比值为1.2 2。 结合图4、图5，所述定位装置为同轴设置在锤杆5外侧且从上至下外径逐渐增大的定位环4，所述限位装置由布设在上底板13上且沿圆周方向布设在锤杆5周侧的多个限位机构组成，所述限位机构包括安装在上底板13上的内外两个限位台14、安装在所述内外两个限位台14上且能左右移动的限位滑杆16和套装在限位滑杆16上的滑杆弹簧15。所述开合机构包括一端固定在限位滑杆16上的拨杆17、与拨杆17另一端相铰接的拉杆18和能前后移动且向前运动同时能相应通过拉杆18和拨杆17带动限位滑杆16向外移动的控制杆19，所述控制杆19与拉杆18相铰接且通过安装架固定在上底板13侧部；所述滑杆弹簧15卡装在拨杆17与外侧限位台14之间，限位滑杆16前端部设置为与定位环4结构相对应且由上至下逐渐向外倾斜的斜面。本实施例中，所述限位机构的数量为两个且两个限位机构对称设置在锤杆5左右两侧。 所述冲击架外侧安装有冲击架外壳12，所述支撑架固定在冲击架外壳12的侧壁上，且所述支撑架由固定在冲击架外壳12侧壁上的三角支腿9和连接在三角支腿9与冲击架外壳12间的三角拉杆10组成。所述三角支腿9底部安装有支腿座11。[0043] 所述锤杆5顶部安装有方便提升用的锤杆帽23，控制杆19上套装有控制弹簧21且控制杆19后端部装有按钮20。所述拨杆17通过安装在其中部的拨杆销轴22安装在上底板13上。 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求一种落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪，包括对被测试路基进行冲击的冲击装置、安装在所述冲击装置上且实时对冲击响应进行检测的加速度传感器(3)和与加速度传感器(3)相接的频谱式路基压实度快速测定仪，其特征在于所述冲击装置包括冲击架、安装在冲击架上且对所述冲击架进行平稳支撑的支撑架、固定在所述冲击架内侧的水平上底板(13)、由上至下竖直穿过上底板(13)且能上下自由移动的锤杆(5)、安装在锤杆(5)底部的锤体(1)以及分别设置在上底板(13)或所述冲击架上部内壁和冲击架下部内壁上且保证锤杆(5)沿竖直方向移动的定向装置；加速度传感器(3)安装在锤体(1)的正上部，锤体(1)安装锤杆(5)正下方且锤杆(5)、加速度传感器(3)和锤体(1)位于同一竖线上；所述锤杆(5)下部设置有定位装置且上底板(13)上安装有与所述定位装置配合使用且锤体(1)提升到位后对锤杆(5)进行临时限位的限位装置，所述限位装置上装有对限位装置进行控制以解脱限位装置对锤杆(5)的限位并实现锤体(1)自由下落的开合机构。
2. 按照权利要求1所述的落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪，其特征在于所述 锤体(1)底部垫有一个隔振垫(2)。
3. 按照权利要求1或2所述的落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪，其特征在于 所述定向装置包括上定向结构和下定向机构；所述上定向结构包括沿圆周方向固定在上 底板(13)上的多个滑座一 (8-1)和分别安装在所述多个滑座一 (8-1)上的多个滑轮一 (7-l)，且所述多个滑轮一 (7-1)围成一个供锤杆(5)穿过的上滑孔；所述下定向机构包括 沿圆周方向固定在冲击架下部内壁上的多个滑座二 (8-2)和分别安装在所述多个滑座二 (8-2)上的多个滑轮二 (7-2)，且所述多个滑轮二 (7-2)围成一个供锤杆(5)穿过的下滑 孔；所述上滑孔和下滑孔位于同一竖线上，且所述多个滑轮一 (7-1)和多个滑轮二 (7-2)组 成一个供锤杆(5)上下自由移动的竖直滑道(6)。
4. 按照权利要求3所述的落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪，其特征在于所述 滑座一 (8-l)、滑轮一 (7-l)、滑座二 (8-2)和滑轮二 (7-2)的数量均为三个。
5. 按照权利要求1或2所述的落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪，其特征在于 所述锤体(1)的形状为圆柱状且其底部设置有凸出的半球状凸出结构，且锤体(1)的高度 与直径的比值为1.2 2。
6. 按照权利要求1或2所述的落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪，其特征在于 所述定位装置为同轴设置在锤杆(5)外侧且从上至下外径逐渐增大的定位环(4)，所述限 位装置由布设在上底板(13)上且沿圆周方向布设在锤杆(5)周侧的多个限位机构组成，所 述限位机构包括安装在上底板(13)上的内外两个限位台(14)、安装在所述内外两个限位 台(14)上且能左右移动的限位滑杆(16)和套装在限位滑杆(16)上的滑杆弹簧(15);所述 开合机构包括一端固定在限位滑杆(16)上的拨杆(17)、与拨杆(17)另一端相铰接的拉杆 (18)和能前后移动且向前运动同时能相应通过拉杆(18)和拨杆(17)带动限位滑杆(16) 向外移动的控制杆(19)，所述控制杆(19)与拉杆(18)相铰接且通过安装架固定在上底板 (13)侧部；所述滑杆弹簧(15)卡装在拨杆(17)与外侧限位台(14)之间，限位滑杆(16)前 端部设置为与定位环(4)结构相对应且由上至下逐渐向外倾斜的斜面。
7. 按照权利要求6所述的落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪，其特征在于所述 限位机构的数量为两个且两个限位机构对称设置在锤杆(5)左右两侧。
8. 按照权利要求1或2所述的落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪，其特征在于所述加速度传感器(3)与锤体(1)之间垫有一层隔振垫。
9.按照权利要求1或2所述的落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪，其特征在于所述冲击架外侧安装有冲击架外壳(12)，所述支撑架固定在冲击架外壳(12)的侧壁上，且所述支撑架由固定在冲击架外壳(12)侧壁上的三角支腿(9)和连接在三角支腿(9)与冲击架外壳(12)间的三角拉杆(10)组成。
专利摘要本实用新型公开了一种落锤式中粗粒土路基压实度快速测定仪，包括冲击装置、实时对冲击响应进行检测的加速度传感器和与加速度传感器相接的频谱式路基压实度快速测定仪，所述冲击装置包括冲击架、支撑架、固定在冲击架内侧的水平上底板、由上至下竖直穿过上底板且能上下自由移动的锤杆、安装在锤杆底部的锤体以及分别设置在上底板或冲击架上部内壁和冲击架下部内壁上且保证锤杆竖直向移动的定向装置；锤杆下部设置有定位装置且上底板上安装有与定位装置配合使用的临时限位装置，限位装置上装有能实现锤体自由下落的开合机构。本实用新型结构设计合理、安装方便且使用操作方便、测试方便、测试精度高，能对中粗粒土路基压实度进行准确、快速测量。
文档编号G01N3/303GK201548467SQ20092024574
公开日2010年8月11日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者丛卓红, 张宜洛, 郑南翔, 顾炳其 申请人:长安大学