专利名称：一种车载式压实度测定仪及其检测方法
一种车载式压实度测定仪及其检测方法本发明涉及公路压实度测试领域，尤其涉及一种车载式压实度测定仪及其检测方法。随着公路建设向山区延伸，土石混填路基因能就地取材、工后沉降小、经济性好等优点已成为较普遍的公路路基型式。为了确保土石混填路基填筑质量，压实度的控制是关键之一。目前，公路路基压实度常用检测方法大体可分为灌水(砂)法、波法和静力贯入法三类，尽管这些方法在一般路基压实度检测中得到了较广泛应用，但将它们应用于土石混填路基会存在许多局限性和不足。首先，用灌水(砂)法检测路基压实度虽最为准确，但必须开挖试坑，路基有一定程度的破坏，而对于土石混填路基而言，开挖困难，大面积应用该方法检测路基压实度，效率较低，无法满足工程机械化快速施工的要求；波法包括瑞雷波法，瞬态冲击波法，核子密度仪法等，由于人们对波在路基中传播规律与机制认识不足，尽管这类方法检测效率高，但其精度不够，难以满足工程要求；第三，静力贯入法是利用统计原理将压实度与贯入荷载、粗颗粒含量、最大粒径及含水率之间建立统计关系式，事先需要在室内进行大量的大型击实试验，对于不同的土石混填路基，通过建立经验关系来间接确定路基压实度，此法较为复杂，即便建立起这种关系往往也不具备普遍适应性，因此，利用该方法检测土石混填路基压实度的精度也难以满足工程要求。本发明提供了一种车载式压实度测定仪及其检测方法，该测定仪能快速、稳定、准确地检测出土石混填路基的压实度，适应任何压实工艺和压实机械压实过的路基。本发明的技术方案是一种车载式压实度测定仪，包括拖车、油源、加载油缸、收放油缸、控制箱、测控仪、数据处理控制器；其中油源、加载油缸、收放油缸组成电动液压加卸载系统；油源安装在拖车的车厢内，加载油缸和收放油缸的第一端分别通过前后旋转的支座安装在车厢下面的主梁上，收放油缸的第二端通过旋转支座连接在加载油缸的第二端； 加载油缸第二端的活塞端头连接压力传感器，压力传感器通过连接杆连接平底探头，压力传感器、连接杆和探头的中轴线重合，加载油缸活塞端头还通过支架连接位移传感器，位移传感器工作方向与压力传感器中轴线平行；油源分别通过油管与加载油缸和收放油缸连接，为加载油缸和收放油缸提供液压动力；并在油源上设有伺服阀，压力传感器和位移传感器的数据输出端通过测控仪与数据处理控制器连接；控制箱的控制端与油源连接，控制箱的信号输入端通过测控仪与数据处理控制器连接；在工作状态下，在拖车上装有重物，控制箱根据输入的指令信号通过油源控制收放油缸活塞伸出，将加载油缸处于垂直状态；数据处理控制器通过测控仪向控制箱输入参数指令，控制箱根据该参数指令控制油源伺服阀使加载油缸活塞端头伸出或收回，压力传感器和位移传感器将采集的数据通过测控仪传输给数据处理控制器；在停止工作状态下， 拖车空载，控制箱根据输入的命令信号通过油源控制收放油缸活塞收回，将加载油缸拉到水平位置。一种如上所述的测定仪的检测方法，包括步骤随机选取土石混填路基试验点，利用单点灌水法或灌砂法得到试验点的现场压实度Ktl ；预先计算土石混填路基的平均密度ρ m，并计算预定位置处的初始空隙率no ；数据处理控制器通过测控仪向控制箱输入参数指令，控制箱根据该参数指令控制油源伺服阀使加载油缸活塞端头伸出或收回，将半径为r的横截面为圆形的平底探头在竖直方向以预定速度压入土石混填路基中预定深度，在试验点附近的预定位置处进行快速静载试验；测控仪通过压力传感器和位移传感器采集贯入力P与贯入深度w的数值并传输给数据处理控制器，数据处理控制器得到贯入力P与贯入深度W之间的曲线，并根据贯入力P
与贯入深度W之间的曲线，利用
权利要求
1.一种车载式压实度测定仪，其特征在于，包括拖车、油源、加载油缸、收放油缸、控制箱、测控仪、数据处理控制器；其中油源、加载油缸、收放油缸组成电动液压加卸载系统；油源安装在拖车的车厢内，加载油缸和收放油缸的第一端分别通过前后旋转的支座安装在车厢下面的主梁上，收放油缸的第二端通过旋转支座连接在加载油缸的第二端；加载油缸第二端的活塞端头连接压力传感器，压力传感器通过连接杆连接平底探头，压力传感器、连接杆和平底探头的中轴线重合，加载油缸活塞端头还通过支架连接位移传感器，位移传感器工作方向与压力传感器中轴线平行；油源分别通过油管与加载油缸和收放油缸连接，为加载油缸和收放油缸提供液压动力；并在油源上设有伺服阀，压力传感器和位移传感器的数据输出端通过测控仪与数据处理控制器连接；控制箱的控制端与油源连接，控制箱的信号输入端通过测控仪与数据处理控制器连接；在工作状态下，在拖车上装有重物，控制箱根据输入的指令信号通过油源控制收放油缸活塞伸出，将加载油缸处于垂直状态；数据处理控制器通过测控仪向控制箱输入参数指令，控制箱根据该参数指令控制油源伺服阀使加载油缸活塞端头伸出或收回，压力传感器和位移传感器将采集的数据通过测控仪传输给数据处理控制器；在停止工作状态下，拖车空载，控制箱根据输入的命令信号通过油源控制收放油缸活塞收回，将加载油缸拉到水平位置。
2.根据权利要求1所述的车载式压实度测定仪，其特征在于在控制箱上设有急停开关。
3.根据权利要求1所述的车载式压实度测定仪，其特征在于所述压力传感器为轮辐式力传感器。
4.根据权利要求1所述的车载式压实度测定仪，其特征在于所述位移传感器工作点与探头中心点的投影距离大于等于20cm。
5.根据权利要求1所述的车载式压实度测定仪，其特征在于所述测控仪为MaxTC260 测控仪，采用DSP技术开发及三闭环测控制，能对力及位移进行带反馈的闭环控制。
6.一种如权利要求1至5任一权利要求所述的车载式压实度测定仪的检测方法，其特征在于，包括步骤随机选取土石混填路基试验点，利用单点灌水法或灌砂法得到试验点的现场压实度 K0 ；预先计算土石混填路基的平均密度P m，并计算预定位置处的初始空隙率 ；数据处理控制器通过测控仪向控制箱输入参数指令，控制箱根据该参数指令控制油源伺服阀使加载油缸活塞端头伸出或收回，将半径为r的横截面为圆形的平底探头在竖直方向以预定速度压入土石混填路基中预定深度，在试验点附近的预定位置处进行快速静载试验；测控仪通过压力传感器和位移传感器采集贯入力P与贯入深度w的数值并传输给数据处理控制器，数据处理控制器得到贯入力P与贯入深度w之间的曲线，并根据贯入力P与贯入深度W之间的曲线，利用
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于利用单点灌水法或灌砂法得到试验点的现场压实度Κο，具体为在该试验点利用灌水法或灌砂法测出该试验点的密度及含水率，根据密度及含水率计算得到干密度，与室内击实试验所得到的最大干密度进行对比得到现场的压实度K。。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于计算土石混填路基的平均密度Pm，具体为
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于计算预定位置处的初始空隙率IV具体为根据〃。=Pm"^°"Pdmax计算预定位置处的初始空隙率IV
10.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于所述预定位置处和试验点的压实特征一致，且该预定位置处和试验点间保持预定距离。
全文摘要
本发明公开了一种车载式压实度快速测定仪及其检测方法，该测定仪在工作状态下，在拖车上装有重物，控制箱根据输入的指令信号通过油源控制收放油缸活塞伸出，将加载油缸处于垂直状态；数据处理控制器通过测控仪向控制箱输入参数指令，控制箱根据该参数指令控制油源伺服阀使加载油缸活塞端头伸出或收回，压力传感器和位移传感器将采集的数据通过测控仪传输给数据处理控制器；在停止工作状态下，拖车空载，控制箱根据输入的命令信号通过油源控制收放油缸活塞收回，将加载油缸拉到水平位置。本发明能快速、稳定、准确地检测出土石混填路基的压实度，适应任何压实工艺和压实机械压实过的路基。
文档编号G01N3/12GK102279130SQ201110192998
公开日2011年12月14日 申请日期2011年7月11日 优先权日2011年7月11日
发明者刘晓明, 卿笃干, 张玲, 曹文贵, 罗宏, 赵明华, 赵衡 申请人:湖南大学