專利名稱：一種車載式路基壓實(shí)度快速測定儀的制作方法
一種車載式路基壓實(shí)度快速測定儀本發(fā)明涉及路基壓實(shí)度測試設(shè)備，尤其涉及一種車載式路基壓實(shí)度快速測定儀。 [背景技術(shù)]隨著公路建設(shè)向山區(qū)延伸，土石混填路基因能就地取材、工后沉降小、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)已成為較普遍的公路路基形式。為了確保土石混填路基填筑質(zhì)量，壓實(shí)度的控制是關(guān)鍵之一。目前，公路路基壓實(shí)度常用檢測方法大體可分為灌水(砂)法、波法和靜力貫入法三類，盡管這些方法在一般路基壓實(shí)度檢測中得到了較廣泛應(yīng)用，但將它們應(yīng)用于土石混填路基會(huì)存在許多局限性和不足。首先，用灌水(砂)法檢測路基壓實(shí)度雖最為準(zhǔn)確，但必須開挖試坑，對(duì)路基有一定程度的破壞，而對(duì)于土石混填路基而言，開挖困難，大面積應(yīng)用該方法檢測路基壓實(shí)度，效率較低，無法滿足工程機(jī)械化快速施工的要求；波法包括瑞雷波法，瞬態(tài)沖擊波法，核子密度儀法等，由于人們對(duì)波在路基中傳播規(guī)律與機(jī)制認(rèn)識(shí)不足，盡管這類方法檢測效率高，但其精度不夠，難以滿足工程要求；第三，靜力貫入法是利用統(tǒng)計(jì)原理將壓實(shí)度與貫入荷載、粗顆粒含量、最大粒徑及含水率之間建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系式，事先需要在室內(nèi)進(jìn)行大量的大型擊實(shí)試驗(yàn)，對(duì)于不同的土石混填路基，通過建立經(jīng)驗(yàn)關(guān)系來間接確定路基壓實(shí)度，此法較為復(fù)雜，即便建立起這種關(guān)系往往也不具備普遍適應(yīng)性，因此，利用該方法檢測土石混填路基壓實(shí)度的精度也難以滿足工程要求。七十年代，國外先后有幾種壓實(shí)度隨車監(jiān)測裝置問世。例如世界專利W082/01905， 瑞典專利SE424455 (瑞典Dynapac公司)，美國專利US4103554，及德國Bomag公司研制的 BTM測量儀。他們都是安裝在振動(dòng)壓路機(jī)上用于振動(dòng)壓實(shí)過程中測量壓實(shí)度的隨車監(jiān)測裝置。八十年代出現(xiàn)了按振動(dòng)壓實(shí)原理工作的壓路機(jī)，利用交變的激振扭矩所激起的鼓輪的交變擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)來壓實(shí)基礎(chǔ)。隨之產(chǎn)生了世界專利W086/03237的隨車檢測裝置及1988 年西安公路學(xué)院申請(qǐng)并公開的專利申請(qǐng)?zhí)枮?8108315的壓實(shí)度的隨車測試方法與裝置。專利ZL96193476.X公布了一種安裝在沖擊壓實(shí)裝置上的壓實(shí)度監(jiān)測設(shè)備，其根據(jù)壓實(shí)體沖擊土體表面時(shí)的加速度變化來推算出與土體表面的壓實(shí)度有關(guān)的數(shù)據(jù)。以上方法均可通過監(jiān)測安裝在壓實(shí)設(shè)備上的加速度計(jì)，將測出的加速度變化值進(jìn)行處理，推算得到現(xiàn)場路基的壓實(shí)度，這些方法能實(shí)時(shí)對(duì)路基的壓實(shí)情況進(jìn)行快速反應(yīng)，較為方便。但這些方法都與專門的壓實(shí)設(shè)備對(duì)應(yīng)，如采用其它機(jī)械方式進(jìn)行壓實(shí)，則這些方法都不適用。靜力貫入法是長安大學(xué)公路學(xué)院公開的一種專門針對(duì)土石混填路基壓實(shí)度檢測的方法，該方法原理是首先在室內(nèi)將土石混填料進(jìn)行各種粗顆粒含量，各種粒徑，各種含水率的配比，分別進(jìn)行大型擊實(shí)試驗(yàn)，然后利用液壓設(shè)備作為動(dòng)力，在導(dǎo)向裝置的輔助下， 將一定直徑的圓柱貫入桿壓進(jìn)擊實(shí)試驗(yàn)后的填料中一定深度，記錄下某一深度(如5cm)對(duì)應(yīng)的貫入荷載，然后利用統(tǒng)計(jì)原理將壓實(shí)度與貫入荷載、粗顆粒含量、最大粒徑及含水率之間建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系式。然后在現(xiàn)場進(jìn)行相同的貫入試驗(yàn)，得到貫入一定深度(如5cm)時(shí)的貫入荷載，代入關(guān)系式中得到現(xiàn)場的壓實(shí)度。該方法有如下不足(1)事先需要在室內(nèi)進(jìn)行大量的大型擊實(shí)試驗(yàn)，然后在室內(nèi)進(jìn)行貫入試驗(yàn)，得到較多統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后才能建立關(guān)系式，如果統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)較少，建立的關(guān)系式可能誤差較大。(2)該方法沒有采取試驗(yàn)過程中力和位移的全曲線，只采用了某一深度時(shí)的貫入荷載，中間過程中與壓實(shí)度有關(guān)的有利因素被忽略，較為片面。(3)該方法是利用統(tǒng)計(jì)原理建立的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系來間接確定路基壓實(shí)度，對(duì)于不同的土石混填路基，這種關(guān)系較為復(fù)雜，即便建立起這種關(guān)系往往也不具備普遍適應(yīng)性，因此，利用該方法檢測土石混填路基壓實(shí)度的精度也難以滿足工程要求，實(shí)際效果有待檢驗(yàn)。(4)基于該方法的現(xiàn)場壓實(shí)度儀沒有進(jìn)行進(jìn)一步的研制開發(fā)，因此該方法還未在工程中推廣應(yīng)用。目前，除了專利ZL96193476. X公布的方法及靜力貫入法適用于土石混填路基，其它方法只適用于細(xì)粒土的壓實(shí)，不適于土石混填路基的壓實(shí)。根據(jù)目前路基施工的要求，在路基壓實(shí)后需要進(jìn)行壓實(shí)度檢測，依賴傳統(tǒng)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)檢測的方法如果依賴壓實(shí)設(shè)備，適用性將受到大大限制。因此，開發(fā)出一種快速準(zhǔn)確，又能適用于任何一種壓實(shí)機(jī)械和壓實(shí)工藝的一種車載式路基壓實(shí)度快速測定儀已為急需。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能便于快速移動(dòng)、快速檢測土石混填路基的壓實(shí)度的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀。本發(fā)明要進(jìn)一步解決的技術(shù)問題是提供一種能穩(wěn)定、準(zhǔn)確地檢測出土石混填路基的壓實(shí)度，可以適應(yīng)任何壓實(shí)工藝和壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)路基的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，包括檢測裝置和拖車，所述的拖車包括車架、車箱和行走機(jī)構(gòu)，所述的檢測裝置包括加載油缸、測定裝置、油源、電源和數(shù)據(jù)處理單元，所述加載油缸的上端安裝在車架上，所述的測定裝置安裝在加載油缸的下端，所述的加載油缸與油源連接，所述的油源向加載油缸輸送壓力油，對(duì)所述的測定裝置加載檢測壓力；所述測定裝置的數(shù)據(jù)輸出端接所述的數(shù)據(jù)處理單元，所述的電源向檢測裝置中的用電設(shè)備供電。以上所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，包括收放油缸，所述加載油缸的上端與車架的中部鉸接，所述收放油缸的一端與車架鉸接，另一端與加載油缸的中部鉸接；所述的收放油缸與油源連接，所述的油源向收放油缸輸送壓力油，對(duì)加載油缸進(jìn)行收放。以上所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，所述的拖車額定載重不小于10噸，拖車的車廂可以容納不少于10噸的路基填料。以上所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，所述的測定裝置包括壓力傳感器、位移傳感器計(jì)、位移傳感器計(jì)支架、連接桿和探頭，所述加載油缸的活塞桿向下伸出，所述的壓力傳感器通過螺紋固定在加載油缸活塞桿的下端，所述的連接桿通過螺紋固定在壓力傳感器的下端，所述的探頭固定在連接桿的下端，所述的位移傳感器計(jì)通過位移傳感器計(jì)支架固定在加載油缸活塞桿的下端和/或連接桿的上端。以上所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，所述的數(shù)據(jù)處理單元包括測控儀和微型計(jì)算機(jī)，所述壓力傳感器的信號(hào)輸出端和位移傳感器分別接測控儀相應(yīng)的信號(hào)輸入端； 測控儀的數(shù)據(jù)輸出端接微型計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端。以上所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，所述的位移傳感器為電阻式、容柵式或電感式位移傳感器，所述的壓力傳感器為S式、柱式或輪輻式拉壓力傳感器，位移傳感器探針軸線與探頭中心軸線平行，兩者的水平距離大于20厘米。以上所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，所述的測控儀是采用閉環(huán)控制設(shè)計(jì)， 對(duì)力及位移進(jìn)行帶反饋的閉環(huán)控制，能實(shí)現(xiàn)在加載時(shí)恒力或恒速要求的測控儀，測控儀通過RJ45數(shù)據(jù)線或USB數(shù)據(jù)線連接微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，微型計(jì)算機(jī)通過測控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)測控儀的控制，進(jìn)一步控制加載油缸工作，通過力和位移的反饋實(shí)現(xiàn)對(duì)加載和卸載的閉環(huán)控制。以上所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，所述的油源包括電動(dòng)液壓泵、電磁閥、 電液伺服閥和控制箱，所述的電源是燃油發(fā)電機(jī)，電動(dòng)液壓泵由所述的燃油發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力；所述的液壓泵的出油口和回油口通過電磁閥連接收放油缸，通過電液伺服閥連接加載油缸；所述的控制箱的控制信號(hào)輸出端接電磁閥的控制信號(hào)輸入端，控制電磁閥的通斷。以上所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，所述控制箱面板上的控制開關(guān)通過繼電器向電磁閥發(fā)出控制信號(hào)，控制電磁閥的通斷，實(shí)現(xiàn)收放油缸的收放；所述的控制箱包括主控板，主控板的控制信號(hào)輸入端接測控儀的控制信號(hào)輸出端，主控板的控制信號(hào)輸出端接電液伺服閥的控制信號(hào)輸入端，測控儀通過主控板實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電液伺服閥液流的流量和方向，控制加載油缸的加載和收回。以上所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，所述的探頭為下大上小的圓臺(tái)形，圓臺(tái)底面的半徑為5-10厘米。本發(fā)明的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀的檢測裝置安裝在拖車上，便于快速移動(dòng)，快速檢測土石混填路基的壓實(shí)度，僅在工作時(shí)需要牽引設(shè)備，設(shè)備成本低廉。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本發(fā)明車載式路基壓實(shí)度快速測定儀實(shí)施例連接關(guān)系示意圖。圖2是本發(fā)明車載式路基壓實(shí)度快速測定儀實(shí)施例工作狀態(tài)示意圖。圖3是本發(fā)明車載式路基壓實(shí)度快速測定儀實(shí)施例移動(dòng)狀態(tài)示意圖。圖4是本發(fā)明車載式路基壓實(shí)度快速測定儀實(shí)施例測定裝置分解圖。圖5是本發(fā)明車載式路基壓實(shí)度快速測定儀實(shí)施例其他形狀探頭的外形圖。在圖1至圖3所示的本發(fā)明車載式路基壓實(shí)度快速測定儀的實(shí)施例中，車載式壓實(shí)度快速測定，包括有拖車1、加載油缸2、收放油缸3、油源4、控制箱5、測控儀6、筆記本電腦7、壓力傳感器8、連接桿9、探頭10、位移傳感器11、發(fā)電機(jī)12。加載油缸2、收放油缸3、 油源4、控制箱5、測控儀6、發(fā)電機(jī)12安裝在拖車1上。油源4通過油管連接加載油缸2和收放油缸3，壓力傳感器8通過內(nèi)螺旋安裝在加載油缸2活塞桿201的下端，壓力傳感器8 下端與連接桿9螺旋連接，連接桿9的下端與探頭10螺旋連接。位移傳感器11采用剛性支架1101固定在加載油缸2活塞桿201的下端。汽油發(fā)電機(jī)12為通過控制箱5的電源總開關(guān)為油源4、測控儀6、筆記本電腦7供電。加載油缸2缸體202的底部通過可沿拖車1前后方向旋轉(zhuǎn)的鉸接支座203安裝在拖車1車廂主梁101的中部。收放油缸3的缸體302通過可旋轉(zhuǎn)的與加載油缸2底部鉸接支座203旋轉(zhuǎn)方向處于同一平面內(nèi)的鉸接支座303連接在拖車1車廂主梁101的后部，收放油缸的活塞桿302與加載油缸缸體202的中部或下部鉸接。當(dāng)不需要使用加載油缸2時(shí)， 通過收回油缸3的活塞桿301，將加載油缸2收回，使加載油缸2旋轉(zhuǎn)，下部升高，貼近拖車 1車廂主梁101而遠(yuǎn)離地面，以免拖車1在行走時(shí)加載油缸2及位移傳感器11碰到地面的異物而損壞；當(dāng)需要工作時(shí)，收放油缸3伸出活塞桿301，將加載油缸2旋轉(zhuǎn)到豎直位置，為測試工作做好準(zhǔn)備。加載油缸2和收放油缸3都是拉壓雙作用油缸。加載油缸2的活塞桿201的下端頭連接壓力傳感器8，壓力傳感器8下端通過連接桿9連接試驗(yàn)用的探頭10，位移傳感器11 通過支架連接在加載油缸2活塞桿201的下端頭，位移傳感器11探針1101的軸線與探頭 10的中心軸線平行，保持位移傳感器11工作方向與探頭10壓入路基的方向一致。兩者的水平距離a大于20厘米，以免探頭壓入時(shí)影響位移傳感器的測量精度。本實(shí)施例探頭10為下大上小的圓臺(tái)形，圓臺(tái)底面的半徑為5-10厘米。如圖5所示，探頭10的工作面還可以采用圓柱形1001、球形1002、或倒錐形1003。拖車1為三輪或四輪行走，前輪可協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)向，拖車車廂102下方中間的主梁以下有足夠的空間用于容納加載油缸2與收放油缸3。拖車1的額定載重不小于10噸，在需要進(jìn)行測試工作時(shí)可在現(xiàn)場裝載10噸路基填料以提供加載時(shí)需要的負(fù)荷。本實(shí)施例的壓力傳感器8為S式、柱式或輪輻式拉壓力傳感器，傳感器量程根據(jù)現(xiàn)場可以自由選擇，可以是50kN、IOOkN或其它量程，綜合誤差彡士0. F. S，壓力傳感器8 與測控儀6相連。本實(shí)施例的位移傳感器11為電阻式、容柵式或電感式位移傳感器，量程根據(jù)現(xiàn)場情況可以自由選擇，可以是30mm、50mm或其它量程，綜合誤差< 士0. 1 % F. S，位移傳感器11 與測控儀6連接。本實(shí)施例的油源4包括電動(dòng)液壓泵401、液控閥402和控制箱5。，液控閥402包括電磁閥和電液伺服閥，發(fā)電機(jī)12是汽油發(fā)電機(jī)，電動(dòng)液壓泵401由汽油發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力；液壓泵401的出油口和回油口通過電磁閥的油管連接收放油缸3，通過電液伺服閥的油管連接加載油缸2 ；控制箱5的控制信號(hào)輸出端接電磁閥和電液伺服閥的控制信號(hào)輸入端，控制電磁閥和電液伺服閥的通斷，分別實(shí)現(xiàn)加載油缸2和收放油缸3的收放。本實(shí)施例的控制箱5安裝在拖車1上，控制箱5收放油缸的開關(guān)連接兩個(gè)繼電器， 控制箱5面板上的開關(guān)通過繼電器控制電磁閥的通斷，從而控制收放油缸3的伸出和收回。 測控儀6的控制信號(hào)輸出端接控制箱5主控板的控制信號(hào)輸入端，主控板的控制信號(hào)輸出端接電液伺服閥的控制信號(hào)輸入端。控制箱5根據(jù)測控儀6所發(fā)出的控制信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電液伺服閥液流的流量和方向，實(shí)現(xiàn)加載油缸2的加載和收回。關(guān)斷控制箱5上安裝的總電源開關(guān)安裝(急停開關(guān))，在緊急情況下可以使全系統(tǒng)斷電，防止意外事故發(fā)生。本實(shí)施例的測控儀6采用閉環(huán)控制設(shè)計(jì)，能對(duì)力及位移進(jìn)行帶反饋的閉環(huán)控制， 從而實(shí)現(xiàn)在加載時(shí)恒力或恒速要求的測控儀，可以采用杭州朗杰測控技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)的MaxTC260測控儀。測控儀6通過RJ45數(shù)據(jù)線或USB數(shù)據(jù)線連接筆記本電腦7進(jìn)行通訊。筆記本電腦7通過測控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)測控儀6的控制，進(jìn)而控制加載油缸2，并能通過力和位移的反饋實(shí)現(xiàn)對(duì)加載和卸載的閉環(huán)控制。筆記本電腦7是指基于windows操作系統(tǒng)的微型計(jì)算機(jī)，帶RJ45網(wǎng)絡(luò)接口或USB 接口，便攜式的筆記本電腦更適合現(xiàn)場測試用。測控儀6的MaxTC數(shù)據(jù)采集處理軟件是指基于C++語言編寫的軟件，能按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)驗(yàn)過程中將力與位移的值按照一定速度進(jìn)行采集并繪制成曲線，并能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到現(xiàn)場試驗(yàn)點(diǎn)的壓實(shí)度值。發(fā)電機(jī)12是小型發(fā)電機(jī)，也可以采用牽牽引車所提供的電源，或者現(xiàn)場可利用的外接電源，汽油發(fā)電機(jī)12可安放在拖車1車廂上，通過安裝在控制箱5的電源總開關(guān)為油源4、控制箱5、測控儀6及筆記本電腦7供電。本實(shí)施例的工作過程如下本實(shí)施例以拖車1為主體，加載油缸2的缸體通過沿拖車1前后方向旋轉(zhuǎn)的支座與拖車1車廂主梁的中部鉸接，收放油缸3通過可前后旋轉(zhuǎn)的支座與車廂的主梁鉸接，收放油缸3的活塞桿與加載油缸2缸體的下部鉸接。收放油缸3安裝的位置要求是在收放油缸3活塞伸出約80%，拖車1處于水平場地的時(shí)候，能保證將加載油缸2保持在豎直方向位置，當(dāng)收放油缸3活塞伸出10%時(shí)，可將加載油缸2收回到接近水平的位置，以保證加載油缸2的最底部有足夠的空間利于拖車1行走。油源4安裝于拖車1側(cè)邊，車廂下部、前后輪中間的位置，安裝好的油源4最外邊線不超過拖車1車廂的最外邊線。油源4通過油管與加載油缸2、收放油缸3相連。其中加載油缸2通過電磁閥與油源連接，電磁閥安裝在油源上，根據(jù)測控儀信號(hào)控制加載油缸油的流向，從而實(shí)現(xiàn)加載油缸的伸出和縮回。油源4連接到控制箱5，控制箱5可根據(jù)需求通過面板上的開關(guān)控制收放油缸3活塞的伸出和縮回，控制箱5的主控板連接測控儀6，可根據(jù)測控儀6所發(fā)出的命令通過控制箱控制油源的電液伺服閥，以控制加載油缸2的伸出和收回，控制箱5安裝于油源4同一側(cè)，安裝最外邊線不超過拖車車廂101的外邊線，以防止意外發(fā)生。測控儀6連接筆記本電腦7，筆記本電腦7端通過軟件可對(duì)測控儀6發(fā)出指令，也可通過測控儀6進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。加載油缸2活塞端頭連接壓力傳感器8，壓力傳感器8通過連接桿9連接試驗(yàn)用的探頭10，壓力傳感器8、連接桿9、探頭10的中軸線重合；位移傳感器11通過支架連接在加載油缸2活塞端頭，安裝的位移傳感器11工作方向與壓力傳感器8中軸線平行，即保證與探頭10壓入路基的方向一致，如圖3所示，位移傳感器11工作點(diǎn)與探頭10中心點(diǎn)在工作面的投影距離應(yīng)保持20cm以上，以免探頭10壓入時(shí)影響位移傳感器11的測量，壓力傳感器8和位移傳感器11的數(shù)據(jù)輸出端與測控儀6相連接，測控儀6可將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到筆記本電腦7中并進(jìn)行處理。發(fā)電機(jī)12可安放在拖車1車廂上，為油源4、控制箱5、測控儀6及筆記本電腦7
{共 ο整套設(shè)備的工作過程如下如圖2所示，當(dāng)不需要工作時(shí)，拖車1為空載，收放油缸3的活塞桿處于收回狀態(tài)，使得加載油缸2處于接近水平位置，拖車1底部有足夠的空間利于行走。當(dāng)需要對(duì)某試驗(yàn)點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行檢測時(shí)，在工地利用裝料設(shè)備在拖車1中裝入不小于 10噸的建筑材料，如砂石等，拖車1由牽引車牽引至試驗(yàn)點(diǎn)，調(diào)整位置，使得加載油缸2底座的投影中心與試驗(yàn)點(diǎn)重合，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)12供電，啟動(dòng)控制箱5上的控制按鈕使收放油缸 3的活塞伸出，使加載油缸2逐漸處于豎直狀態(tài)，如圖1所示，當(dāng)加載油缸2剛好豎直時(shí)停止收放油缸3的工作。通過筆記本電腦7上的軟件給測控儀6發(fā)出命令，通過控制控制箱控制電液伺服閥，使加載油缸2逐漸緩慢伸出，使探頭10快要接觸路基表面，而位移傳感器 11的探針剛好接觸到路基表面為止。然后利用軟件設(shè)定好加載油缸2的伸出的速度、最大加載力的限值、最大加載位移的限值后，開始進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)探頭10進(jìn)入路基中，達(dá)到最大加載力的限值或最大加載位移后控制控制箱通過電液伺服閥自動(dòng)終止試驗(yàn)并收回加載油缸2 的活塞。然后，啟動(dòng)控制箱5上的控制按鈕使收放油缸3的活塞收回，加載油缸2回復(fù)到接近水平狀態(tài)。試驗(yàn)過程中的力與位移的關(guān)系曲線在筆記本電腦7上自動(dòng)繪制，數(shù)據(jù)自動(dòng)保存， 然后用筆記本電腦7按照本發(fā)明所提供的方法通過軟件進(jìn)行處理，得到壓實(shí)度結(jié)果。一個(gè)點(diǎn)測試完畢后，然后由牽引車牽引至下一個(gè)測試點(diǎn)，重復(fù)以上步驟進(jìn)行測試即可。全部測試完畢后，關(guān)閉發(fā)電機(jī)12，清空拖車1車廂上的負(fù)載。本發(fā)明上述實(shí)施例車載式路基壓實(shí)度快速測定儀的土石混填路基壓實(shí)度檢測方法，包括如下步驟(1)利用現(xiàn)場單點(diǎn)的壓實(shí)度試驗(yàn)對(duì)車載式壓實(shí)度檢測儀進(jìn)行標(biāo)定；(2) 利用標(biāo)定后的車載式壓實(shí)度檢測儀進(jìn)行其它所有點(diǎn)的壓實(shí)度檢測。該方法是根據(jù)土石混填料的特點(diǎn)，建立快速靜載試驗(yàn)中力、位移及壓實(shí)度之間的關(guān)系模型，通過壓實(shí)度對(duì)力-位移曲線的影響程度，反演土石混填料的部分參數(shù)及壓實(shí)度，在此基礎(chǔ)上建立土石混填路基壓實(shí)度快速檢測方法；而本儀器是為了將該方法進(jìn)一步推廣應(yīng)用，為現(xiàn)場施工過程中的壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行及時(shí)的反饋及指導(dǎo)而研制的，不僅可用于土石混填路基的壓實(shí)度檢測，也可用于細(xì)粒土的壓實(shí)度檢測。本發(fā)明的步驟(1)具體是指①利用單點(diǎn)灌水法或灌砂法實(shí)驗(yàn)得到現(xiàn)場壓實(shí)度K ； ②在步驟①試驗(yàn)點(diǎn)附近利用車載式壓實(shí)度檢測儀進(jìn)行快速靜載試驗(yàn)；③計(jì)算土石混填體的平均密度P m ；④計(jì)算試驗(yàn)點(diǎn)初始空隙率no ；⑤擬合得出初始中間量％、1^值；⑥計(jì)算出整個(gè)場地土石顆粒的無空隙變形模量&。本發(fā)明的步驟(1)中①利用單點(diǎn)灌水法或灌砂法實(shí)驗(yàn)得到現(xiàn)場壓實(shí)度K，具體是指隨機(jī)選取土石混填路基試驗(yàn)點(diǎn)，在該點(diǎn)位置利用灌水法或灌砂法測出該點(diǎn)的密度及含水率，通過計(jì)算得到干密度，與室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)所得到的最大干密度進(jìn)行對(duì)比得到現(xiàn)場的壓實(shí)度K。灌水法與灌砂法及室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)具體實(shí)施參照現(xiàn)行《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E40-2007)。本發(fā)明的步驟(1)中②在步驟①試驗(yàn)點(diǎn)附近利用車載式壓實(shí)度檢測儀進(jìn)行快速靜載試驗(yàn)，具體是指在步驟①試驗(yàn)點(diǎn)附近選取試驗(yàn)點(diǎn)，選取點(diǎn)與步驟①試驗(yàn)點(diǎn)的壓實(shí)特征應(yīng)一致，且兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)保持一定距離，不能被步驟①試驗(yàn)點(diǎn)所影響，并假定這兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的壓實(shí)度K是相等的，然后在該試驗(yàn)點(diǎn)利用車載式壓實(shí)度儀進(jìn)行快速靜載試驗(yàn)，該試驗(yàn)具體是指將半徑為r的橫截面為圓形的平底探頭在豎直方向以一定的速度壓入土石混填路基中一定深度，得到的曲線是探頭的貫入力P與貫入深度w之間的曲線。本發(fā)明的步驟(1)中③計(jì)算土石混填體的平均密度Pm，具體是指土石混填體的
平均密度Pm根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算
^ _ AAPm =-,----
A" +A (Il)其中P m為土石顆粒的平均密度(g/cm3)，P r為巖石顆粒的密度(g/cm3)，P s為土顆粒的密度(g/cm3)，η為土石混合料中巖石顆粒的含量(％ ) ； P dmax為代表性試驗(yàn)點(diǎn)土石混合料室內(nèi)振動(dòng)擊實(shí)試驗(yàn)最大干密度(g/cm3)。以上這些參數(shù)在修筑路基之前，通過室內(nèi)試驗(yàn)全部可以得到。本發(fā)明的步驟⑴中④計(jì)算試驗(yàn)點(diǎn)初始空隙率IV具體是指根據(jù)步驟⑴中②兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的壓實(shí)度K值相同的假定，根據(jù)下式計(jì)算出現(xiàn)場試驗(yàn)點(diǎn)的初始空隙率Iitl
權(quán)利要求
1.一種車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，包括檢測裝置，其特征在于，包括拖車，所述的拖車包括車架、車箱和行走機(jī)構(gòu)，所述的檢測裝置包括加載油缸、測定裝置、油源、電源和數(shù)據(jù)處理單元，所述加載油缸的上端安裝在車架上，所述的測定裝置安裝在加載油缸的下端， 所述的加載油缸與油源連接，所述的油源向加載油缸輸送壓力油，對(duì)所述的測定裝置加載檢測壓力；所述測定裝置的數(shù)據(jù)輸出端接所述的數(shù)據(jù)處理單元，所述的電源向檢測裝置中的用電設(shè)備供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，其特征在于，包括收放油缸， 所述加載油缸的上端與車架的中部鉸接，所述收放油缸的一端與車架鉸接，另一端與加載油缸的中部鉸接；所述的收放油缸與油源連接，所述的油源向收放油缸輸送壓力油，對(duì)加載油缸進(jìn)行收放。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，其特征在于，所述的拖車額定載重不小于10噸，拖車的車廂可以容納不少于10噸的路基填料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，其特征在于，所述的測定裝置包括壓力傳感器、位移傳感器計(jì)、位移傳感器計(jì)支架、連接桿和探頭，所述加載油缸的活塞桿向下伸出，所述的壓力傳感器通過螺紋固定在加載油缸活塞桿的下端，所述的連接桿通過螺紋固定在壓力傳感器的下端，所述的探頭固定在連接桿的下端，所述的位移傳感器計(jì)通過位移傳感器計(jì)支架固定在加載油缸活塞桿的下端和/或連接桿的上端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理單元包括測控儀和微型計(jì)算機(jī)，所述壓力傳感器的信號(hào)輸出端和位移傳感器分別接測控儀相應(yīng)的信號(hào)輸入端；測控儀的數(shù)據(jù)輸出端接微型計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，其特征在于，所述的位移傳感器為電阻式、容柵式或電感式位移傳感器，所述的壓力傳感器為S式、柱式或輪輻式拉壓力傳感器，位移傳感器探針軸線與探頭中心軸線平行，兩者的水平距離大于20厘米。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，其特征在于，所述的測控儀是采用閉環(huán)控制設(shè)計(jì)，對(duì)力及位移進(jìn)行帶反饋的閉環(huán)控制，能實(shí)現(xiàn)在加載時(shí)恒力或恒速要求的測控儀，測控儀通過RJ45數(shù)據(jù)線或USB數(shù)據(jù)線連接微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，微型計(jì)算機(jī)通過測控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)測控儀的控制，進(jìn)一步控制加載油缸工作，通過力和位移的反饋實(shí)現(xiàn)對(duì)加載和卸載的閉環(huán)控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，其特征在于，所述的油源包括電動(dòng)液壓泵、電磁閥、電液伺服閥和控制箱，所述的電源是燃油發(fā)電機(jī)，電動(dòng)液壓泵由所述的燃油發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力；所述的液壓泵的出油口和回油口通過電磁閥連接收放油缸，通過電液伺服閥連接加載油缸；所述的控制箱的控制信號(hào)輸出端接電磁閥的控制信號(hào)輸入端，控制電磁閥的通斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，其特征在于，所述控制箱面板上的控制開關(guān)通過繼電器向電磁閥發(fā)出控制信號(hào)，控制電磁閥的通斷，實(shí)現(xiàn)收放油缸的收放；所述的控制箱包括主控板，主控板的控制信號(hào)輸入端接測控儀的控制信號(hào)輸出端，主控板的控制信號(hào)輸出端接電液伺服閥的控制信號(hào)輸入端，測控儀通過主控板實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電液伺服閥液流的流量和方向，控制加載油缸的加載和收回。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，其特征在于，所述的探頭為下大上小的圓臺(tái)形，圓臺(tái)底面的半徑為5-10厘米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車載式路基壓實(shí)度快速測定儀，包括檢測裝置和拖車，所述的拖車包括車架、車箱和行走機(jī)構(gòu)，所述的檢測裝置包括加載油缸、測定裝置、油源、電源和數(shù)據(jù)處理單元，所述加載油缸的上端安裝在車架上，所述的測定裝置安裝在加載油缸的下端，所述的加載油缸與油源連接，所述的油源向加載油缸輸送壓力油，對(duì)所述的測定裝置加載檢測壓力；所述測定裝置的數(shù)據(jù)輸出端接所述的數(shù)據(jù)處理單元，所述的電源向檢測裝置中的用電設(shè)備供電。本發(fā)明的檢測裝置安裝在拖車上，便于快速移動(dòng)，快速檢測土石混填路基的壓實(shí)度，僅在工作時(shí)需要牽引設(shè)備，設(shè)備成本低廉。
文檔編號(hào)G01N3/02GK102359915SQ20111019350
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者張永杰, 彭建國, 羅宏, 趙明華, 鄒新軍 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)