專利名稱：路基壓實度快速測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及無損測定路基壓實度的一種裝置，尤指路基壓實度快速測量裝置。
在
背景技術(shù)：
中，路基壓實度檢測方式分靜態(tài)測試和動態(tài)測試二種。目前國內(nèi)外基本上仍然沿用古典的老辦法，即環(huán)刀取樣法，該法用環(huán)刀挖坑取樣，測出濕密度、扣除水份得干密度，與最大干密度相比，得到路基的實際壓實度k值，其不足之處是費時、費工和因挖坑而有損路基、路面等缺點，還有一種灌沙法，其缺點同上。國內(nèi)外已有多種路基、路面壓實度自動檢測儀器——γ射線法，以及有核子密度儀和安裝在振動壓路機上利用某種振動參數(shù)檢測壓實度的儀器，上述γ-射線法可快速測定土體的壓實度，但人們對射線具有恐懼心理，其次價格昂貴，故很少采用。上述其它儀器均沒有考慮土的含水量對壓實度的影響，屬濕密度測量，或者稱為定性測量。
如何研制一種快速無破損測定路基壓實度的儀器，是當前公路建設(shè)形勢的需要，也是路基壓實度現(xiàn)場快速測定技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
本實用新型的目的是克服上述背景技術(shù)中的不足之處，研制一種動態(tài)下定量測量的路基壓實度快速測量裝置，達到更快速、無損傷、準確測量路基壓實度的目的。
本實用新型的技術(shù)解決方案如下由于在振動沖擊檢測路基壓實度時，沖擊響應信號的頻率成份最高約1000HZ，通常在此頻率范圍內(nèi)，振動的響應值a與路基壓實度k、土體含水量W有關(guān)，即a＝f(kw)，申請人經(jīng)無數(shù)次試驗，發(fā)現(xiàn)在此頻率范圍內(nèi)，存在一個水滯頻段，取名為S-G低頻水滯頻段，在此頻段內(nèi)，路基振動響應值與土的含水量幾乎無關(guān)，這樣振動響應值a與壓實度k成為單一函數(shù)，這個發(fā)現(xiàn)，在國際上還屬首創(chuàng)，具有很高的學術(shù)和工程實用意義。本實用新型就是建立在這個發(fā)現(xiàn)之上而研制的，其結(jié)構(gòu)特點說明如下包括加速度傳感器3，其特點是，能夠提起和自由落體的錘體1中，用隔振墊2裝配測量S-G低頻水滯頻段響應值α的加速度感器3，作機械濾波和絕緣配合，錘體1裝配在可上下的滑動裝置中，機座15上裝配的限位裝置控制錘體1提起和自由落體進行壓實度測量。
本實用新型的技術(shù)解決方案還包括在可上下滑動裝置中，錘軸6下端裝配錘體1，錘軸6中部裝配定位環(huán)、臂5與限位裝置作人工、機械定位和自由落體配合，固定的滑筒9上下兩端用滑輪座8裝配彈性導向滑輪7，錘軸6通過滑筒9作人工、機械限位提升配合。
在可上下滑動裝置中，滑輪架36中裝配錘體1，滑輪架36上的導向滑輪7與導向架37作上下導向配合，滑輪架36與限位裝置作機電定位和自由落體配合，滑輪架36上的吊繩38用電機控制作限位提升配合。
在限位裝置中，機座15上固定的導槽11中通過定位桿14，可左右移動的定位桿14上裝配復位彈簧13，并鉸接操縱桿16作手動控制錘體1自由落體進行路基壓實度測量配合，組成手按式限位裝置。
在限位裝置中，機座15上的固定把21用銷釘12裝配定位把20，固定把21與定位把20之間裝配復位彈簧13，定位把20一端與錘軸6上的定位環(huán)、臂5作手動控制錘體1自由落體進行路基壓實度測量配合，組成手鉗式限位裝置。
在限位裝置中，車體35上的后輪34驅(qū)動鏈輪24帶動棘輪26轉(zhuǎn)動，與棘輪26同軸的撥叉27端部與錘軸6上的定位環(huán)、臂5作機械提升和自由落體進行路基壓實度測量配合，組成旋轉(zhuǎn)撥動式限位裝置。
在限位裝置中，導向架37內(nèi)裝配的上下行程開關(guān)40，與滑輪架36中行程信號接收器作提升和自由落體進行路基壓實度測量配合，組成行程式限位裝置。
本實用新型的
如下圖1是手動結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2是圖1現(xiàn)場工作原理圖。
圖3是手鉗式限位裝置結(jié)構(gòu)原理圖。
圖4是圖3中A-A剖視圖。
圖5是圖3中B-B剖視圖。
圖6是圖3現(xiàn)場工作原理圖。
圖7是旋轉(zhuǎn)撥動式限位裝置結(jié)構(gòu)原理圖。
圖8是圖7現(xiàn)場工作原理圖。
圖9是行程式限位裝置結(jié)構(gòu)原理圖。
圖10是圖9的左視圖。
圖11是圖9現(xiàn)場工作原理圖。
圖12是沖擊響應的自功率譜G和頻率HZ座標圖。
上述圖中標號說明如下1-錘體，2-隔振墊，3-加速度傳感器，4-鎖緊螺釘，5-定位環(huán)、臂，6-錘軸，7-導向滑輪，8-滑輪座，9-滑筒，10-支腿座，11-導槽，12-銷釘，13-彈簧，14-定位桿，15-機座，16-操縱桿，17-螺釘，18-控制按鈕，19-三角支架，20-定位把，21-固定把，22-手把，23-錘輪，24-鏈輪，25-傳動鏈，26-棘輪，27-撥叉，28-撥叉滾輪，29-撥叉座，30-電機，31-路基壓實度快速測定儀，32-鏈輪箱，33-轉(zhuǎn)向輪，34-后輪，35-車體，36-滑輪架，37-導向架，38-吊繩，39-滑輪，40-行程開關(guān)，41一行程轉(zhuǎn)速控制器。
下面是本實用新型依附圖作進一步的詳述參見圖1，錘軸6中部固定定位環(huán)5，下端固定錘體1，錘體1中用隔振墊2裝配加速傳感器3，起到機械濾波作用，一次濾波300HZ以上的信號，這是本實用新型的特點之一，其次起到絕緣作用，隔振墊2可用三合板板材或橡膠墊，或牛毛氈墊等制成。支腿座10上固定滑筒9，滑筒9上下兩端的滑輪座8內(nèi)裝配彈性導向滑輪7，與通過滑筒9中的錘軸6作定位導向配合，錘軸6上端有一個提柄，以便人工提升。在機座15上用銷釘1 2裝配可撥動的操縱桿16，操縱桿16用銷釘12裝配可撥動的定位桿14，定位桿14上裝配彈簧13，并通過導槽11與錘軸6上的定位環(huán)5作一定距離定位后自由落體進行測量配合，操縱桿16上端控制按鈕18由人工動作控制，整個手動裝置是本實用新型的第二個特點。
參見圖2，在現(xiàn)場工作中，圖1中裝置裝配在三角支架19上，走到哪里可人工操作進行路基壓實度快速測量。
參見圖3～圖6，其基本結(jié)構(gòu)同圖1和圖2，所不同之處是限位裝置是手鉗式，機座15上固定把21用銷釘12裝配定位把20，兩把之間有彈簧13，定位把20端部弧形面與錘軸6上的定位環(huán)5作一定距離定位和自由落體進行路基壓實度快速測量配合，固定把21上的定位螺釘"調(diào)節(jié)定位把20作定位力度配合，兩把上均套有手把22以便人工操作，這是本實用新型的第三個特點。
參見圖7和圖8，錘軸6沿導向滑輪7上下運動，錘軸6下端鎖緊螺絲4固定錘體1，錘體1上用隔振墊2裝配加速度傳感器3，錘體1下端裝配錘輪23，以便車體在行進中工作測量值不受影響。車體35的后輪34同軸上裝配鏈輪24，車體35走動，帶動鏈輪24轉(zhuǎn)動，鏈輪24用傳動鏈25帶動棘輪26轉(zhuǎn)動，同軸的撥叉座29隨之轉(zhuǎn)動，撥叉座29上的撥叉27端部裝配滾輪28與錘軸6上的定位臂5作提升和自由落體配合。車體35上裝配鏈輪箱32，測定儀31及轉(zhuǎn)向輪33、后輪34。這種車體機械測量裝置是本實用新型的第四個特點。
參見圖9～圖11，基本結(jié)構(gòu)同圖8所示，不同之處是限位裝置為機電控制式，車體35上導向架37中通過帶有導向滑輪7的滑輪架36，滑輪架36中裝配錘體1、隔振墊2和加速度傳感器3，滑輪架36上端吊繩38經(jīng)滑輪39與電機驅(qū)動往復裝置相連，作往復提升配合，導向架37上的行程開關(guān)40為設(shè)定一定距離、行程開關(guān)40為觸片開關(guān)或為光電開關(guān)，與滑輪架36中接受信號裝置作定距離行程往復配合，導向架37上的控制器41作行程轉(zhuǎn)速配合。這種用機電光控制的測量裝置是本實用新型的第五個特點。
參見圖12，縱座標是沖擊響應的自功率譜G，橫座標是頻率HZ，圖中各曲線是不同含水量W響應值匯于S-G頻段，表明在某個低頻區(qū)，同樣的壓實度下，不同含水量的土體，沖擊響應曲線含聚于一處，在這個稱為S-G水滯頻率段內(nèi)，水份對沖擊響應值影響很小，如實驗證明，黃土的水滯作用頻率為低頻區(qū)的5～12HZ。申請人經(jīng)大量試驗揭示了這樣一個事實，即沖擊響應值只為壓實度的單一函數(shù)。這就為本實用新型進行路基壓實度快度測量打下了理論基礎(chǔ)。
本實用新型的優(yōu)點和效果如下
1、由于申請人發(fā)現(xiàn)了路基沖擊響應值在S-G水滯頻段內(nèi)只為壓實度的單一函數(shù)，所以為本實用新型快速、準確、無損傷測量路基提供了理論基礎(chǔ)。
2、本實用新型在S-G水滯低頻段測量中，測定時無需檢測土中含水量，減少了大量的人力和物力。此外本實用新型采用隔振墊濾去300HZ以上信號，提高了壓實度檢測的分辨率。
3、測定速度快，比一般古典方法提高工作效率達20～30倍，該瞬態(tài)沖擊法是目前國內(nèi)外最具有創(chuàng)造力和吸引力的一種壓實度測定方法。
4、由于本實用新型采用人工測量和機械測量，所以在結(jié)構(gòu)上靈活多變，不僅能夠在寬暢路基上測量，而且還在現(xiàn)場測量操作中能夠在道路邊角地帶、橋和路的接頭地帶，以及其它狹窄地帶進行測量，本實用新型運輸、攜帶方便，操作簡單，實用性好，為技術(shù)人員和工人提供了方便可靠的測量儀器。
權(quán)利要求1.路基壓實度快速測量裝置，包括加速度傳感器(3)，其特征是能夠提起和自由落體的錘體(1)中，用隔振墊(2)裝配測量S-G低頻水滯頻段響應值α的加速度感器(3)，錘體(1)裝配在可上下的滑動裝置中，機座(15)上裝配控制錘體(1)的限位裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路基壓實度快速測量裝置，其特征是在可上下滑動裝置中，錘軸(6)下端裝配錘體(1)，錘軸(6)中部裝配定位環(huán)、臂(5)與限位裝置作人工、機械定位和自由落體配合，固定的滑筒(9)上下兩端用滑輪座(8)裝配彈性導向滑輪(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路基壓實度快速測量裝置，其特征是在可上下滑動裝置中，滑輪架(36)中裝配錘體(1)，滑輪架(36)上的導向滑輪(7)與導向架(37)接觸，滑輪架(36)與限位裝置配合，滑輪架(36)上的吊繩(38)連接有電機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的路基壓實度快速測量裝置，其特征是在限位裝置中，機座(15)上固定的導槽(11)中通過定位桿(14)，可左右移動的定位桿(14)上裝配復位彈簧(13)，并鉸接操縱桿(16)作手動配合，組成手按式限位裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的路基壓實度快速測量裝置，其特征是在限位裝置中，機座(15)上的固定把(21)用銷釘(12)裝配定位把(20)，固定把(21)與定位把(20)之間裝配復位彈簧(13)，定位把(20)一端與錘軸(6)上的定位環(huán)、臂(5)作手動配合，組成手鉗式限位裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的路基壓實度快速測量裝置，其特征是在限位裝置中，車體(35)上的后輪(34)驅(qū)動鏈輪(24)帶動棘輪(26)轉(zhuǎn)動，與棘輪(26)同軸的撥叉(27)端部與錘軸(6)上的定位環(huán)、臂(5)作機械配合，組成旋轉(zhuǎn)撥動式限位裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的路基壓實度快速測量裝置，其特征是在限位裝置中，導向架(37)內(nèi)裝配的上下行程開關(guān)(40)，與滑輪架(36)中行程信號接收器作配合，組成行程式限位裝置。
專利摘要本實用新型涉及無損測定路基壓實度的一種快速測量裝置。目的是快速、準確、無損傷測量路基壓實度,并提供機械電子分析測量儀器。主要構(gòu)成是可上下的錘體1中用隔振墊2裝配加速度傳感器3,錘體1裝配在滑動裝置中,機座15上裝配限位裝置控制錘體1提起和自由落體運動。優(yōu)點是在申請人發(fā)現(xiàn)S－G水滯頻率,沖擊響應值只為壓實度的單一函數(shù),為本實用新型提供理論基礎(chǔ),并研制出人工和機械測量儀器,設(shè)備多樣化,現(xiàn)場操作實用方便、可靠。
文檔編號G01B7/16GK2288416SQ9623607
公開日1998年8月19日 申請日期1996年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月26日
發(fā)明者顧炳其, 馬榮貴, 顧憶軍 申請人:顧炳其