一種偏振式路基壓實度檢測儀的製作方法
2023-10-22 20:39:12
本實用新型屬於路基施工檢測裝置，具體為一種偏振式路基壓實度檢測儀。
背景技術：
路基壓實質量是道路工程施工質量管理最重要的內在指標之一，只有對路基層進行充分壓實，才能保證路基的強度、剛度，給路面層提供一個穩固的支承，並可以保證及延長路基、路面工程的使用壽命。
路面壓實質量的檢測現有的一種方法是灌砂法，灌砂法利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積，它是當前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列為現場測定壓實度的主要方法。該方法可用於測試各種土或路面材料的密度，它的缺點是：需要攜帶較多量的砂，操作過程繁瑣，因此它的測試速度較慢。
路面壓實質量的檢測現有的另一種方法是環刀法，環刀法是測量現場密度的傳統方法。國內習慣採用的環刀容積通常為200cm3，環刀高度通常約5cm。該法用環刀挖坑取樣，測出溼密度，扣除水分得幹密度，與最大幹密度相比，得到路基的實際壓實度k值，其不足之處是，費時費工，因挖坑而對路基、路面造成損傷。
傳統的壓實度現場檢測需要測出土壤中的含水率，該過程常採用兩種方式進行：（1）酒精燃燒法。該種方法將酒精倒入盛有取樣土壤的盒子內，直接點火將土壤中的水分燒乾。由於經常有風的幹擾，使得燃燒的酒精火焰不容易看清，尤其在陽光下更難看清楚，因此經常造成安全事故。（2）烘箱烘乾法。該法將現場取的土放入烘箱，一般烘乾的時間約為8小時，因此速度較慢，不能適用於快速化施工的需要。
技術實現要素：
本實用新型的目的是針對以上問題，提供一種偏振式路基壓實度檢測儀，快速、無損、準確的測量路基的壓實度。
影響路基壓實度的主要因素包括：填料（填料的粒徑）、含水率；對於同一填料，路基的壓實度與含水率呈非線性關係，土壤在最佳含水率時才能得到最好的壓實含水率；而對於不同的物體在給定的同一振動源下振動，其振動加速度是不同的；對於同一填料，同一振動源下，不同壓實度與其振動加速度也是不同的。
為實現以上目的，本實用新型採用的技術方案是：一種偏振式路基壓實度檢測儀，包括北鬥定位系統、偏振裝置、主體（1）、盒體（2）、傳感器（4）、控制終端（6）、控制器（7）；盒體（2）設置於主體（1）表面，所述偏振裝置的電機（3）設置在盒體（2）上，電機（3）的前端設置有轉盤（31），所述轉盤（31）通過連杆（32）與滑塊（33）連接，所述連杆（32）與轉盤（31）和滑塊（33）均為鉸接，所述滑塊（33）設置於兩相對設置的槽板（34）之間，槽板（34）設置在主體（1）上；所述主體（1）內部還設置有傳感器（4），傳感器（4）和電機（3）均與盒體（2）內的控制器（7）連接，控制器（7）、北鬥定位系統均與控制終端（6）連接。
進一步的，所述北鬥定位系統包括差分基準站、設置在盒體（2）上的北鬥定位接收機（8），接收機（8）與控制器（7）連接。在有連續運行參考站系統（Continuous Operational Reference System，即CORS系統）的地區，可以不設差分基準站，直接接收CORS信號，提高北鬥定位精度。
進一步的，所述北鬥定位系統兼容美國全球定位系統GPS。
進一步的，所述主體（1）的前段設置有紅外水分測定儀（5）。
進一步的，所述滑塊（33）的底部設置有錘頭（341）。
進一步的，所述控制終端（6）為可攜式可移動計算機。
進一步的，所述主體（1）的下端設置有可摺疊的輪子（101），所述輪子（101）摺疊方向為向外張開。
進一步的，所述盒體（2）的下端設置有輪子（101）。
進一步的，所述主體（1）的後端還設置有伸縮把手（102）。
本實用新型的有益效果：提供一種偏振式路基壓實度檢測儀，快速、無損、準確的測量路基的壓實度，以點代面，方便高效；採用偏置是曲柄滑塊機構，避免振動損壞電機，傳動平穩，且頻率可調。
本實用新型的實施基於北鬥定位系統和三角網數字地面模型。
北鬥差分技術即將一臺北鬥接收機安置在基準站上進行觀測。根據基準站已知精密坐標，計算出基準站到衛星的距離改正數，並由基準站實時將這一數據發送出去。用戶接收機在進行觀測的同時，也接收到基準站發出的改正數，並對其定位結果進行改正，從而提高定位精度。目前我國部分省、市已初步建成或正在建立類似的省、市級CORS系統，通過授權撥號登錄，對外開放網絡使用權，實現用戶實時高精度差分定位，系統通過行動網路、UHF電臺、Internet等形式向用戶播發定位數據，從而不再需要基準站，可以加快施工速度，降低成本。
數字地形模型（Digital Terrain Model，簡稱DTM或「數模」）是一個表示地形特徵的、空間分布的、有規則的數字陣列，也就是地表單元平面位置及其地形屬性的數位化信息的有序集合。它是地表2維地理空間位置和其相關的地表屬性信息的數位化表現。DTM主要由格網（Ｇrid）與不規則三角網 (TIN)兩種數據格式來表示，而以後者更為重要。而三角網數字地面模型(Triangulated Irregular Network)TIN是用一系列的互不交又、互不重複的三角形逼近地形表面，與Grid相比，TIN在擬合地表上更靈活、更精確。
附圖說明
圖1為本實用新型立體結構示意圖。
圖2為本實用新型後視示意圖。
圖3為本實用新型電氣連接示意圖。
圖中所述文字標註表示為：1、主體；2、盒體；3、電機；4、傳感器；5、紅外水分測定儀；6、控制終端；7、控制器；8、接收機；31、轉盤；32、連杆；33、滑塊；34、槽板；341、錘頭；101、輪子；102、把手。
具體實施方式
為了使本領域技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述，本部分的描述僅是示範性和解釋性，不應對本實用新型的保護範圍有任何的限制作用。
如圖1-圖3所示，本實用新型的具體結構為：包括北鬥定位系統、偏振裝置、主體1、盒體2、傳感器4、控制終端6、控制器7；盒體2設置於主體1表面，所述偏振裝置的電機3設置在盒體2上，電機3的前端設置有轉盤31，所述轉盤31通過連杆32與滑塊33連接，所述連杆32與轉盤31和滑塊33均為鉸接，所述滑塊33設置於兩相對設置的槽板34之間，槽板34設置在主體1上；所述主體1內部還設置有傳感器4，傳感器4和電機3均與盒體2內的控制器7連接，控制器7、北鬥定位系統均與控制終端6連接；所述轉盤31、連杆32、滑塊33、槽板34之間形成曲柄滑塊機構，電機3採用伺服電機，通過調節電機3轉速實現振動頻率可調。
優選的，所述北鬥定位系統e包括差分基準站、設置在盒體2上的北鬥定位接收機8，接收機8與控制器7連接。
優選的，所述主體1的前段設置有紅外水分測定儀5，紅外水分測定儀5和主體1為可分離安裝，可以將主體1的前段設置盲孔，將紅外水分測定儀5置於盲孔內，便於存放。
優選的，所述滑塊33的底部設置有錘頭341。
優選的，在本實施例中，所述控制終端6為計算機或者手持終端，傳感器4為加速度傳感器。
優選的，所述主體1的下端設置有可摺疊的輪子101，所述輪子101摺疊方向為向外張開，便於移動，測量時摺疊，提高精準度。
優選的，所述盒體2的下端設置有輪子101。
優選的，所述主體1的後端還設置有伸縮把手102。
具體使用時，第一步，標定最佳振動頻率，在同一填料中，在最佳含水率下，採用不同頻率振動，測量壓實度與最大加速度的關係，通過數據擬合性分析，確定最佳頻率；在最佳頻率下，壓實度與最大加速度的離散性最小。
第二步，測量路床的最大加速度，在路床壓實以後，將檢測儀置於路床上的某處，數據測量點可以隨機選取，且測量的點為分散的多處；然後在標定的最佳頻率下，測量此頻率下的最大加速度，其測量過程為：將檢測儀置於路基該處，通過控制終端6給出信號，使得控制器7控制電機3轉動，曲柄滑塊機構運動，從而使得錘頭341運動，並使得主體1在最佳的振動頻率下開始振動，通過傳感器4檢測主體1的最大加速度；若此加速度值大於該層的臨界加速度，則合格；若小於，則返工後重測。在測量同時，通過北鬥差分定位系統測量記錄該處的對應數據，為後期通過三角網數字地面模型測量高程做好準備。最後，將檢測數值以及對比結果實時反饋記錄在控制終端6內。受土樣的種類，層數的不同等因素的影響，壓實度每層的要求不一樣，因此每一層都對應有該層的臨界加速度，臨界加速度對應臨界壓實度。
第三步，路基填築，將填料運輸到相應位置，並將填料攤平，在此過程中可以利用檢測儀上的紅外水分測定儀5多次進行填料的含水率測量，如果符合含水率要求，則進行壓實；如果不符合，則進行翻曬或者補灑水。
第四步，測量層厚，路基填築壓實之後，將測量儀置於壓實後的路基所取的隨機分散的點上，通過北鬥差分定位系統測量記錄該處的對應數據，並實時反饋記錄在控制終端6內；控制終端6通過與前一層所得數據，構建三角網數字地面模型，計算得出層厚；層厚達標以後，進行下一步；如不達標，刨去多餘填料。
第五步，測量最大加速度，將檢測儀置於壓實後的路基上，通過控制終端6給出信號，使得控制器7控制電機3轉動，曲柄滑塊機構運動，帶動錘頭341運動，並使得主體1在最佳的振動頻率下開始振動，通過傳感器4檢測主體1的最大加速度；然後繼續在隨機分散的若干點上測量最大加速度；若所測加速度值大於該層的臨界加速度，則合格；否則繼續壓實，直到合格。
第六步，循環第三步至第五步，直至最後一層壓實合格。每一層測量時，對應數據都記錄與控制終端6內。
需要說明的是，控制終端6還與管理終端進行實時通信，將控制終端6所有測得的各項數據如：北鬥定位數據，時間數據，層厚，含水率等進行實時傳輸記錄於管理終端，避免在測量過程中，將不合格數據刪除、或者不記錄等作弊行為，管理終端為施工方、業主、檢測機構等各方所共同監督管理的終端，可以為電腦。
需要說明的是，在本文中，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。
本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，由於文字表達的有限性，而客觀上存在無限的具體結構，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進、潤飾或變化，也可以將上述技術特徵以適當的方式進行組合；這些改進潤飾、變化或組合，或未經改進將實用新型的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均應視為本實用新型的保護範圍。