一种超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 210827406 U(45)授权公告日 2020.06.23

(21)申请号 201920944100.8(22)申请日 2019.06.21

(73)专利权人 中交路桥建设有限公司

地址 101117 北京市通州区潞城镇通胡大

街8号1层001室

专利权人 中交路桥南方工程有限公司(72)发明人 李永春　梁俊杰　赵紫强　王立伟　

詹童　(74)专利代理机构 北京同恒源知识产权代理有

限公司 11275

代理人 杨柳岸(51)Int.Cl.

E02D 1/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

()实用新型名称

一种超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构(57)摘要

本实用新型涉及一种超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构，属于公路摊铺检测领域。该检测机构包括振动压路机，振动压路机的前、后端对应设有前置动态距离传感器与后置动态距离传感器，且各前置动态距离传感器与各后置动态距离传感器均处于同一水平高度；通过设置在振动压路机前、后两端的动态距离传感器得到的压实高度数据，将其整合对比可得到最终压实度信息，解决了传统压实度检测方法带来的不准确和不方便问题，也完善了单个传感器和反向压实带来的测量误差问题。CN 210827406 UCN 210827406 U

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构，包括振动压路机，其特征在于：还包括前置动态距离传感器、后置动态距离传感器、前置数据整合处理器、后置数据整合处理器、无线传输装置、终端数据处理器以及数据显示器；

若干个前置动态距离传感器一字排开间隔设置在振动压路机的结构梁前端面上，各前置动态距离传感器通过线路串联成整体后并与设置在结构梁上的前置数据整合处理器相连；

若干个后置动态距离传感器一字排开间隔设置在振动压路机的尾端面上，各后置动态距离传感器通过线路串联成整体后并与设置在振动压路机尾端处的后置数据整合处理器相连；

各前置动态距离传感器与各后置动态距离传感器处于同一水平高度；无线传输装置、终端数据处理器以及数据显示器均设置在振动压路机的驾驶舱处；无线传输装置以wifi形式接收前置数据整合处理器处理的前端平均值数据以及后置数据整合处理器处理的后端平均值数据，并以wifi形式将前端平均值数据以及后端平均值数据上传至终端数据处理器上；终端数据处理器将预设的压实数据与实时检测到的前端平均值数据、后端平均值数据进行对比分析，得出最终实时压实度数据，并通过与之相连的数据显示器显示。

2.根据权利要求1所述的超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构，其特征在于：前置动态距离传感器为红外线测距离传感器。

3.根据权利要求1所述的超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构，其特征在于：后置动态距离传感器为红外线测距离传感器。

4.根据权利要求1所述的超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构，其特征在于：前置动态距离传感器与后置动态距离传感器均有四个。

5.根据权利要求1所述的超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构，其特征在于：终端数据处理器与数据显示器均设置在驾驶舱内且数据显示器位于终端数据处理器外侧。

2

CN 210827406 U

说　明　书

一种超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构

1/4页

技术领域

[0001]本实用新型属于公路摊铺检测领域，具体涉及一种超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构。

背景技术

[0002]我国采用水泥稳定碎石作为路面基层材料的高速公路占通车里程的90％以上，并在当前的公路建设中占有越发重要的地位。在施工效率和混合料离析问题上，一次性摊铺碾压成型的超厚水泥稳定碎石基层解决效果较好，其中，压实度检测是解决道路安全问题的重要步骤。智能压实技术能使压实能量根据需要有效作用于被压实铺层，从而提高压实质量与效率，故压实度的实时检测是智能压实技术的关键。[0003]传统的压实度检测方法，如环刀法、灌沙法、水泡法等，都是在压实结束后对被压实材料进行的抽样检查；这些方法都要依靠人工进行手工操作，费时、费力。且传统的压实度检测方法只能在压实结束后进行抽样检测，不能在压实的过程中实时获得压实度的信息，若出现压实度不足时只能返工再压，而在过度压实时则白白浪费能量，甚至压坏被压实材料。

[0004]目前压实度的实时检测方法主要有三种：第一种是使用振动传感器测量钢轮振动，继而根据某种算法通过运算得到与压实度有一定关系的指示值来间接反映压实度；第二种是通过测量压路机滚轮的滚动阻力来间接反映被压实材料的压实度；第三种是通过测量前置钢轮距地面的前后高差来反映压实度。但这三种方法都有一定的弊端：第一种方法只能用于振动压实工况，而不能应用在静压工况上，且为保证压实度准确，还需加一个钢轮进行对比操作，加大了工程成本和难度；第二种方法虽然在振动以及不振动的情况下都能应用，但是因影响滚动阻力的因素较多，故其测量系统复杂，需要对整机进行多处改装，比较繁杂，测量精度也不高，影响使用效果；第三种方法较为方便，但针对超厚碎石稳定层，由于路面不平整，安装两个位移传感器使测量数据不够精确，误差较大，且人员在倒车碾压时，后轮对其结果的影响较大。实用新型内容

[0005]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构，简化检测机构，提高检测精度及效率，以弥补现有技术所存在的不足。[0006]为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：[0007]一种超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构，包括振动压路机，还包括前置动态距离传感器、后置动态距离传感器、前置数据整合处理器、后置数据整合处理器、无线传输装置、终端数据处理器以及数据显示器；

[0008]若干个前置动态距离传感器一字排开间隔设置在振动压路机的结构梁前端面上，各前置动态距离传感器通过线路串联成整体后并与设置在结构梁上的前置数据整合处理器相连；

3

CN 210827406 U[0009]

说　明　书

2/4页

若干个后置动态距离传感器一字排开间隔设置在振动压路机的尾端面上，各后置

动态距离传感器通过线路串联成整体后并与设置在振动压路机尾端处的后置数据整合处理器相连；

[0010]各前置动态距离传感器与各后置动态距离传感器处于同一水平高度；[0011]无线传输装置、终端数据处理器以及数据显示器均设置在振动压路机的驾驶舱处；无线传输装置以wifi形式接收前置数据整合处理器处理的前端平均值数据以及后置数据整合处理器处理的后端平均值数据，并以wifi形式将前端平均值数据以及后端平均值数据上传至终端数据处理器上；终端数据处理器将预设的压实数据与实时检测到的前端平均值数据、后端平均值数据进行对比分析，得出最终实时压实度数据，并通过与之相连的数据显示器显示。[0012]进一步，前置动态距离传感器为红外线测距离传感器。[0013]进一步，后置动态距离传感器为红外线测距离传感器。[0014]进一步，前置动态距离传感器与后置动态距离传感器均有四个。[0015]进一步，终端数据处理器与数据显示器均设置在驾驶舱内且数据显示器位于终端数据处理器外侧。

[0016]本实用新型的有益效果在于：[0017]通过设置在振动压路机前、后两端的动态距离传感器对应得到压实高度数据，将其整合对比可得到最终压实度信息，解决了传统压实度检测方法带来的不准确和不方便问题，也完善了单个传感器和反向压实带来的测量误差问题。[0018]本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

[0020]图1为本实用新型的结构示意图；[0021]图2为图1的A向示意图；[0022]图3为图1的B向示意图。[0023]附图标记：

[0024]前置动态距离传感器—1、前置数据整合处理器—2、后置动态距离传感器—3、后置数据整合处理器—4、无线传输装置—5、数据显示器—6、压实钢轮—7、结构梁—8、终端数据处理器—9。

具体实施方式

[0025]以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应

4

CN 210827406 U

说　明　书

3/4页

用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。[0026]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

[0027]本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。[0028]请参阅图1～图3，为一种超厚水泥稳定碎石基层压实度实时检测机构，包括振动压路机，还包括前置动态距离传感器1、后置动态距离传感器3、前置数据整合处理器2、后置数据整合处理器4、无线传输装置5、终端数据处理器9以及数据显示器6。[0029]具体的，若干个前置动态距离传感器1一字排开间隔设置在振动压路机的结构梁8前端面上，各前置动态距离传感器1通过线路串联成整体后并与设置在结构梁8上的前置数据整合处理器2相连；若干个后置动态距离传感器3一字排开间隔设置在振动压路机的尾端面上，各后置动态距离传感器3通过线路串联成整体后并与设置在振动压路机尾端处的后置数据整合处理器4相连；各前置动态距离传感器1与各后置动态距离传感器3处于同一水平高度。

[0030]无线传输装置5、终端数据处理器9以及数据显示器6均设置在振动压路机的驾驶舱处；无线传输装置以wifi形式接收前置数据整合处理器处理的前端平均值数据以及后置数据整合处理器处理的后端平均值数据，并以wifi形式将前端平均值数据以及后端平均值数据上传至终端数据处理器上；终端数据处理器将预设的压实数据与实时检测到的前端平均值数据、后端平均值数据进行对比分析，得出最终实时压实度数据，并通过与之相连的数据显示器显示。

[0031]该振动压路机为现有成熟产品，结构梁8是设置在振动压路机中压实钢轮7外侧的梁架。前置动态距离传感器分为四个，以一字排开的形式分布在压实钢轮7的(前置)结构梁8首端(即整个车体的最前端)，每个前置动态距离传感器由线路串联，并与设置在其上部处的前置数据整合处理器2相联；后置动态距离传感器也分为四个，以一字排开的形式分布在压路机的尾端，并与设置在其上部处的后置数据整合处理器相联。无线传输装置5安装在驾驶舱门边，与终端数据处理器9和数据显示器6相联；终端数据处理器9将预设的压实度数据与实时监测的压实数据进行对比。

[0032]前置动态距离传感器为红外线测距离传感器，正向压实时可记录传感器自身与未压实基层的高度波形数据，反向压实时可记录传感器自身与已压实基层的高度波形数据，四个传感器同时记录。[0033]后置动态距离传感器为红外线测距离传感器，正向压实时可记录传感器自身与已

5

CN 210827406 U

说　明　书

4/4页

压实基层的高度波形数据，反向压实时可记录传感器自身与未压实基层的高度波形数据，四个传感器同时记录。

[0034]数据整合处理器中有编好的程序，压实过程可自动计算前、后两端多个传感器的高度数据的平均值，可避免基层表面不平整使单个传感器数据出现较大误差的情况。[0035]无线传输装置5以wifi形式将数据整合处理器的前、后端平均值数据上传至驾驶室内的终端数据处理器上。终端数据处理器将预设的压实数据与实时监测到的两端平均值数据进行对比分析，得出最终实时压实度数据。[0036]数据显示器在驾驶室内，与终端数据处理器相联，实时显示压实度信息，方便提醒驾驶员。

[0037]该检测机构在安装时需保证各前置动态距离传感器与各后置动态距离传感器在同一水平高度，具体的检测及数据传输过程如下：[0038](1)压实之前，首先通过实验采集超厚水泥稳定碎石基层材料的压实高度数据，上传至终端数据处理器中。[0039](2)压实过程中，四个前置动态距离传感器1分别在压实过程中采集前置压实高度h1 (1)、h1(2)、h1(3)、h1(4)的波形数据，通过前置数据整合处理器2将数据整合为平均值h1；后置动态距离传感器3分别在压实过程中采集后置压实高度h2(1)、h2(2)、h2(3)、 h2(4)的波形数据，通过后置数据整合处理器4将数据整合为平均值h2；这样测量求取的数据避免了个别碎石突起带来的误差，尤其是在后期的压实过程中，一点误差会直接影响最终压实度。[0040](4)在整合数据以后，不同的两组数据波形将发送给滤波处理器，下一步进行压实度的初步计算，得到实时的压实度测量值。[0041](5)通过无线传输装置5，压实度测量值将发送到驾驶室内的终端数据处理器9，终端数据处理器9将预先存储的压实度数据与压实度测量值进行对比计算，得到最终压实度安全值。[0042](6)终端数据处理器9将压实度安全值发送到数据显示器6上，驾驶员可实时观察路面压实情况，调整压实遍数。无线传输装置5也可将最终压实度安全值传输在监理终端上，监理可现场控制施工的整体进度和压实度情况。[0043]根据压实的基本原理，随着压实遍数的增加，被压实材料的颗粒相互靠近，被压实铺层厚度变小，密度增加，逐渐发生塑性变形。压实高度差Δh(h2-h1)逐渐减小，误差灵敏度增大，多组整合的位移数据使误差大大减小。前期压实过程中，压路机会正反向交错行驶进行压实，后轮对压实高度的影响较大，本方案的车前车后式动态距离传感器可避免前期后轮对压实度误差的影响。[0044]总的来说，本方案通过测量安装在压实机前、后同一高度下的平均动态高差来实时监测基层压实度，为该类道路材料的压实问题和安全问题提供有效解决方法。[0045]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

6

CN 210827406 U

说　明　书　附　图

1/2页

图1

图2

7

CN 210827406 U

说　明　书　附　图

2/2页

图3

8