路基壓實(shí)度在線監(jiān)測(cè)儀

1.項(xiàng)目背景
隨著水利建設(shè)的發(fā)展，水利大壩的不斷增加，大壩建設(shè)的質(zhì)量問題也越來越引起人們的重視，而壩體的壓實(shí)度是檢測(cè)壩體質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。壓實(shí)作業(yè)是使路基和路面各結(jié)構(gòu)材料獲得足夠密實(shí)度的重要環(huán)節(jié)，采用行之有效的壓實(shí)度檢測(cè)方法是對(duì)其實(shí)行監(jiān)控的重要手段。
傳統(tǒng)的壓實(shí)度檢測(cè)方法均屬于抽樣檢測(cè)，采用抽樣方法往往會(huì)造成“薄弱點(diǎn)”漏檢現(xiàn)象，形成道路質(zhì)量的內(nèi)在隱患。本設(shè)計(jì)在借鑒國(guó)內(nèi)外對(duì)壓實(shí)度檢測(cè)方法研究成果的基礎(chǔ)上，提出用車載式壓實(shí)度檢測(cè)儀來測(cè)量土壤的壓實(shí)程度，其優(yōu)點(diǎn)在于可以對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，避免壓實(shí)不足或過分壓實(shí)等現(xiàn)象。
因此，有效的壓實(shí)過程是保證工程質(zhì)量的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。壓實(shí)工作主要是由壓路機(jī)來完成，其中，振動(dòng)壓路機(jī)是國(guó)內(nèi)外目前在路基壓實(shí)中應(yīng)用最廣泛的壓實(shí)工具之一。但是目前國(guó)內(nèi)的壓實(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備還不能適應(yīng)大壩建設(shè)迅速發(fā)展的需要。因此，研發(fā)一種經(jīng)濟(jì)、快速、無損、定量的檢測(cè)壓實(shí)度的儀器已是十分緊迫的任務(wù)。
2.設(shè)計(jì)原理
對(duì)于一個(gè)壓路過程來說主要是振動(dòng)輪的振動(dòng)來進(jìn)行壓實(shí)工作的，所以我們主要是通過對(duì)振動(dòng)輪的監(jiān)測(cè)以達(dá)到對(duì)壓實(shí)情況的監(jiān)測(cè)。
通過對(duì)國(guó)外很多關(guān)于壓實(shí)度方面的論文和資料的研究的分析，我們發(fā)現(xiàn)目前，想要進(jìn)行車載式的壓實(shí)度監(jiān)測(cè)基本都是利用的對(duì)加速度的監(jiān)測(cè)來達(dá)到監(jiān)測(cè)壓實(shí)情況的目的，利用加速度判別壓實(shí)度的方法基本有兩種，第一種直接利用加速度的變化；第二種利用壓實(shí)時(shí)加速度波形的變化，并對(duì)其進(jìn)行諧波分析。前者稱為直接法，后者稱為間接法。
大量的施工實(shí)踐表明，振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)時(shí)，振動(dòng)輪的振動(dòng)加速度與被壓實(shí)材料的壓實(shí)狀態(tài)有著密切關(guān)系。地面材料呈較松軟的彈性狀態(tài)時(shí)，振動(dòng)加速度信號(hào)呈有規(guī)律的正弦波狀態(tài)，隨著碾壓變數(shù)的增加，路面的剛度也隨之逐漸增加，振動(dòng)輪的振動(dòng)加速度也增大。然而，當(dāng)壓實(shí)遍數(shù)增加到一定程度以后，振動(dòng)輪加速度信號(hào)將發(fā)生畸變，不再呈原來的標(biāo)準(zhǔn)的正弦規(guī)律。而且振動(dòng)加速度的數(shù)值也明顯降低，甚至出現(xiàn)負(fù)增值。當(dāng)振動(dòng)輪的振動(dòng)加速度增量明顯減小，甚至為零時(shí)，說明振動(dòng)壓路機(jī)在這種特定條件下，其壓實(shí)能力已充分發(fā)揮完畢，壓實(shí)工作結(jié)束。因此，可以通過對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)加速度信號(hào)的采集、分析、處理來反應(yīng)土壤的壓實(shí)程度。
在研究分析了很多資料的情況下，我們覺得關(guān)于cmv的計(jì)算方式的理論依據(jù)有一定的可實(shí)現(xiàn)性，可以把這種理論轉(zhuǎn)化為一種實(shí)際的應(yīng)用，并有一定的實(shí)際意義。
因此本設(shè)計(jì)就采用了這種測(cè)量加速度信號(hào)來計(jì)算出cmv值的方式來對(duì)壓實(shí)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
3.產(chǎn)品介紹
集傳感技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一身的新一代車載式壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀。配備了24位高精數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和三軸一體加速度傳感器，處理能力強(qiáng)大的嵌入式電腦，在精度與穩(wěn)定性較同類產(chǎn)品都有了本質(zhì)的提升。該儀器實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓實(shí)質(zhì)量、振動(dòng)頻率、碾壓速度的實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)控制，為改良碾壓工藝和壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)提供了完整的過程數(shù)據(jù)。不但避免了大量費(fèi)時(shí)費(fèi)力的傳統(tǒng)壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)，而且從根本上解決了漏壓、欠壓、過壓等問題。被廣泛應(yīng)用于公路、鐵路路基施工及壓實(shí)質(zhì)量控制中。能夠明顯提高工作效率，保證路基壓實(shí)度的施工質(zhì)量，可獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
4.功能特點(diǎn)
即時(shí)讀取數(shù)據(jù)（cmv值）實(shí)現(xiàn)了壓實(shí)質(zhì)量過程檢測(cè)、無損檢測(cè)；
連續(xù)讀取，并非僅僅是對(duì)某點(diǎn)檢測(cè)，提高均勻壓實(shí)能力，減少人為的誤差，提高壓實(shí)質(zhì)量；
減少了昂貴的路面壓實(shí)檢測(cè)次數(shù)及費(fèi)用，節(jié)省檢測(cè)時(shí)間，極大地提高了施工效率；
可使用少壓實(shí)遍數(shù)，滿足指定壓實(shí)要求，便于發(fā)現(xiàn)未達(dá)標(biāo)壓實(shí)路段，提高工程進(jìn)度；
完整的施工數(shù)據(jù)存檔；為施工及監(jiān)理單位提供了完整的過程數(shù)據(jù)，便于改良碾壓工藝，提高施工、監(jiān)測(cè)效率；