公路路面攤鋪厚度的插入式自動(dòng)測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于道路施工質(zhì)量控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種高等級(jí)公路路面攤鋪過程中路面結(jié)構(gòu)層攤鋪厚度的自動(dòng)測(cè)量裝置。
技術(shù)背景
[0002]在高等級(jí)公路路面施工過程中，有效地控制路面攤鋪厚度是提高公路的耐久性能，保證公路施工質(zhì)量的關(guān)鍵。在路面施工中，常采用拉鋼絲線法、架設(shè)平衡梁與傳感器相結(jié)合的方法[1_4]對(duì)攤鋪厚度進(jìn)行控制。對(duì)于拉鋼絲線法，由于固定鋼絲線的控制點(diǎn)有一定的距離間隔，往往使得控制點(diǎn)之間的攤鋪厚度不易精確控制。對(duì)于架設(shè)平衡梁法，則需假定梁的前后端(反映攤鋪前后端)測(cè)點(diǎn)位置處結(jié)構(gòu)層底部(攤鋪基面)的高程一致，這樣才可用梁前后端的傳感器測(cè)得的距離之差作為當(dāng)前攤鋪位置攤鋪厚度，但在實(shí)際施工中梁前后端測(cè)點(diǎn)處的高程并不一定相同，由此會(huì)帶來攤鋪厚度計(jì)算誤差。
[0003]探地雷達(dá)、超聲波等無損檢測(cè)方法[5_7]也已廣泛地應(yīng)用到碾壓后路面厚度的檢測(cè)。這些方法能夠自動(dòng)、連續(xù)地檢測(cè)壓實(shí)后的路面攤鋪厚度，但由于未安裝絕對(duì)位置的定位裝置，只是通過計(jì)量檢測(cè)裝置從起始測(cè)點(diǎn)開始行進(jìn)的累積距離作為所測(cè)的攤鋪厚度與起始測(cè)點(diǎn)的相對(duì)距離。這樣，一方面無法獲得所測(cè)攤鋪厚度所對(duì)應(yīng)的絕對(duì)位置坐標(biāo)；另一方面，在檢測(cè)過程中必須保持檢測(cè)裝置向前單向移動(dòng)，否則所計(jì)量的數(shù)值從起始測(cè)點(diǎn)開始的累積行進(jìn)距離并不能反映該檢測(cè)裝置與起始測(cè)點(diǎn)的真實(shí)相對(duì)距離，從而導(dǎo)致這些方法不能直觀、準(zhǔn)確地指示測(cè)攤鋪厚度不合格時(shí)所對(duì)應(yīng)的路面絕對(duì)位置。此外，由于這類檢測(cè)裝置所用車輛車身過重或車輪輪胎未經(jīng)特殊處理，易于在剛攤鋪的高溫瀝青混凝土路面上下陷或軟化，不能適用檢測(cè)剛攤鋪的瀝青混凝土路面，導(dǎo)致這些方法只能適用已壓實(shí)冷卻后的路面攤鋪厚度的檢測(cè)，因此不易實(shí)現(xiàn)對(duì)路面攤鋪過程中攤鋪厚度的及時(shí)控制與調(diào)整。
[0004]根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTGF80/1-2004)的規(guī)定，傳統(tǒng)的路面攤鋪厚度人工檢測(cè)通常采用隨機(jī)插尺法[Si]，但因此種方法檢測(cè)頻率較低，代表性較差，無法客觀反映整個(gè)施工路面的攤鋪厚度，而且該方法受人為因素影響較大，檢測(cè)結(jié)果可能含有較大誤差。因此，有必要研制開發(fā)一種能克服人為因素干擾、高精度、自動(dòng)、實(shí)時(shí)的公路路面攤鋪厚度測(cè)量裝置，來確保高等級(jí)公路路面攤鋪質(zhì)量。
[0005]參考文獻(xiàn):
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供可實(shí)現(xiàn)公路路面攤鋪厚度自動(dòng)、高精度、實(shí)時(shí)測(cè)量的裝置，既可實(shí)現(xiàn)路面攤鋪厚度的實(shí)時(shí)測(cè)量，又能將測(cè)量信息遠(yuǎn)程發(fā)送至數(shù)據(jù)庫可供后續(xù)質(zhì)量評(píng)估應(yīng)用，作為相關(guān)部門進(jìn)行攤鋪質(zhì)量管理的依據(jù)。為此，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，公路路面攤鋪厚度的插入式自動(dòng)測(cè)量裝置，包括:測(cè)量平臺(tái)小車、攤鋪厚度測(cè)量模塊、GPS實(shí)時(shí)定位模塊、集成控制器模塊、數(shù)據(jù)無線發(fā)送模塊(DTU)、數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器模塊；
[0017]測(cè)量平臺(tái)小車由鋼輪、高強(qiáng)度鋁合金車架、用于安裝包括攤鋪厚度測(cè)量模塊、GPS實(shí)時(shí)定位模塊、集成控制器模塊和數(shù)據(jù)無線發(fā)送模塊的左右向橫梁以及連接伸縮裝置組成，其與攤鋪機(jī)采用連接伸縮裝置連接，且隨攤鋪機(jī)同步向前移動(dòng)；連接伸縮裝置采用剛性套梁與軟鋼絲結(jié)合的方式，其中，剛性套梁用于控制平臺(tái)小車行進(jìn)方向，防止小車偏移；軟鋼絲通過伸拉電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來收放，在攤鋪厚度測(cè)量過程中軟鋼絲放出，剛性套梁伸長(zhǎng)，以保證測(cè)量平臺(tái)小車原地不動(dòng)；當(dāng)測(cè)量完成后，連接伸縮裝置中的伸拉電機(jī)回收軟鋼絲，拉動(dòng)測(cè)量平臺(tái)小車，剛性套梁伸長(zhǎng)部位復(fù)原，平臺(tái)小車跟上攤鋪機(jī)移動(dòng)；
[0018]攤鋪厚度測(cè)量模塊包括電動(dòng)推桿、位移傳感器、壓力傳感器和探針；電動(dòng)推桿安裝在測(cè)量平臺(tái)小車的橫梁上，使推桿豎直向下伸縮，根據(jù)路面寬度調(diào)整橫梁長(zhǎng)度，并沿橫梁安裝滿足全斷面測(cè)量要求適宜數(shù)量的電動(dòng)推桿；每個(gè)電動(dòng)推桿與一個(gè)位移傳感器、一個(gè)壓力傳感器配套安裝，并在推桿前端安裝探針，電動(dòng)推桿內(nèi)部電機(jī)可正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)推桿伸長(zhǎng)和收縮；位移傳感器可實(shí)時(shí)測(cè)得電動(dòng)推桿的伸出值；壓力傳感器安裝在電動(dòng)推桿前段，位于推桿和探針之間，可實(shí)時(shí)測(cè)得探針前端所受到的壓力；
[0019]GPS實(shí)時(shí)定位模塊由GPS接收機(jī)和GPS基準(zhǔn)站組成，GPS接收機(jī)安裝在測(cè)量平臺(tái)小車上，用以確定小車的平面位置坐標(biāo)(x，y) ;GPS基準(zhǔn)站將RTK (Real-time Kinematic)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分信號(hào)無線發(fā)送至GPS接收機(jī)，以提高GPS定位精度；該模塊用于獲得任意時(shí)刻測(cè)量平臺(tái)小車的平面位置坐標(biāo)，并將當(dāng)前測(cè)量時(shí)間及相應(yīng)的位置坐標(biāo)傳送到集成控制器模塊。
[0020]集成控制器模塊包括24V供電電源、12V供電電源、測(cè)量起止控制器和數(shù)據(jù)控制器四個(gè)部分；24V供電電源向電動(dòng)推桿供電和軟鋼絲伸拉電機(jī)供電，12V供電電源向數(shù)據(jù)控制器和測(cè)量起止控制器供電，同時(shí)數(shù)據(jù)控制器輸出5V電壓向位移傳感器和壓力傳感器供電；根據(jù)一定時(shí)間間隔，測(cè)量起止控制器給電動(dòng)推桿發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，測(cè)量開始，電動(dòng)推桿啟動(dòng)并將推桿伸出；同時(shí)，測(cè)量起止控制器給軟鋼絲伸拉電機(jī)發(fā)送信號(hào)，伸拉電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)放出軟鋼絲，軟鋼絲和剛性套梁同步伸長(zhǎng)，使測(cè)量平臺(tái)小車原地停止不動(dòng)；數(shù)據(jù)控制器實(shí)時(shí)讀取壓力傳感器和位移傳感器測(cè)量的數(shù)值，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的接觸壓力和觸底壓力，實(shí)時(shí)判斷探針是否開始進(jìn)入攤鋪表面及是否到達(dá)基面；當(dāng)測(cè)得的壓力值大于接觸壓力時(shí)，認(rèn)為探針已接觸攤鋪表面，此時(shí)數(shù)據(jù)控制器記錄該時(shí)刻位移傳感器的測(cè)量值LI ;當(dāng)測(cè)得的壓力值大于觸底壓力時(shí)，認(rèn)為探針已經(jīng)到達(dá)基面，此時(shí)數(shù)據(jù)控制器記錄該時(shí)刻位