路基壓實度在線監測儀

1.項目背景
隨著水利建設的發展，水利大壩的不斷增加，大壩建設的質量問題也越來越引起人們的重視，而壩體的壓實度是檢測壩體質量的一個重要指標。壓實作業是使路基和路面各結構材料獲得足夠密實度的重要環節，采用行之有效的壓實度檢測方法是對其實行監控的重要手段。
傳統的壓實度檢測方法均屬于抽樣檢測，采用抽樣方法往往會造成“薄弱點”漏檢現象，形成道路質量的內在隱患。本設計在借鑒國內外對壓實度檢測方法研究成果的基礎上，提出用車載式壓實度檢測儀來測量土壤的壓實程度，其優點在于可以對壓實度進行連續檢測，避免壓實不足或過分壓實等現象。
因此，有效的壓實過程是保證工程質量的一個非常重要的環節。壓實工作主要是由壓路機來完成，其中，振動壓路機是國內外目前在路基壓實中應用最廣泛的壓實工具之一。但是目前國內的壓實監測設備還不能適應大壩建設迅速發展的需要。因此，研發一種經濟、快速、無損、定量的檢測壓實度的儀器已是十分緊迫的任務。
2.設計原理
對于一個壓路過程來說主要是振動輪的振動來進行壓實工作的，所以我們主要是通過對振動輪的監測以達到對壓實情況的監測。
通過對國外很多關于壓實度方面的論文和資料的研究的分析，我們發現目前，想要進行車載式的壓實度監測基本都是利用的對加速度的監測來達到監測壓實情況的目的，利用加速度判別壓實度的方法基本有兩種，第一種直接利用加速度的變化；第二種利用壓實時加速度波形的變化，并對其進行諧波分析。前者稱為直接法，后者稱為間接法。
大量的施工實踐表明，振動壓路機進行壓實作業時，振動輪的振動加速度與被壓實材料的壓實狀態有著密切關系。地面材料呈較松軟的彈性狀態時，振動加速度信號呈有規律的正弦波狀態，隨著碾壓變數的增加，路面的剛度也隨之逐漸增加，振動輪的振動加速度也增大。然而，當壓實遍數增加到一定程度以后，振動輪加速度信號將發生畸變，不再呈原來的標準的正弦規律。而且振動加速度的數值也明顯降低，甚至出現負增值。當振動輪的振動加速度增量明顯減小，甚至為零時，說明振動壓路機在這種特定條件下，其壓實能力已充分發揮完畢，壓實工作結束。因此，可以通過對振動壓路機振動加速度信號的采集、分析、處理來反應土壤的壓實程度。
在研究分析了很多資料的情況下，我們覺得關于cmv的計算方式的理論依據有一定的可實現性，可以把這種理論轉化為一種實際的應用，并有一定的實際意義。
因此本設計就采用了這種測量加速度信號來計算出cmv值的方式來對壓實情況進行監測。
3.產品介紹
集傳感技術、嵌入式系統、計算機技術于一身的新一代車載式壓實質量監測儀。配備了24位高精數據轉換器和三軸一體加速度傳感器，處理能力強大的嵌入式電腦，在精度與穩定性較同類產品都有了本質的提升。該儀器實現了對壓實質量、振動頻率、碾壓速度的實時、連續監測控制，為改良碾壓工藝和壓實質量檢測提供了完整的過程數據。不但避免了大量費時費力的傳統壓實質量檢測，而且從根本上解決了漏壓、欠壓、過壓等問題。被廣泛應用于公路、鐵路路基施工及壓實質量控制中。能夠明顯提高工作效率，保證路基壓實度的施工質量，可獲得明顯的經濟效益與社會效益。
4.功能特點
即時讀取數據（cmv值）實現了壓實質量過程檢測、無損檢測；
連續讀取，并非僅僅是對某點檢測，提高均勻壓實能力，減少人為的誤差，提高壓實質量；
減少了昂貴的路面壓實檢測次數及費用，節省檢測時間，極大地提高了施工效率；
可使用少壓實遍數，滿足指定壓實要求，便于發現未達標壓實路段，提高工程進度；
完整的施工數據存檔；為施工及監理單位提供了完整的過程數據，便于改良碾壓工藝，提高施工、監測效率；