一种用于修正路面弯沉的动态荷载检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及沥青路面工程领域，特别是涉及一种用于修正路面弯沉的动态荷载检测装置。


背景技术：

2.沥青路面弯沉是表征在50kn
±
2.5kn标准轴载作用下沥青路面发生垂直的变形量，是评价路面结构总体刚度的指标。传统的检测方法有贝克曼梁测量静态回弹弯沉法、激光自动弯沉仪测量静态总弯沉法、落锤式弯沉仪测量动态弯沉法，上述的方法均是在静态状态下对路面弯沉进行检测，则上述方法可有效的保证在50kn
±
2.5kn的标准荷载下进行。但上述方法若在通车的道路上进行弯沉检测，存在很大的安全隐患，并且效率低。
3.针对上述问题，目前市场上有用于通车道路上进行弯沉检测的激光式高速路面弯沉测定仪检测装备，该测定仪的工作原理是其承载车在高速行驶过程中通过激光多普勒传感器测试地面在荷载作用下的垂直下沉速度，通过相关模型计算路面实际弯沉变化量。但又由于高速行驶在路面上的承载车受不平整路面的激扰，其车体与轮轴会以一定的频率和振幅在路面上跳动，这样作用在路面上的荷载时而大于静态荷载，时而小于静态荷载，呈波动状态。相当于给路面施加了一附加的振动冲击荷载，即承载车的动荷载。这些动荷载常常可达到静荷载的10
‑
30％，所以对于通车道路上的动荷载很难保证静载状态下50kn
±
2.5kn的标准轴载，直接影响路面弯沉检测的准确度。
4.由此可见，上述现有的用于通车道路上的激光式高速路面弯沉测定仪及其检测方法显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的用于修正路面弯沉的动态荷载检测装置，使其能解决激光式高速路面弯沉测定仪在高速行驶状态下产生的动荷载对路面弯沉检测准确度的影响，以实现对路面弯沉检测值的修正，提高路面弯沉检测的准确度。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于修正路面弯沉的动态荷载检测装置，使其能解决激光式高速路面弯沉测定仪在高速行驶状态下产生的动荷载对路面弯沉检测准确度的影响，以实现对路面弯沉检测值的修正，提高路面弯沉检测的准确度，从而克服现有的激光式高速路面弯沉测定仪的不足。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于修正路面弯沉的动态荷载检测装置，用于与激光式高速路面弯沉测定仪配套使用，包括动态荷载采集传感器和与其连接的数据采集系统，所述动态荷载采集传感器用于安装在所述激光式高速路面弯沉测定仪的承载车后轴与空气悬挂装置导向臂连接处，以采集承载车后轴的实时荷载数据，所述数据采集系统用于接收所述动态荷载采集传感器采集的实时荷载数据，并将数据上传至所述激光式高速路面弯沉测定仪的控制系统。
7.进一步改进，所述动态荷载采集传感器采用压电传感器。
8.进一步改进，所述动态荷载采集传感器采用应变式传感器。
9.进一步改进，所述承载车后轴的两侧与空气悬挂装置导向臂连接处均设有所述动态荷载采集传感器，用于采集承载车的左右轴载实时荷载数据。
10.采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：
11.1.本实用新型动态荷载检测装置通过在激光式高速路面弯沉测定仪的承载车后轴与空气悬挂装置导向臂连接处设置动态荷载采集传感器，能实时采集承载车后轴的荷载数据，并通过数据采集系统将采集到的数据上传至激光式高速路面弯沉测定仪的控制系统，以实现动态荷载影响下的路面弯沉值的修正，解决激光式高速路面弯沉测定仪在高速行驶状态下产生的动荷载对路面弯沉检测准确度的影响，最终提高路面弯沉检测的准确度。
12.2.还通过采用压电传感器或应变式传感器，能提高荷载数据采集的灵敏度，提升测量精度。
附图说明
13.上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
14.图1是本实用新型动态荷载检测装置中的动态荷载传感器的安装位置结构示意图。
15.图2是本实用新型动态荷载检测装置的结构示意图。
具体实施方式
16.本实用新型动态荷载检测装置用于与激光式高速路面弯沉测定仪配套使用，属于激光式高速路面弯沉测定仪专用的配套设备，以解决激光式高速路面弯沉测定仪在高速行驶状态下由不平整路面产生的动荷载对路面弯沉检测准确度的影响，其具体的实施例如下。
17.参照附图1和2所示，本实施例用于修正路面弯沉的动态荷载检测装置，包括动态荷载采集传感器3和与其连接的数据采集系统4。
18.该动态荷载采集传感器3用于安装在激光式高速路面弯沉测定仪的承载车后轴1与空气悬挂装置2导向臂21的连接处，以采集承载车后轴1所承载的实时荷载数据。该数据采集系统4用于接收该动态荷载采集传感器3采集到的实时荷载数据，并将数据上传至激光式高速路面弯沉测定仪的控制系统5，以在该控制系统5中实现对实时荷载数据的分析和修正。
19.本实施例中该动态荷载采集传感器3采用压电传感器。该压电传感器属于绝对式、接触式传感器，其以压电晶体为敏感元件，当晶体变形时，它的两个极面上会产生与其变形成正比的电荷，而变形量与晶体受到的力成正比，故可以通过检测压电晶体因变形产生的电荷，得出压电晶体所承受的荷载。
20.当然，该动态荷载采集传感器还可以采用应变式传感器。该应变式传感器采用金属应变片作为应变测量元件，当应变片受应力发生弹性变形时，它的电阻率会作出改变，由于电阻率改变较小，该传感器利用惠斯通电桥把电阻的微小变化变成电压的变化，通过检
测电压的变化同样可以得出应变片所承受的荷载。
21.并且，本实施例中动态荷载检测装置中包括两个动态荷载采集传感器3，分别设置在承载车后轴1两侧与空气悬挂装置2导向臂21的连接处，用于采集承载车的左右轴载实时荷载数据，使其实时荷载数据更加客观准确。
22.下述对该动态荷载检测装置的工作原理进行解释，以更清楚的了解设置该动态荷载检测装置的必要性。其工作原理为：
23.首先，在静态状况下，进行该动态荷载检测装置的标定工作。具体为：
24.采用标准轴载为100kn的激光式高速路面弯沉测定仪承载车，则该承载车的左右两侧的轴载分别为50kn，利用轴重秤称量轴载重量，此时记录数据为a1。同时读取该动态荷载检测装置数据采集系统采集的电压值，记为a1。然后拆除承载车上的30kn的荷载，这样该承载车左右两侧的荷载变为35kn，再次利用轴重秤称量轴载重量，记录数据为a2。同时读取该动态荷载检测装置数据采集系统采集的电压值，记为a2。然后利用线性方程计算该动态荷载检测装置的a/d转换系数，则完成该动态荷载检测装置的标定工作。
25.在标定工作完成后，采用对弯沉数据做归一化处理的方法实现对路面弯沉值的修定。其归一化处理的方法原理为：
26.l
归一化
＝标准荷载
×
l
实测弯沉
/实际荷载
27.式中：l
归一化
为归一化后修定的弯沉值；l
实测弯沉
为由激光式高速路面弯沉测定仪实际测定的弯沉值；标准荷载为50kn。
28.则根据上述原理，依据该动态荷载检测装置采集到的电压值和a/d转换系数，计算出该承载车的实际荷载，再利用归一化处理法，可修正出该激光式高速路面弯沉测定仪实时采集获取的路面弯沉数据对应于标准轴载50kn下的弯沉值，彻底解决因承载车受路面不平整的激励、轮胎、传动轴等不平衡产生的对路面10％～30％的冲击荷载影响，提高了路面弯沉值的检测准确度。
29.本实用新型动态荷载检测装置通过在激光式高速路面弯沉测定仪的承载车后轴与空气悬挂装置导向臂连接处设置压电传感器或应变式传感器，能实时采集承载车后轴的荷载数据，并通过数据采集系统将采集到的数据上传至激光式高速路面弯沉测定仪的控制系统，以实现动态荷载影响下的路面弯沉值的修正，解决激光式高速路面弯沉测定仪在高速行驶状态下，受路面平整度影响产生的动态荷载对路面弯沉检测结果的影响，最终提高路面弯沉检测的准确度。且该动态荷载检测装置灵敏度高，稳定可靠。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。