一种机场装配式跑道的土基压实度监测装置及其方法与流程

1.本发明涉及土基压实度监测技术领域，特别是涉及一种机场装配式跑道的土基压实度监测装置及方法。


背景技术：

2.所述随着现代社会的发展，科技的进步，人民生活水平的提高，飞机，作为一种方便、快捷的新型交通工具，越来越成为人们出行的首选。全国各地不断壮大的经济实力和全方位的开放格局，直接促进了航空运输的迅速发展。在修建跑道时，土基需要翻松，再通过压路机对土基进行压制；压实度作为地基填筑施工质量检测的关键性指标之一，表征着地基压实后的密实状况，目前地基压实度的现场检测方法主要有灌砂法、环刀法、灌水法、核子湿度密度仪法等，上述几种试验方法存在很多不足：
①
现场压实度检测需在碾压结束后进行，属于一种事后检测控制手段,检测所发现的问题很难在碾压过程中及时进行处理；
②
现场压实度检测试验对填筑施工干扰较大,特别是对于深层地基的填筑质量进行检测时，需挖较大的探坑，花费的时间也较长,造成施工周期延长；
③
由于所选取的抽样点具有一定的随机性和局限性，检测试验结果无法完整体现全区域的压实质量，当个别检验点的数据不满足压实度控制要求时，很难界定需要重新碾压的区域范围；
④
受现场压实度检测试验过程和时间的影响，试验结果与后方监理或检验单位的信息共享速度较慢，管理人员难以在第一时间获取检测试验结果。
3.现有的压实度检测通常需要破坏压实后的土基，通过采样进行检测，而且不能实现实时监测，使得压实度监测时间长，对土基的破坏较大。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种机场装配式跑道的土基压实度监测装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种机场装配式跑道的土基压实度监测装置，包括用于修整土基的压路机，所述压路机的前部固定安装有第一振动传感器；所述压路机底部一侧设置有压实度监测机构；
6.所述压实度监测机构包括反馈滚轮，所述反馈滚轮上部设置有连接架，所述连接架内部设置有减震组件，所述减震组件内部可拆卸连接有第一gps测量仪和第二振动传感器；
7.土基一侧固定设置有第二gps测量仪。
8.优选的，所述连接架包括上固定板和下固定板，所述下固定板底部与所述反馈滚轮转动连接，所述下固定板上部设置有两组连接杆，两组所述连接杆关于所述减震组件对称布置；每组所述连接杆包括上连接杆和下连接杆，所述上连接杆与的一端部与所述上固定板固定连接，所述下连接杆的一端部与所述下固定板固定连接；所述上连接杆与所述下连接杆之间设置有第一弹簧。
9.优选的，所述减震组件包括竖板，所述竖板设置有两组，两组所述竖板之间可拆卸连接有固定夹具，所述固定夹具外部两侧均滑动连接有弹性部，所述弹性部与所述竖板滑动连接；所述固定夹具底部固定连接有底板，所述底板远离所述固定夹具的一侧设置有弹性升降部，所述弹性升降部与所述下固定板固定连接。
10.优选的，所述固定夹具内部与所述第一gps测量仪和所述第二振动传感器均可拆卸连接，所述第一gps测量仪和所述第二振动传感器平行布置。
11.优选的，所述弹性部包括横板，所述横板靠近所述固定夹具的一侧转动连接有滑轮，所述滑轮与所述固定夹具的外壁滑动连接；所述横板靠近所述竖板的一侧设置有两组第二弹簧，两组所述第二弹簧上下布置，每组所述第二弹簧的一端与竖板固定连接，每组所述第二弹簧的另一端与所述横板固定连接；所述横板中部固定连接有滑杆，所述滑杆贯穿所述竖板并与外界连通，所述滑杆与所述竖板滑动连接，所述滑杆位于所述竖板外部一端固定设置有限位板。
12.优选的，所述弹性升降部包括升降板，所述升降板与所述下固定板之间固定设置有升降杆，所述升降板与所述下固定板设置有弹性挤压件，所述弹性挤压件包括连杆，所述连杆的一端与所述升降板底部铰接，所述连杆的另一端铰接有滑块，所述滑块外部设置有固定槽，所述滑块与所述固定槽内壁滑动连接，所述滑块远离靠近所述竖板一侧抵接有第三弹簧，所述第三弹簧远离所述滑块的一端与所述竖板固定连接。
13.优选的，所述下固定板上部一侧设置有第三振动传感器。
14.优选的，所述第二gps测量仪设置在所述土基一侧上部，所述第二gps测量仪外部安装有固定架，所述固定架与所述第二gps测量仪可拆卸连接，所述固定架底部设置有模拟振动器，所述模拟振动器包括电机，所述电机的输出轴上固定连接有凸轮，所述凸轮抵接有顶板，所述顶板与所述固定架底部固定连接；所述固定架底部四角还设置有振动杆；所述固定架外侧一侧设置有接收器，所述接收器与所述电机电性连接。
15.优选的，所述下固定板下方设置有清障板，所述清障板呈t形，所述清障板的工作方向与所述车轮前进方向一致。
16.一种机场装配式跑道的土基压实度监测方法，包括以下步骤：
17.步骤一：第二gps测量仪将待修整跑道土基划分为不同区域，每个区域建立相应的坐标点；
18.步骤二：启动压路机，同时启动第一gps测量仪、第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器和第二gps测量仪；
19.步骤三：第一振动传感器、第二振动传感器和第三振动传感器实时单独传输振动频率；
20.步骤四：第一gps测量仪和第二gps测量仪实时监测土基的高度，并实时传输数据；
21.步骤五：将步骤三和步骤四的全部数据进行分析，同时依据第二振动传感器的数据对第一gps测量仪的数据进行合并分析；
22.步骤六：将全部数据分析完毕后，形成实时压实度波形图并与标准压实度进行对比；
23.步骤七：将压实度不达标的区间坐标发出，压路机对该区间的土基再次进行压实。
24.本发明公开了以下技术效果：本发明通过将第一gps测量仪安装到压路机上，并在
其周围设置有减震组件，并将第二振动传感器与第一gps测量仪固定在一起，第二振动传感器可以实时传输第一gps测量仪受到的振动频率，为第一gps测量仪准确传输数据提供保证，提高了gps的测量精度；通过对不同位置的振动传感器的数据进行分析，以及和gps测量而对土基高度变化数据相结合，通过与标准压实度进行对比，实现实时的监测土基的压实度，杜绝了传统的采用分析对土基造成的损坏。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为实施例一结构示意图；
27.图2为本实施例一中压实度监测机构结构示意图；
28.图3为图2中a的局部放大图；
29.图4为实施例土基与压路机位置关系示意图；
30.图5为实施例二结构示意图；
31.图6为实施例二土基与模拟振动器位置关系示意图。
32.其中：1、压路机；2、第一振动传感器；3、第三振动传感器；4、土基；5、第二gps测量仪；6、上固定板；7、上连接杆；8、下连接杆；9、第一弹簧；10、第一gps测量仪；11、第二振动传感器；12、固定夹具；13、清障板；14、横板；15、滑杆；16、第二弹簧；17、滑轮；18、底板；19、反馈滚轮；20、升降杆；21、升降板；22、竖板；23、限位板；24、固定槽；25、连杆；26、滑块；27、第三弹簧；28、固定架；29、振动杆；30、电机；31、接收器；32、顶板；33、下固定板；34、凸轮。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
35.实施例一：
36.参照图1-3，本实施例提供一种机场装配式跑道的土基压实度监测装置，包括用于修整土基4的压路机1，压路机1的前部固定安装有第一振动传感器2；压路机1底部一侧设置有压实度监测机构；压实度监测机构包括反馈滚轮19，反馈滚轮19上部设置有连接架，连接架内部设置有减震组件，减震组件内部可拆卸连接有第一gps测量仪10和第二振动传感器11；土基4一侧固定设置有第二gps测量仪5。本发明通过将第一gps测量仪10安装到压路机1上，并在其周围设置有减震组件，并将第二振动传感器11与第一gps测量仪10固定在一起，第二振动传感器11可以实时传输第一gps测量仪10受到的振动频率，为第一gps测量仪10准确传输数据提供保证，提高了gps的测量精度；通过对不同位置的振动传感器的数据进行分
析，以及和gps测量而对土基4高度变化数据相结合，通过与标准压实度进行对比，实现实时的监测土基4的压实度，杜绝了传统的采用分析对土基4造成的损坏。
37.连接架包括上固定板6和下固定板33，下固定板33底部与反馈滚轮19转动连接，下固定板33上部设置有两组连接杆，两组连接杆关于减震组件对称布置；每组连接杆包括上连接杆7和下连接杆8，上连接杆7与的一端部与上固定板6固定连接，下连接杆8的一端部与下固定板33固定连接；上连接杆7与下连接杆8之间设置有第一弹簧9；上连接杆7和下连接杆8的可以起到连接上固定板6和下固定板33的作用，且有利于将测量装置整体与压路机1相连接；并且上连接杆7和下连接杆8之间的弹簧可以和反馈滚轮19相互配合，提高反馈滚轮19的感应、传感精度，便于第三振动传感器3的测量。
38.减震组件包括竖板22，竖板22设置有两组，两组竖板22之间可拆卸连接有固定夹具12，固定夹具12外部两侧均滑动连接有弹性部，弹性部与竖板22滑动连接；固定夹具12底部固定连接有底板18，底板18远离固定夹具12的一侧设置有弹性升降部，弹性升降部与下固定板33固定连接；竖板22用于对固定夹具12的限位，固定夹具12可以相对于竖板22滑动，在振动或者颠簸时，可以保证第一gps测量仪10受到的影响最小；提高第一gps测量仪10的测量精度；也可以有效的减少压路机1本身振动对测量装置产生影响。
39.固定夹具12内部与第一gps测量仪10和第二振动传感器11均可拆卸连接，第一gps测量仪10和第二振动传感器11平行布置；固定夹具12的两侧板与底板18可以相互滑动，固定夹具12内部的侧板固定不动，两侧板可以设置有压紧机构(即弹簧压紧或者拉紧)；在将第一gps测量仪10和第二振动传感器11放入到固定夹具12内部时，两侧板可以实时对其进行夹紧。
40.弹性部包括横板14，横板14靠近固定夹具12的一侧转动连接有滑轮17，滑轮17与固定夹具12的外壁滑动连接；横板14靠近竖板22的一侧设置有两组第二弹簧16，两组第二弹簧16上下布置，每组第二弹簧16的一端与竖板22固定连接，每组第二弹簧16的另一端与横板14固定连接；横板14中部固定连接有滑杆15，滑杆15贯穿竖板22并与外界连通，滑杆15与竖板22滑动连接，滑杆15位于竖板22外部一端固定设置有限位板23；弹性部的设计既可以保证固定夹具12上下滑动，也可以实现左右减震，而且弹性部与固定夹具12的两侧板相适配；当两侧板调整时，弹性部也会自动调整合适的距离。
41.弹性升降部包括升降板21，升降板21与下固定板33之间固定设置有升降杆20，升降板21与下固定板33设置有弹性挤压件，弹性挤压件包括连杆25，连杆25的一端与升降板21底部铰接，连杆25的另一端铰接有滑块26，滑块26外部设置有固定槽24，滑块26与固定槽24内壁滑动连接，滑块26远离靠近竖板22一侧抵接有第三弹簧27，第三弹簧27远离滑块26的一端与竖板22固定连接。连杆25倾斜设置，并且其不会垂直数理，便于外界有振动时，可以及时的产生弹性，防止因为连杆25竖立而出现卡死现象。
42.下固定板33上部一侧设置有第三振动传感器3；第三振动传感器3用于实时监测土基4压平后的振动频率。
43.下固定板33下方设置有清障板13，清障板13呈t形，清障板13的工作方向与车轮前进方向一致。防止出现滚落的石子或者其他物体阻挡反馈滚轮19的前进和测量，提高装置整体的监测精度。
44.一种机场装配式跑道的土基4压实度监测方法，包括以下步骤：
45.步骤一：第二gps测量仪5将待修整跑道土基4划分为不同区域，每个区域建立相应的坐标点；
46.步骤二：启动压路机1，同时启动第一gps测量仪10、第一振动传感器2、第二振动传感器11、第三振动传感器3和第二gps测量仪5；
47.步骤三：第一振动传感器2、第二振动传感器11和第三振动传感器3实时单独传输振动频率；
48.步骤四：第一gps测量仪10和第二gps测量仪5实时监测土基4的高度，并实时传输数据；
49.步骤五：将步骤三和步骤四的全部数据进行分析，同时依据第二振动传感器11的数据对第一gps测量仪10的数据进行合并分析；
50.步骤六：将全部数据分析完毕后，形成实时压实度波形图并与标准压实度进行对比；
51.步骤七：将压实度不达标的区间坐标发出，压路机1对该区间的土基4再次进行压实。
52.工作过程：首先将所有gps测量仪和转动传感器按照上述方式连接固定；启动压路机1；同时启动所有gps测量仪和转动传感器；压路机1的滚筒会将土基4压实，在压路机1滚筒的外部梁上的第一振动传感器2会实时检测压路机1工作部的振动频率，并将该频率实时传输到电脑上(无线传输)；反馈滚轮19在压路机1的带动下会同步前进，此时反馈滚轮19行走在压实后的土基4上，通过第三振动传感器3实时监测土基4压平后的振动频率，并进行实时传输；第一gps测量仪10会实时监测土基4压实后与未压实时的高度差或者高度变化；并实时传输；第二gps测量仪5将待修整跑道土基4面划分为不同区域，每个区域建立相应的坐标点；同时第二gps测量仪5也起到对土基4实后与未压实时的高度差或者高度变化；并实时传输数据；第三振动传感器3测量反馈滚轮19的振动频率；并实时传输数据；将全部数据进行分析，同时依据第二振动传感器11的数据对第一gps测量仪10的数据进行合并分析；将全部数据分析完毕后，形成实时压实度波形图并与标准压实度进行对比；将压实度不达标的区间坐标发出，压路机1对该区间的土基4再次进行压实。
53.实施例二：
54.参照图5-6，本实施例与实施例一的区别仅在于：第二gps测量仪5设置在土基4一侧上部，第二gps测量仪5外部安装有固定架28，固定架28与第二gps测量仪5可拆卸连接，固定架28底部设置有模拟振动器，模拟振动器包括电机30，电机30的输出轴上固定连接有凸轮34，凸轮34抵接有顶板32，顶板32与固定架28底部固定连接；固定架28底部四角还设置有振动杆29；固定架28外侧一侧设置有接收器31，接收器31与电机30电性连接。本实施例可以模拟第一gps测量仪10的振动频率，并通过电机30带动凸轮34模拟其受到的振动频率，实现两组gps测量仪的动态稳定且同步测量。
55.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明，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，因此不能理解为对本发明的限制。
56.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行
限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。