[發明專利]路面彎沉測量系統及其測量方法

有效

• 申請號: 201110275002.8
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102444079A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 李清泉;曹民;張德津;毛慶洲;谷偉華;章麗萍;李必軍
• 申請（專利權）人: 武漢武大卓越科技有限責任公司
• 主分類號: E01C23/01
• 分類號: E01C23/01
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 周發軍

技術領域

本發明涉及一種路面彎沉測量系統及其測量方法。

背景技術

路面彎沉的檢測是評價路面承載力的基礎，對于工程質量的控制和檢驗至關重要，此外，它還決定著路網養護決策的科學化水平和可信度，直接影響養護資金分配和舊路改造設計的合理性。雖然世界各國測試彎沉的設備和方法有所不同，但對彎沉基本概念的理解是相同的。彎沉定義一般是指路基或路面表面在規定標準車的荷載作用下輪隙位置產生的總垂直變形值(總彎沉)或垂直回彈變形值(回彈彎沉)，以0.01mm為單位。

路面結構承載力的合理定義為：路面結構在達到不能接受的結構性破壞或功能性破壞之前，所能承受的一定類型車輛的通過次數。一般認為，瀝青路面開裂造成的結構性破壞主要與面層材料中的最大拉應力或最大拉應變有關，路面出現車轍或者平整度降低造成的功能性破壞主要與基層或路基散粒體材料中的最大壓應力或最大壓應變有關。

我國柔性路面設計是以回彈模量作為設計參數，以彎沉作為力學控制指標。其力學定義為模型在豎向力作用下的表面豎向位移分量，即路基路面在荷載作用下，頂面發生的垂直變形。雖然大量實踐和研究資料表面，路基彎沉與其承載力并不存在簡單的線性關系，但彎沉還是從某種程度上反映了路基路面的承載能力。如果彎沉值過大，其變形也就越大，路面各層也就容易破裂。

目前我國路面檢測仍主要依賴上世紀60年代從加拿大引進的貝克曼梁路面彎沉測定法，采用人工讀數、徒手記錄的方式，測速慢、精度低、可靠性差。近來也有采用高精度的激光測距傳感器直接測量路面的彎沉變形量，由于道路表面紋理的復雜，此方法只能靜態條件，不適合動態條件下測量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種路面彎沉測量系統及其測量方法，能夠在動態條件下對路面彎沉快速、準確進行測量。

為解決上述技術問題，本發明提出了一種路面彎沉測量系統，其特征在于，包括速度傳感器、角速度傳感器、加速度計、里程編碼器、處理器，

所述速度傳感器的數量為若干，分別安裝在距離負載原點不同距離的負載橫梁上，用于測量其所在位置處的所述負載橫梁縱向上的變化速度；所述負載原點為后輪中心在負載橫梁上的投影；

所述角速度傳感器安裝在所述負載衡梁的中點，用來測量所述負載橫梁轉動的幅度變化；

所述加速度計安裝在車輪后軸中間位置，用來測量測量車上下顛簸的加速度值；

所述里程編碼器，用來記錄彎所述沉測量車所行使的里程信息，并由此計算所述沉測量車的水平方向車速；

所述處理器，用來實時接收所述速度傳感器，角速度傳感器，加速度計，里程編碼器的數據，進行計算處理后得到路面彎沉值。

優化的，所述路面彎沉測量系統還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器用于測量路面環境溫度，并將測量溫度值送到所述處理器，所述處理器根據溫度值對路面彎沉值進行校正計算后，輸出校正后的路面彎沉值。

優選的，所述速度傳感器包括第一、第二、第三、第四速度傳感器，所述第一、第二、第三、第四速度傳感器依次分別安裝在距離負載原點100mm、300mm、750mm、3600mm的負載橫梁上，分別用于測量其所在位置處的所述負載橫梁縱向上的變化速度；

本發明同時提出了上述路面彎沉測量系統的其測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

啟動所述路面彎沉測量系統，所述彎沉測量車在待測路面上行駛；

所述第一、第二、第三、第四速度傳感器同時分別測量其所在位置處的所述負載橫梁縱向上的變化速度；所述角速度傳感器測量所述負載橫梁轉動的幅度變化；所述加速度計測量測量車上下顛簸的加速度值；所述里程編碼器記錄彎所述沉測量車所行使的里程信息；

所述處理器實時接收所述用來實時接收所述第一、第二、第三、第四速度傳感器，速度傳感器，加速度計，里程編碼器的數據；

所述處理器根據以下公式計算，包括：