專利名稱：鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域:本實(shí)用新型涉及一種鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
:路基是鐵路的基礎(chǔ)，關(guān)系到鐵路的安全、高效運(yùn)行。路基是軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，隨著列車運(yùn)行速度的提高，要求路基結(jié)構(gòu)要為上部結(jié)構(gòu)提供更加平順而穩(wěn)定的支承。路基填筑工程的壓實(shí)質(zhì)量是決定其結(jié)構(gòu)性能好壞的根本，路基壓實(shí)質(zhì)量包括壓實(shí)程度、壓實(shí)均勻性和壓實(shí)穩(wěn)定性等三方面的內(nèi)容。目前，對(duì)于路基填筑工程壓實(shí)質(zhì)量的檢測(cè)與控制，采用常規(guī)的“點(diǎn)式”抽樣檢測(cè)方法，即在每層完成碾壓后，隨機(jī)選點(diǎn)，抽樣檢測(cè)?！包c(diǎn)式”抽樣檢測(cè)方法的主要不足:(I)理論上，“點(diǎn)式”抽樣檢測(cè)方法，隱含的前提條件是路基性能參數(shù)大致服從正態(tài)分布規(guī)律，在這樣條件下，采用抽樣方法進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果在一定保證率條件下能夠代表取樣路段路基的性能狀況。事實(shí)上，由于填料本身變異可引起路基結(jié)構(gòu)性能的變異、振動(dòng)壓路機(jī)激振力隨機(jī)波動(dòng)變化引起壓實(shí)作用力不均勻以及量測(cè)深度范圍內(nèi)下臥層剛度不均勻引起路基性能的變異等各種原因，很難保證路基性能參數(shù)服從正態(tài)分布規(guī)律，那么常規(guī)“點(diǎn)式”抽樣方法的檢測(cè)結(jié)果不一定具有代表性。(2) “點(diǎn)式”抽樣檢測(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果僅反映路基面檢測(cè)點(diǎn)附近的局部的質(zhì)量特性，無法反應(yīng)路基面檢測(cè)點(diǎn)附近以外的整體的質(zhì)量特性，而路基沿線路縱向整體的質(zhì)量特性(如剛度均勻性)對(duì)軌道在運(yùn)營時(shí)的平順性有很大的影響。(3)“點(diǎn)式”抽樣檢測(cè)方法是在完成碾壓后進(jìn)行的，是工后檢測(cè)，無法實(shí)現(xiàn)碾壓過程中的實(shí)時(shí)控制。同時(shí)，逐點(diǎn)檢測(cè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，給施工過程帶來明顯的干擾，使高效的施工設(shè)備無法有效地發(fā)揮作用，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，難以適應(yīng)機(jī)械化施工要求。(4) “點(diǎn)式”抽 樣檢測(cè)方法，如果碾壓段發(fā)現(xiàn)個(gè)別檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果不滿足規(guī)范要求，很難界定重新碾壓的范圍。若全部碾壓，則有可能造成其它合格區(qū)域的“過壓”現(xiàn)象；(5)按照規(guī)定，常規(guī)路基質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)地基系數(shù)Aci和變形模量檢測(cè)的填料粒徑應(yīng)不大于7.5cm。而規(guī)范對(duì)路基填料的尺寸要求是基床部分最大為10cm，基床以下部分最大為15cm。對(duì)于超過7.5cm的填料壓實(shí)如何檢驗(yàn)和控制卻未作明確要求；基于常規(guī)“點(diǎn)式”抽樣檢測(cè)方法的不足，相關(guān)部門提出路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制方法，采用能夠?qū)崟r(shí)對(duì)整個(gè)碾壓面壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)與控制的連續(xù)壓實(shí)控制技術(shù)，以保證路基填筑工程的施工質(zhì)量。實(shí)用新型內(nèi)容:本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于采用連續(xù)壓實(shí)控制技術(shù)進(jìn)行鐵路路基填筑工程施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制的快速、穩(wěn)定、精度高、功能強(qiáng)的鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路路基填筑工程連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和控制，提高施工質(zhì)量和工作效率。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其組成包括:單片機(jī)，所述的單片機(jī)分別與鐵電存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換器、彩色液晶顯示電路、GPS模塊、GPRS模塊、時(shí)鐘芯片、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器、SD卡、USB接口電路、鍵盤電路、方波轉(zhuǎn)換電路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換器與電壓轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)調(diào)理電路連接，所述的方波轉(zhuǎn)換電路與所述的信號(hào)調(diào)理電路連接。所述的鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，所述的單片機(jī)的型號(hào)STM32F103VET6、所述的鐵電存儲(chǔ)器的型號(hào)為FM22L16、所述的A/D轉(zhuǎn)換器的型號(hào)為ADS8364、所述的彩色液晶顯示模塊的型號(hào)為DMT64480S057_03WNZ、所述的GPS模塊的型號(hào)為Jupiter30、所述的GPRS模塊的型號(hào)為MC55、所述的時(shí)鐘芯片的型號(hào)為DS1302、所述的電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器的型號(hào)為AT24C64A。有益效果:1.本實(shí)用新型通過表征路基壓實(shí)質(zhì)量的常規(guī)指標(biāo)地基系數(shù)Ac1、變形系數(shù)Av2和動(dòng)態(tài)變形模量與路基結(jié)構(gòu)抵抗力F具有正相關(guān)性，即& - F、En2 - F、E、a - F，而通過安裝于振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)輪上的加速度傳感器得到的豎向振動(dòng)信號(hào)Z經(jīng)整理變換，再根據(jù)振動(dòng)壓路機(jī)相關(guān)振動(dòng)壓實(shí)工藝參數(shù)計(jì)算得到的振動(dòng)壓實(shí)值能夠正確地反應(yīng)路基結(jié)構(gòu)抵抗力的大小，并且也具有正相關(guān)性，即:叱yocF。因此，可以通過振動(dòng)壓實(shí)值叱y表征常規(guī)指標(biāo)?；谏鲜鼋Y(jié)論，以振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)輪為研究對(duì)象，鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制裝置通過安裝于振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)輪上的加速度傳感器連續(xù)采集振動(dòng)輪的豎向振動(dòng)信號(hào)I對(duì)振動(dòng)信號(hào)I進(jìn)行整理，再根據(jù)振動(dòng)壓路機(jī)相關(guān)振動(dòng)壓實(shí)工藝參數(shù)計(jì)算振動(dòng)壓實(shí)值EK，并實(shí)時(shí)地顯示在彩色屏幕上，操作人員作為“控制器”根據(jù)相應(yīng)的振動(dòng)壓實(shí)值εκ，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工質(zhì)量，并采取相應(yīng)的措施實(shí)施反饋控制，以保證路基施工質(zhì)量；2.本實(shí)用新型路基壓實(shí)質(zhì)量由常規(guī)“點(diǎn)式”抽樣工后檢測(cè)與控制轉(zhuǎn)變?yōu)楦采w整個(gè)碾壓面的全面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，現(xiàn)場(chǎng)可視化顯示壓實(shí)狀態(tài)，能夠及時(shí)采取相應(yīng)措施，保證施工質(zhì)量；3.本實(shí)用新型與常規(guī)“點(diǎn)式”抽樣檢測(cè)方法結(jié)合起來，可以使常規(guī)檢測(cè)的隨機(jī)控制變?yōu)殛P(guān)鍵(薄弱)區(qū)域重點(diǎn)控制，大 量減少常規(guī)檢測(cè)的數(shù)量，提高工作效率，并且可以確定常規(guī)檢測(cè)不合格點(diǎn)所處的范圍，提聞檢測(cè)精度；4.本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了整個(gè)施工過程的監(jiān)測(cè)與控制，與施工同步，效率高、不干擾施工，并且能夠指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，對(duì)“欠壓”路段及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充碾壓，同時(shí)，可以避免“過壓”，保證壓實(shí)質(zhì)量的均勻性，同時(shí)優(yōu)化碾壓遍數(shù)；5.本實(shí)用新型鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)能夠?qū)Υ罅教盍下坊M(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制，而常規(guī)“點(diǎn)式”抽樣檢測(cè)方法很難進(jìn)行；6.本實(shí)用新型鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)智能化程度高、操作簡(jiǎn)單、安裝在駕駛室內(nèi)實(shí)時(shí)顯示壓實(shí)狀態(tài)，便于操作使用；7.本實(shí)用新型采用大容量SD卡存儲(chǔ)表征路基壓實(shí)質(zhì)量的振動(dòng)壓實(shí)值可以避免常規(guī)“點(diǎn)式”抽樣檢測(cè)方法紙質(zhì)記錄存在的易順壞、已丟失等不足。8.本實(shí)用新型通過USB接口可以將表征路基壓實(shí)質(zhì)量的振動(dòng)壓實(shí)值VCV以文件的形式傳送到PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)路基壓實(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)的匯總，并且還可以利用PC機(jī)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析處理。9.本實(shí)用新型通過GPS和GPRS模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控，提高管理部門對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理水平。[0026]10.本實(shí)用新型鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)有測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。


:附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是本實(shí)用新型單片機(jī)的電路原理圖。附圖3是本實(shí)用新型電源部分的電路原理圖。附圖4是本實(shí)用新型時(shí)鐘芯片的電路原理圖。附圖5是本實(shí)用新型SD卡的電路原理圖。附圖6是本實(shí)用新型彩色液晶顯示電路的電路原理圖。附圖7是本實(shí)用新型USB接口電路的電路原理圖。附圖8是本實(shí)用新型電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器的電路原理圖。附圖9是本實(shí)用新型鍵盤電路的電路原理圖。附圖10是本實(shí)用新型鐵電存儲(chǔ)器的電路原理圖。附圖11是本實(shí)用新型GPS模塊的電路原理圖。附圖12是本實(shí)用新型GPRS模塊的電路原理圖。附圖13是本實(shí)用新型電壓轉(zhuǎn)換、方波轉(zhuǎn)換和信號(hào)調(diào)理電路的電路原理圖。附圖14是本實(shí)用新型A/D轉(zhuǎn)換器的電路原理圖。圖中:相同符號(hào)線路之間具有連接關(guān)系。
具體實(shí)施方式
:實(shí)施例1:一種鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其組成包括:單片機(jī)1，所述的單片機(jī)分別與鐵電存儲(chǔ)器2、A/D轉(zhuǎn)換器3、彩色液晶顯示電路4、GPS模塊5、GPRS模塊6、時(shí)鐘芯片7、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器8、SD卡9、USB接口電路10、鍵盤電路11、方波轉(zhuǎn)換電路12連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換器與電壓轉(zhuǎn)換電路13、信號(hào)調(diào)理電路14連接，所述的方波轉(zhuǎn)換電路與所述的信號(hào)調(diào)理電路連接。所述鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其組成包括:RAM系列單片機(jī)(STM32F103VET6)、單片機(jī)通過數(shù)據(jù)總線和地址總線以及控制總線形式分別與鐵電RAM存儲(chǔ)器(FM22L16)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADS8364)、彩色液晶顯示模塊(DMT64480S057_03WNZ)、GPS模塊(Jupiter30)、GPRS 模塊(MC55)、時(shí)鐘(DS1302)、EEPROM (AT24C64A)、SD 卡(Kingston8G )、USB接口及鍵盤等連接。所述的鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，工作電源為DC12V，功耗小于10W。所述的鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)Z輸入取自加速度傳感器輸出的交流電壓信號(hào)，信號(hào)幅值范圍為±2.5V，振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)Z測(cè)量精度達(dá)到
0.0 lm/s2，振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)Z基波頻率測(cè)量精度達(dá)到0.02Hz。實(shí)施例2:根據(jù)實(shí)施例1所述的鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，如附圖1所示的信號(hào)調(diào)理電路對(duì)輸入的加速度信號(hào)進(jìn)行濾波以去除干擾，再進(jìn)行線性變換以滿足A/D轉(zhuǎn)換對(duì)輸入信號(hào)幅值范圍的要 求，信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器在CPU的控制下，采集加速度信號(hào)，根據(jù)振動(dòng)壓路機(jī)相關(guān)振動(dòng)壓實(shí)工藝參數(shù)，計(jì)算振動(dòng)壓實(shí)值εκ，再利用振動(dòng)壓實(shí)值對(duì)路基壓實(shí)過程實(shí)施監(jiān)測(cè)與控制。電壓轉(zhuǎn)換電路部分對(duì)裝置工作電壓進(jìn)行線性變換以滿足a/d轉(zhuǎn)換對(duì)輸入信號(hào)幅值范圍的要求，電壓轉(zhuǎn)換電路部分、A/D轉(zhuǎn)換器在CPU的控制下，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作電壓，當(dāng)電壓低于一定值時(shí)，給出告警提示。信號(hào)調(diào)理電路輸出的信號(hào)，經(jīng)方波轉(zhuǎn)換電路，將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)，方波信號(hào)在CPU的控制下，根據(jù)方波的周期計(jì)算振動(dòng)信號(hào)的基波頻率，對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)的工況進(jìn)行監(jiān)控。鐵電存儲(chǔ)器在CPU的控制下，存儲(chǔ)碾壓過程中經(jīng)加速度信號(hào)計(jì)算的振動(dòng)壓實(shí)值■ EEPROM在CPU控制下，存儲(chǔ)振動(dòng)壓路機(jī)相關(guān)參數(shù)、路基路段相關(guān)信息、作業(yè)信息和加速度傳感器的靈敏度等信息。GPRS模塊在CPU控制下，能夠?qū)⒏鶕?jù)采集的振動(dòng)信號(hào)和振動(dòng)壓路機(jī)相關(guān)振動(dòng)壓實(shí)工藝參數(shù)計(jì)算得到的振動(dòng)壓實(shí)值無線傳輸給相關(guān)部門。SD卡在CPU的控制下，將當(dāng)前作業(yè)計(jì)算得到的振動(dòng)壓實(shí)值Kcy以文件的形式存于SD卡，也可將SD卡存儲(chǔ)的振動(dòng)壓實(shí)值調(diào)出顯示。gps模塊在cpu控制下，記錄路基路段，當(dāng)前作業(yè)的地址信息。USB接口在CPU控制下，可將存儲(chǔ)于SD卡中存儲(chǔ)的振動(dòng)壓實(shí)值傳輸?shù)絇C機(jī)。時(shí)鐘在CPU控制下，記錄當(dāng)前作業(yè)的時(shí)間信息。鍵盤和彩色液晶顯示模塊在CPU控制下，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。實(shí)施例3:根據(jù)實(shí)施例1所述的鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，附圖2 CPU (單片機(jī))部分電路圖。CPU部分是所述的鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的核心部分。圖2 Ul的51 54、63 66、引腳分別與圖9的J-KEYI LAMP的1-8引腳相連。圖2U1的23、24、33-36引腳分別與圖9的J-KEY2的1-6引腳相連。圖2U1的61、62、81、82、38_41引腳分別與圖10U5的2-9引腳，U7的7-10、13-16引腳和圖14U8的48-41引腳相連。圖2U1的42-46、55-57引腳分別與圖10的U6的2-9引腳，U7的29-32、35-38引腳和圖14U8的40-33引腳相連。圖2U1的58_60、85、86引腳分別與和圖10的U7的19、18、6、41、17引腳相連。圖2U1的93引腳與圖10G3的I引腳相連。圖2U1的72、96、2、80、85引腳分別與圖14的U8的51 、58、31、27、29引腳相連。圖2U1的3、4引腳分別與圖8的U3的5、6引腳相連。圖2U1的90、91、92引腳分別與圖4的U2的5、6、7引腳相連。圖2U1的29-32引腳分別與圖5的SD_CARD的R14、R16、R17、R15相連。圖2U1的70,71引腳分別與圖7的U3R19、R18相連。圖2U1的47,48引腳分別與圖6的U4的10、9引腳相連。圖2U1的25,26引腳分別與圖12的P2的15,17引腳相連。圖2U1的68引腳與圖11P2的4引腳相連。圖2U1的69引腳與圖11的R108相連。圖2U1的15、16引腳分別與圖12P2的41,32 引腳相連。圖 2UV-LIGHT、R-LIGHT、P-LIGHT 分別與圖 9 的 J-KEY1LAMP 的 16、14、12引腳相連。圖2U1的89引腳與圖13的Gl相連。通過上述連接實(shí)現(xiàn)CPU對(duì)圖1中A/D轉(zhuǎn)換器、鐵電存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、SD卡、時(shí)鐘、GPS模塊、GPRS模塊、USB接口、按鍵和彩色液晶顯示模塊等各個(gè)部分的控制。附圖3電源部分電路圖。圖3J_Power接外部DC12V電源，經(jīng)El、E2、E3變換得到
3.3V、5V、±5V等不同等級(jí)的電壓，為圖1、圖2、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13和圖14相關(guān)元器件提供工作電壓。附圖4是時(shí)鐘芯片DS1302以SPI總線形式與CPU相連。附圖5是SD卡以SPI總線形式與CPU相連。附圖6是彩色液晶顯示模塊經(jīng)過MAX232與CPU串口 3相連，MAX232實(shí)現(xiàn)TTL與RS232電平的轉(zhuǎn)換。附圖7是USB接口以IIC總線形式與CPU相連，并通過J-UP與外部設(shè)備連接。附圖8電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM以IIC總線形式與CPU相連。附圖9是鍵盤通過J_KEY1LAMP和J_KEY2與鍵盤面板連接。附圖10通過兩片74HC573擴(kuò)展地址總線，控制鐵電存儲(chǔ)器。附圖11是GPS直接與CPU的串口 I相連。附圖12是GPRS直接與CPU的串口 2相連。附圖13信號(hào)調(diào)理電路圖。通過U9、U10和相關(guān)阻容元件對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行濾波以去除干擾，再進(jìn)行線性變換以滿足A/D轉(zhuǎn)換對(duì)輸入信號(hào)幅值范圍的要求。圖13U10的7引腳與圖14的R72相連，將調(diào)理后的加速度信號(hào)輸入到A/D轉(zhuǎn)換器。經(jīng)過調(diào)理的加速度信號(hào)通過U12、TPU Gl和相關(guān)的阻容元件轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)，利用方波信號(hào)檢測(cè)加速度信號(hào)的基波頻率。圖13U11和相關(guān)元件對(duì)電源電壓進(jìn)行線性轉(zhuǎn)換，通過Ull的7引腳與圖14的R70相連，對(duì)電源進(jìn)行監(jiān)控。附圖14是A/D轉(zhuǎn)換部分電路圖?？紤]對(duì)加速度信號(hào)測(cè)量精度的要求，采用16位并行A/D轉(zhuǎn)換芯片。實(shí)施例4:一種鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的工作方法，相關(guān)校驗(yàn):在試驗(yàn)路段進(jìn)行常規(guī)指標(biāo)地基系數(shù)Ao值與振動(dòng)壓實(shí)值VCV的相關(guān)性試驗(yàn)，即確定常規(guī)指標(biāo)地基系數(shù)Ac1值與振動(dòng)壓實(shí)值的相關(guān)系數(shù)、回歸模型、并利用回歸模型計(jì)算常規(guī)指標(biāo)Atl合格值對(duì)應(yīng)的振動(dòng)壓實(shí)值即目標(biāo)振動(dòng)壓實(shí)值[Key]; 過程控制:在填料一致的施工路段上，使用相關(guān)校驗(yàn)時(shí)相同的加載設(shè)備，利用目標(biāo)振動(dòng)壓實(shí)值[εκ]對(duì)路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行全過程的監(jiān)測(cè)與控制；質(zhì)量檢測(cè):在填料一致的施工路段上，使用相關(guān)校驗(yàn)時(shí)相同的振動(dòng)壓路機(jī)，利用振動(dòng)壓實(shí)值W的分布情況，選取薄弱區(qū)域，在薄弱區(qū)域選取薄弱點(diǎn)進(jìn)行常規(guī)“點(diǎn)式”抽樣檢測(cè)；注意:其中，過程控制和質(zhì)量檢測(cè)的施工路段的填料、含水量及填層厚度等應(yīng)與相關(guān)校驗(yàn)的試驗(yàn)路段相同；振動(dòng)壓路機(jī)及其振動(dòng)壓實(shí)工藝參數(shù)也要相同。所述的鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，利用安裝于振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)輪的加速度傳感器采集的豎向振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)X，根據(jù)振動(dòng)壓路機(jī)的相關(guān)振動(dòng)壓實(shí)工藝參數(shù)和力學(xué)原理計(jì)算得到表征路基壓實(shí)質(zhì)量狀態(tài)的振動(dòng)壓實(shí)值KCT，再利用振動(dòng)壓實(shí)值實(shí)現(xiàn)對(duì)路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量的監(jiān)測(cè)與控制。實(shí)施例5:根據(jù)實(shí)施例4所述的鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的工作方法，所述的加載設(shè)備采用豎向振動(dòng)壓路機(jī)，振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)壓實(shí)工藝參數(shù)應(yīng)保持穩(wěn)定，即振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)頻率的波動(dòng)范圍不應(yīng)超過額定值的±0.5Hz ;振動(dòng)壓路機(jī)應(yīng)保持勻速行駛,行駛速度宜采用3km/h，最多不應(yīng)超過4 km/h ;加速度傳感器應(yīng)緊密牢固地垂直安裝在振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)輪的內(nèi)側(cè)機(jī)架上。實(shí)施例6:根據(jù)實(shí)施例4所述的鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的工作方法，所述的相關(guān)校驗(yàn)的目的一是判定指標(biāo)的適用性，當(dāng)常規(guī)指標(biāo)Acl與振動(dòng)壓實(shí)值的相關(guān)程度達(dá)到一定值時(shí)，指標(biāo)才是適用的，否則，應(yīng)改良填料或調(diào)整振動(dòng)壓路機(jī)相關(guān)參數(shù)，直到相關(guān)程度達(dá)到一定值；二是當(dāng)常規(guī)指標(biāo)Ao值與振動(dòng)壓實(shí)值的相關(guān)程度達(dá)到一定值時(shí)，確定常規(guī)指標(biāo)Ao與振動(dòng)壓實(shí)值KCT的相關(guān)系數(shù)、回歸模型以及與常規(guī)指標(biāo)Atl合格值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)振動(dòng)壓實(shí)值[K^y]，所述的相關(guān)校驗(yàn)包括如下步驟:(I)利用振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)試驗(yàn)路段進(jìn)行全路段的連續(xù)碾壓，同時(shí)記錄存儲(chǔ)每個(gè)檢測(cè)單元的振動(dòng)壓實(shí)值εκ，再利用全路段的振動(dòng)壓實(shí)值vcv’并考慮振動(dòng)壓實(shí)值的范圍選取相應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)做常規(guī)“點(diǎn)式”抽樣檢測(cè)，所述的檢測(cè)點(diǎn)數(shù)要大于18點(diǎn)；(2)確定常規(guī)指標(biāo)Atl值與對(duì)應(yīng)振動(dòng)壓實(shí)值W間的相關(guān)系數(shù)r，即:
權(quán)利要求1.一種鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其組成包括:單片機(jī)，其特征是:所述的單片機(jī)分別與鐵電存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換器、彩色液晶顯示電路、GPS模塊、GPRS模塊、時(shí)鐘芯片、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器、SD卡、USB接口電路、鍵盤電路、方波轉(zhuǎn)換電路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換器與電壓轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)調(diào)理電路連接，所述的方波轉(zhuǎn)換電路與所述的信號(hào)調(diào)理電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其特征是:所述的單片機(jī)的型號(hào)STM32F103VET6、所述的鐵電存儲(chǔ)器的型號(hào)為FM22L16、所述的A/D轉(zhuǎn)換器的型號(hào)為ADS8364、所述的彩色液晶顯示模塊的型號(hào)為DMT64480S057_03WNZ、所述的GPS模塊的型號(hào)為Jupiter30、所述的GPRS模塊的型號(hào)為MC55、所述的時(shí)鐘芯片的型號(hào)為DS1302、所述的電可擦可編 程只讀存儲(chǔ)器的型號(hào)為AT24C64A。
專利摘要鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。目前，對(duì)于路基填筑工程壓實(shí)質(zhì)量的檢測(cè)與控制，采用常規(guī)的“點(diǎn)式”抽樣檢測(cè)方法，無法實(shí)現(xiàn)碾壓全過程的實(shí)時(shí)控制。本實(shí)用新型包括單片機(jī)(1)，所述的單片機(jī)分別與鐵電存儲(chǔ)器(2)、A/D轉(zhuǎn)換器(3)、彩色液晶顯示電路(4)、GPS模塊(5)、GPRS模塊(6)、時(shí)鐘芯片(7)、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(8)、SD卡(9)、USB接口電路(10)、鍵盤電路(11)、方波轉(zhuǎn)換電路(12)連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換器與電壓轉(zhuǎn)換電路(13)、信號(hào)調(diào)理電路(14)連接，所述的方波轉(zhuǎn)換電路與所述的信號(hào)調(diào)理電路連接。本實(shí)用新型用于鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制。
文檔編號(hào)E02D1/00GK203113306SQ20132006956
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者高輝 申請(qǐng)人:黑龍江工程學(xué)院