[发明专利]落锤式中粗粒土路基压实度快速测定装置

说明书

技术领域

本发明属于路基压实度测定技术领域，尤其是涉及一种落锤式中粗粒土路基压实度快速测定装置。

背景技术

路基压实度是衡量道路施工质量的重要指标，由于路基压实度不够而造成道路破坏的事例在我国时有发生，给国家和地区造成巨大经济损失和很坏的社会影响。

目前，国内外测定路基压实度的办法可归纳为三类：

第一类：古典的环刀法、灌砂法和灌水法等，在国内用的比较多，这些方法都需要挖坑、称重和测含水量，并计算其湿密度、干密度和压实度。上述测定方法在野外测含水量十分麻烦，若用酒精烧，每点耽误的时间约0.5-1小时，若在烘箱内烘烤，要6-12小时，因而费时、费工且因挖坑而有损路基。

第二类：γ射线法，这种方法在国外用的多。该法可快速测定土体的干密度，但由于人们对射线的恐惧心理和仪器测量重复性差以及价格昂贵等问题，在我国使用不普遍。

第三类：二十世纪八十年代发展起来的新方法，该方法具体如下：把传感器安装在振动压路机上，利用轮迹、压实遍数、信号相位差或某个振动参数的变化等来测量压实度，因而这些测定必须事先标定，然后用相对比较的方法测出压实度的范围(注意测出的是压实度范围，即是定性测量)，有两点必须说明：(1)由于工地现场环境的复杂性以及没有考虑土体的含水量等，上述方法不可能绘出压实度的具体数值，它只能是定性测量，要想定量测定压实度，必须考虑路基土的含水量；(2)根据压路机振动轮的振动频率控制十分困难，从频率谱图上看出，随时有小的变化，将会引起振动加速度和激振力的明显变化，由于加速度或激振力与频率的平方成正比的关系，这将会影响压实度检测的准确性，这就与实际测试过程中，希望激振的能量保持不变即振动轮振动加速度保持不变，也就是说频率振幅不变相违背。

二十世纪九十年代末(1997年)，西安公路交通大学研制成功了路基压实度快速测定仪，该仪器由于运用了S-G水滞频段，在现场不测量土的含水量，就可快速、定量、无破损的检测出路基土的压实度，测一点只需1-2分钟，现场自动显示、自动打印，操作简单。但是它只适用于细粒土路基，如素土垫层、灰土垫层、砂土路基，对中粗粒土路基，对砂石垫层不适用。

对中粗粒土路基压实度进行的检测，目前还没有一个有效的办法，环刀法显然无法使用，灌砂法；灌水法虽能使用，但挖坑的成功率比较低，碰到大一点的石块坑就废了，即使不废，由于坑的尺寸不够测量精度非常低，水分测量非常困难，测量误差大；很多地方使用“标高差法”，即利用标高控制压实度，但这仅是一种定性的粗浅测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种落锤式中粗粒土路基压实度快速测定装置，其结构设计合理、安装方便且使用操作方便、测试方便、测试精度高，能对中粗粒土路基压实度进行准确、快速测量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种落锤式中粗粒土路基压实度快速测定装置，包括对被测试路基进行冲击的冲击装置、安装在所述冲击装置上且实时对冲击响应进行检测的加速度传感器和与加速度传感器相接的频谱式路基压实度快速测定仪，其特征在于：所述冲击装置包括冲击架、安装在冲击架上且对所述冲击架进行平稳支撑的支撑架、固定在所述冲击架内侧的水平上底板、由上至下竖直穿过上底板且能上下自由移动的锤杆、安装在锤杆底部的锤体以及分别设置在上底板或所述冲击架上部内壁和冲击架下部内壁上且保证锤杆沿竖直方向移动的定向装置；加速度传感器安装在锤体的正上部，锤体安装锤杆正下方且锤杆、加速度传感器和锤体位于同一竖线上；所述锤杆下部设置有定位装置且上底板上安装有与所述定位装置配合使用且锤体提升到位后对锤杆进行临时限位的限位装置，所述限位装置上装有对限位装置进行控制以解脱限位装置对锤杆的限位并实现锤体自由下落的开合机构。

所述锤体底部垫有一个隔振垫。

所述定向装置包括上定向结构和下定向机构；所述上定向结构包括沿圆周方向固定在上底板上的多个滑座一和分别安装在所述多个滑座一上的多个滑轮一，且所述多个滑轮一围成一个供锤杆穿过的上滑孔；所述下定向机构包括沿圆周方向固定在冲击架下部内壁上的多个滑座二和分别安装在所述多个滑座二上的多个滑轮二，且所述多个滑轮二围成一个供锤杆穿过的下滑孔；所述上滑孔和下滑孔位于同一竖线上，且所述多个滑轮一和多个滑轮二组成一个供锤杆上下自由移动的竖直滑道。

所述滑座一、滑轮一、滑座二和滑轮二的数量均为三个。

所述锤体的形状为圆柱状且其底部设置有凸出的半球状凸出结构，且锤体的高度与直径的比值为1.2～2。