路基压实病害识别系统技术方案

本实用新型专利技术属于道路工程施工技术领域，提供了一种路基压实病害识别系统，该系统包括加速度传感器、棱镜、全站仪、控制器、Zigbee通信模块、手持终端和远程服务器，以及GPS模块和/或北斗导航仪。加速度传感器设于振动压路机的振动轮上。棱镜固定于振动压路机的顶壁上。全站仪位于目标土体的设定区域内，实时采集棱镜的高程数据。控制器将高程数据进行处理，形成高程信息，并通过Zigbee通信模块发送至手持终端。手持终端用于显示病害分布图示、高程信息和压实遍数。服务器与手持终端无线连接。本实用新型专利技术路基压实病害识别系统，能够与施工工艺相适应，减少检测时长和对施工工序的影响，实时提供准确的压实结果，提高压实效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及道路工程施工
，具体涉及一种路基压实病害识别系统。
技术介绍
在我国交通建设领域，压实质量主要是由压实度指标来描述，还可以通过弯沉、模量指标来描述。控制压实质量的传统方法在压实质量控制方法上可分为：点式检测控制和工艺检测控制，具体见下表：但是，我国交通建设领域控制压实质量的传统方法，在一定程度上已经不能适应我国交通建设高速、高效发展的现状，主要存在以下问题：第一、传统的检测控制方法属于事后检测控制，基本上在碾压结束后进行，不能实时处理发现的问题；第二、点式检测控制不仅花费时间较长，而且有的方法进行加载时需占用重型设备，干扰施工流程，甚至占用宝贵的施工时间；第三、点式检测控制比较适合样本总体均匀的情况，当填料存在变异时，抽样点难以具有代表性，很难控制路基压实的均匀性；第四、交通建设领域一般用灌砂法控制路基压实质量，通常耗时约为二十分钟，有的甚至达到四十分钟，这种方法不仅费时，而且检测频率普遍偏高，精度低，与现代施工机械和工艺不匹配，工作强度高，易产生失真数据，内业资料多，占用、消耗过多资源等问题；第五、采用传统控制方法在发现个别检测点不满足要求时，难以界定重新碾压的范围，容易造成不必要的浪费。如何让检测控制和施工工艺相适应，减少检测时长和对施工工序的影响，实时提供准确的压实结果，提高压实效率，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术提供一种路基压实病害识别系统，能够与施工工艺相适应，减少检测时长和对施工工序的影响，实时提供准确的压实结果，提高压实效率。本技术提供一种路基压实病害识别系统，包括加速度传感器、棱镜、全站仪、控制器、Zigbee通信模块、手持终端和远程服务器，以及GPS模块和/或北斗导航仪。加速度传感器设于振动压路机的振动轮上，将采集的纵向加速度信息发送至手持终端。棱镜固定于振动压路机的顶壁上。全站仪位于目标土体的设定区域内，实时采集棱镜的高程数据，并传输至控制器。控制器将高程数据进行处理，形成高程信息，并通过Zigbee通信模块发送至手持终端。手持终端用于显示病害分布图示、高程信息和压实遍数。服务器与手持终端无线连接，用于存储病害分布图示、高程信息和压实遍数。进一步地，棱镜为全方位反射棱镜。基于上述任意路基压实病害识别系统实施例，进一步地，手持终端内设有依次连接的滤波放大电路、FFT处理芯片和STM32系列处理芯片。进一步地，滤波放大电路包括依次连接的同相比例放大器、二阶压控电压源低通滤波器和二阶压控电压源高通滤波器。进一步地，FFT处理芯片为专用集成电路实现的。进一步地，STM32系列处理芯片的型号为STM32F103C8T6。基于上述任意路基压实病害识别系统实施例，进一步地，手持终端还设有液晶显示屏，液晶显示屏与STM32系列处理芯片连接。基于上述任意路基压实病害识别系统实施例，进一步地，手持终端还至少设有WiFi模块、GPRS通信模块和射频通信模块三者其中之一。进一步地，该系统还包括湿度传感器，湿度传感器位于振动轮上，并与手持终端无线连接。由上述技术方案可知，本技术路基压实病害识别方法系统，在对目标土体的路基压实病害识别时，通过加速度传感器实时获取振动压路机的加速度响应信息，并采用手持终端对加速度响应信息进行频谱分析，进而确定目标土体连续压实度，准确度高，快捷有效。并且，GPS模块或北斗导航仪能够实时采集位置信息，结合位置信息和目标土体连续压实度，即可确定不同压实病害的具体位置，方便工作人员进行工作路基病害处理，提高路基压实质量和工作效率。根据位置信息，该系统还能够确定压实遍数，结合高程信息，确定目标土体进行需进行压实的目标遍数，方便工作人员进行现场作业。该基压实病害识别系统能够匹配施工机械和工艺，无需加载重型设备，不干扰正常施工流程。因此，本技术路基压实病害识别系统能够与施工工艺相适应，减少检测时长和对施工工序的影响，实时提供准确的压实结果，提高压实效率。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1示出了本技术所提供一种路基压实病害识别系统结构示意图；图2示出了本技术所提供一种手持终端结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。本技术提供一种路基压实病害识别系统，结合图1，该路基压实病害识别系统包括加速度传感器1、棱镜2、全站仪3、控制器4、Zigbee通信模块5、手持终端6和远程服务器7，以及GPS模块8和/或北斗导航仪9。加速度传感器1设于振动压路机的振动轮上，将采集的纵向加速度信息发送至手持终端6。棱镜2固定于振动压路机的顶壁上。全站仪3位于目标土体的设定区域内，实时采集棱镜2的高程数据，并传输至控制器4。控制器4将高程数据进行处理，形成高程信息，并通过Zigbee通信模块5发送至手持终端6。手持终端6用于显示病害分布图示、高程信息和压实遍数。服务器与手持终端6无线连接，用于存储病害分布图示、高程信息和压实遍数。采用该路基压实病害识别系统获取病害分布图示时，具体步骤如下：振动压路机产生的预定的激振力作用于目标土体后，加速度传感器1获取振动轮在纵向上的加速度响应信息，并发送至手持终端6；GPS模块8和/或北斗导航仪9实时获取振动压路机的位置信息，并发送至手持终端6；手持终端6对接收的加速度响应信息进行频谱分析，获取该加速度响应信息的频谱特征，以及根据预知的激振力的频谱特征，获取该激振力的激振力幅值，以及抗力的抗力幅值；手持终端6根据激振力幅值和抗力幅值，确定目标土体连续压实度；手持终端6处理目标土体连续压实度，获得目标土体连续压实度的均值与方差，并与预获取的不同压实病害模式的数值范围对比，确定目标土体的压实病害模式，并根据目标土体的压实病害模式匹配不同的颜色，结合位置信息，形成病害分布图示。其中，在进行压实病害模式判断时，具体步骤如下：目标土体连续压实度的均值小于第一阈值，且目标土体连续压实度的标准差在预定标准差范围内，则判定目标土体为填料含水率异常。目标土体连续压实度的标准差在预定标准差范围外，且目标土体连续压实度的变化频率大于频率阈值时，则判定目标土体为填料均匀度异常。目标土体连续压实度的标准差在预定标准差范围外，且目标土体连续压实度存在连续小于第二阈值的区域，则判断区域为压实薄弱区域，不同压实病害模式的数值范围包括第一阈值、预定标准差范围和第二阈值。获取目标土体的历史连续压实度信息，根据历史连续压实度信息和目标土体连续压实度，确定目标土体的压实稳定性。采用该路基压实病害识别系统获取压实遍数时，具体步骤如下：GPS模块8和/或北斗导航仪9实时获取振动压路机的位置信息，并发送至手持终端6；手持终端6根据位置信息，确定目标土体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路基压实病害识别系统，其特征在于，包括：加速度传感器、棱镜、全站仪、控制器、Zigbee通信模块、手持终端和远程服务器，以及GPS模块和/或北斗导航仪，所述加速度传感器设于振动压路机的振动轮上，将采集的纵向加速度信息发送至所述手持终端，所述棱镜固定于所述振动压路机的顶壁上，所述全站仪位于目标土体的设定区域内，实时采集所述棱镜的高程数据，并传输至所述控制器，所述控制器将所述高程数据进行处理，形成高程信息，并通过所述Zigbee通信模块发送至所述手持终端，所述手持终端用于显示病害分布图示、高程信息和压实遍数，所述服务器与所述手持终端无线连接，用于存储所述病害分布图示、所述高程信息和所述压实遍数。

【技术特征摘要】
1.一种路基压实病害识别系统，其特征在于，包括：加速度传感器、棱镜、全站仪、控制器、Zigbee通信模块、手持终端和远程服务器，以及GPS模块和/或北斗导航仪，所述加速度传感器设于振动压路机的振动轮上，将采集的纵向加速度信息发送至所述手持终端，所述棱镜固定于所述振动压路机的顶壁上，所述全站仪位于目标土体的设定区域内，实时采集所述棱镜的高程数据，并传输至所述控制器，所述控制器将所述高程数据进行处理，形成高程信息，并通过所述Zigbee通信模块发送至所述手持终端，所述手持终端用于显示病害分布图示、高程信息和压实遍数，所述服务器与所述手持终端无线连接，用于存储所述病害分布图示、所述高程信息和所述压实遍数。2.根据权利要求1所述路基压实病害识别系统，其特征在于，所述棱镜为全方位反射棱镜。3.根据权利要求1或2所述路基压实病害识别系统，其特征在于，所述手持终端内设有依次连接的滤波放大电路、FFT处理芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，张江影，周绪利，李荣均，张新海，于宙，聂永亮，杨勇，张路笛，
申请(专利权)人：张波，
类型：新型
国别省市：北京;11