一种用于路基沉降自动监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于路基沉降自动监测系统，它包括整体预埋在道路基层中的电阻应变测量装置，以及与其相连的设置在道路侧边的控制箱，控制箱通过设置在路边的底座固定，且底座上竖立有立杆，立杆上通过支座台固定连接着太阳能发电板，且在立杆上端设置有用于与远程控制装置通讯的信号收发器。本发明专利技术的目的是提供一种用于路基沉降自动监测系统，方便持续高效监测路基沉降情况，而且能连贯性地反馈整个路基截面的情况，灵敏度高，方便实用，不受道路条件限制。

【技术实现步骤摘要】
一种用于路基沉降自动监测系统
本专利技术属于路基监测领域，具体为一种用于路基沉降自动监测系统。
技术介绍
公路路基常年受到车辆荷载的冲击作用，尤其在局部区域水文气候条件比较复杂，导致路基容易发生沉降变形。近年来，随着交通运输业的发展，车辆流量与日俱增，车辆荷载也有不断增大的趋势，甚至出现了超重车荷载超过设计荷载3~4倍的情况，这些因素严重恶化了路基的运营状况。路基发生沉降将造成路面不平顺，影响车辆运行的舒适性和安全性。在特殊部位，如桥头位置，路基沉降过大会增加跳车的程度，形成的冲击作用反过来会加速沉降，形成恶性循环。铁路路基受到的荷载更大，平顺性要求更高，因此对沉降的要求也更严格。如图1所示的路基，在使用一段时间后，由于底层路基80沉降坍塌，导致铺路时的第一基层81、第二基层82、第三基层83跟随沉降形成表面坍塌处85，最终导致路面84形成如图示中的裂痕处86，如此造成路面84破坏，影响车辆通行，甚至会造成交通事故。目前，国内外通常用于道路路基沉降的测量方法包括：埋设沉降板，如图2、图3所示，在路基80整理完成后，在检测符合基层铺设条件后，在道路的中间隔离带87位置铺设好如图3中所示的测量标组件，其包括设置在底端的底板70、与底板70垂直相连的底板立杆71以及露出路面的测量标72；然后每铺设一层，放一层测量标组件，用以检测该层的沉降情况。当路面铺设完成后，定期检测测量标72的高程信息，形成连贯性数据，监测沉降情况。因为路面若出现沉降，其会出现像图2中右边所示的底板70跟随沉降的情况，从而反馈到测量标72的高程上，即某一基层发生沉降D，则代表该基层的测量标72的高程变化对应为D。以上方式测试精度低，测试自动化程度低，而且只能反映某一点（放置了底板70位置)的沉降变化，而且需要路面结构支持，能够有位置预埋测量标组件，而且对于预埋也有施工要求，操作繁琐，比较难大面积推广使用。我们知道电阻=电阻系数×长度÷横截面积,电阻应变片拉伸,则电阻丝栅拉长,同时横截面积变小,所以电阻增大。因此可以考虑测量电阻应变片的电阻值大小来实际反应电阻的拉伸形变关系。本申请考虑将电阻应变设备预埋来代替测量标组件预埋，通过检测电阻变化实时感知到路基层的沉降变化。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上问题，提供一种用于路基沉降自动监测系统，方便持续高效监测路基沉降情况，而且能连贯性地反馈整个路基截面的情况，灵敏度高，方便实用，不受道路条件限制。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于路基沉降自动监测系统，它包括整体预埋在道路基层中的电阻应变测量装置（9），以及与其相连的设置在道路侧边的控制箱（3），控制箱（3）通过设置在路边的底座（1）固定，且底座（1）上竖立有立杆（4），立杆（4）上通过支座台（6）固定连接着太阳能发电板（7），且在立杆（4）上端设置有用于与远程控制装置（12）通讯的信号收发器（5）。进一步的，所述控制箱（3）内部设置有CPU控制板（31），所述CPU控制板（31）连接着电池组（32)，所述太阳能发电板（7）通过太阳能发电模组（35）与电池组（32）相连；所述信号收发器（5）通过信号模组（33）与CPU控制板（31）相连。进一步的，所述电阻应变测量装置（9）通过可快速插接的信号输出端口（2）与控制箱（3）内的CPU控制板（31）相连。进一步的，所述支座台（6）上同时设置有风力发电装置（8），且风力发电装置（8）通过风力发电模组（34）与CPU控制板（31）相连。进一步的，所述电阻应变测量装置（9）连续贯通设置在路基基层的横截面上，且分层设置。进一步的，所述电阻应变测量装置（9）包括成组设置的用于监测沉降变化的感应带（91），以及用于提供对照组的参照感应带（92），感应带（91）和参照感应带（92）均通过信号输出端口（2）接入到CPU控制板（31）。进一步的，所述信号收发器（5）为GSM网络收发器或者Zigbee网络收发器。本专利技术的有益效果：本专利技术一种用于路基沉降自动监测系统，方便持续高效监测路基沉降情况，而且能连贯性地反馈整个路基截面的情况，灵敏度高，方便实用，不受道路条件限制。1、采用电阻应变测量装置连续反映沉降路基层处的沉降变化情况，通过电阻应变测量装置随路基沉降而发生的拉伸导致的电阻变化来准确表征沉降数据，其准确性和可靠性更强。2、无需人工测量数据，数据采用无线传输，数据自动归集汇总，而且实时监控。3、各个测量点处做到能源自给，无需接入电网，使用不受输电网络限制。附图说明图1为现有路基结构以及沉降演示示意图。图2为现有路基沉降测量演示示意图。图3为现有路基沉降测量时使用的测量标组件示意图。图4为本专利技术安装结构示意图。图5为图4中A处局部放大示意图。图6为本专利技术电路连接原理图。图7为本专利技术组网连接示意图。图8为本专利技术中感应带91俯视结构示意图。图9为图8中B-B剖视示意图。图10为图8中C-C剖视示意图。图中所述文字标注表示为：1、底座；2、信号输出端口；3、控制箱；4、立杆；5、信号收发器；6、支座台；7、太阳能发电板；8、风力发电装置；9、电阻应变测量装置；12、远程控制装置；31、CPU控制板；32、电池组；33、信号模组；34、风力发电模组；35、太阳能发电模组；70、底板；71、底板立杆；72、测量标；80、路基；81、第一基层；82、第二基层；83、第三基层；84、路面；85、坍塌处；86、裂痕处；87、中间隔离带；91、感应带；92、参照感应带；801、柔性管；802、电阻线圈；803、传输导线；804、密封端；806、表层护套；8061、抓地凸钉；807、插线排；808、信号输出端口；8010、安装孔；D1、D2、D3、D4、D5……分别为路基沉降检测区。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。如图4-图7所示，本专利技术的具体结构为：一种用于路基沉降自动监测系统，它包括整体预埋在道路基层中的电阻应变测量装置9，以及与其相连的设置在道路侧边的控制箱3，控制箱3通过设置在路边的底座1固定，且底座1上竖立有立杆4，立杆4上通过支座台6固定连接着太阳能发电板7，且在立杆4上端设置有用于与远程控制装置12通讯的信号收发器5。优选的，所述控制箱3内部设置有CPU控制板31，所述CPU控制板31连接着电池组32，所述太阳能发电板7通过太阳能发电模组35与电池组32相连；所述信号收发器5通过信号模组33与CPU控制板31相连。优选的，在本专利技术中，电池组32采用石墨烯电池，利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，实现快速充电。优选的，所述电阻应变测量装置9通过可快速插接的信号输出端口2与控制箱3内的CPU控制板31相连。优选的，所述支座台6上同时设置有风力发电装置8，且风力发电装置8通过通过风力发电模组34与CPU控制板31相连。优选的，所述电阻应变测量装置9连续贯通设置在路基基层的横截面上，且分层设置。优选的，所述电阻应变测量装置9包括成组设置的用于监测沉降变化的感应带91，以及用于提供对照组的参照感应带92，感应带91和参照感应带92均通过信号输出端口2接入到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于路基沉降自动监测系统，其特征在于，它包括整体预埋在道路基层中的电阻应变测量装置（9），以及与其相连的设置在道路侧边的控制箱（3），控制箱（3）通过设置在路边的底座（1）固定，且底座（1）上竖立有立杆（4），立杆（4）上通过支座台（6）固定连接着太阳能发电板（7），且在立杆（4）上端设置有用于与远程控制装置（12）通讯的信号收发器（5）。

【技术特征摘要】
2016.12.28 CN 20162145593641.一种用于路基沉降自动监测系统，其特征在于，它包括整体预埋在道路基层中的电阻应变测量装置（9），以及与其相连的设置在道路侧边的控制箱（3），控制箱（3）通过设置在路边的底座（1）固定，且底座（1）上竖立有立杆（4），立杆（4）上通过支座台（6）固定连接着太阳能发电板（7），且在立杆（4）上端设置有用于与远程控制装置（12）通讯的信号收发器（5）。2.根据权利要求1所述的一种用于路基沉降自动监测系统，其特征在于，所述控制箱（3）内部设置有CPU控制板（31），所述CPU控制板（31）连接着电池组（32)，所述太阳能发电板（7）通过太阳能发电模组（35）与电池组（32）相连；所述信号收发器（5）通过信号模组（33）与CPU控制板（31）相连。3.根据权利要求1所述的一种用于路基沉降自动监测系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺宁，
申请(专利权)人：湖南品智工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43