检测路面结构强度的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种检测路面结构强度的系统和方法，该系统由通过微波雷达组件实现了非接触式测量路面强度，有效避免了传统测试中因落梁和提梁造成的时间延误，提高了测试效率，并且还通过路面测试点位实现实时监测，监测精度提高，方便直观，同时根据所述多个公路检测点位的瞬时振动频率值计算得到公路各层结构的实际弹性模量有效反映了公路各结构层强度的变化规律。的变化规律。的变化规律。

【技术实现步骤摘要】
检测路面结构强度的系统和方法


[0001]本专利技术涉路面检测
，尤其涉及一种检测路面结构强度的系统和方法。

技术介绍

[0002]目前国内公路建设的重点将由“建设与养护并举”向“以养护为主”的方向发展，因此，需要准确评价路面的性能状况，对于路面养护维修具有重要价值。而弯沉是表征公路路基路面整体强度的重要参数之一，由此，研发出了落锤式弯沉仪(FWD)，用于测试公路路基路面整体强度的重要参数弯沉。
[0003]然而，传统的落锤式弯沉仪采用位移传感器(LVDT)测试弯沉值(Dr)，但安装位移传感器(LVDT)操作繁琐，测试效率较低，只能输出动态位移值，检测精度较低，并且采用路面结构强度指数PSSI进行计算公路强度，该计算方式没有充分发挥弯沉盆评价路面承载力的优势，不能有效的反映公路各结构层强度的变化规律。

技术实现思路

[0004]鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种检测路面结构强度的系统和方法，提高了检测效率，实现对路面测试点位实时监测，使得动态监测精度较高，同时有效反映了公路各结构层强度的变化规律。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种检测路面结构强度的系统，包括：冲击公路组件、微波雷达组件以及终端组件，所述微波雷达组件与所述终端组件连接；
[0006]所述微波雷达组件，用于通向已冲击公路的多个公路检测点位发射微波信号并接收经由多个公路检测点位反射的回波信号；
[0007]终端组件包括数据采集模块用于对接收到的所述回波信号进行采集、存储和预处理并计算得到多个公路检测点位的瞬时振动频率值；
[0008]以及数据处理模块，用于根据所述多个公路检测点位的瞬时振动频率值计算得到公路各层结构的实际弹性模量，根据所述实际弹性模量与预设弹性模量比较，根据比较的结果判断公路路面的强度是否合格。
[0009]可选地，所述多个微波雷达单元至少为四个，至少所述四个微波雷达单元分别为在同一直线上的第一微波雷达单元、第二微波雷达单元、第三微波雷达单元和第四微波雷达单元，其中，所述第一微波雷达单元设置于靠近所述冲击公路组件冲击公路中心区域；
[0010]所述第一微波雷达单元和所述第二微波雷达单元之间间隔距离范围10厘米至30厘米，所述第一微波雷达单元和所述第三微波雷达单元之间间隔距离范围50厘米至70厘米，所述第一微波雷达单元和所述第四微波雷达单元之间间隔距离范围100厘米至140厘米。
[0011]可选地，所述第一微波雷达单元和所述第二微波雷达单元之间间隔距离为20厘米，所述第一微波雷达单元和所述第三微波雷达单元之间间隔距离为60厘米，所述第一微波雷达单元和所述第四微波雷达单元之间间隔距离为120厘米。
[0012]可选地，所述冲击公路组件包括重锤、连接杆以及承载件；
[0013]所述承载件设置于所述公路上，所述连接杆设置于所述承载件上，所述重锤活动设置所述连接杆上，所述重锤位于所述承载件上方，以使所述重锤在所述连接杆能够自由落体到所述承载件上。
[0014]本申请还提供一种检测路面结构强度的方法，所述方法包括：
[0015]对公路进行冲击；
[0016]通向已冲击公路的多个公路检测点位发射微波信号并接收经由多个公路检测点位反射的回波信号；
[0017]对接收到的所述回波信号进行采集、存储和预处理并计算得到多个公路检测点位的瞬时振动频率值；
[0018]根据所述多个公路检测点位的瞬时振动频率值，计算得到公路各层结构的实际弹性模量；
[0019]根据所述实际弹性模量与预设弹性模量比较，根据比较的结果判断公路路面的强度是否合格。
[0020]可选地，所述终端组件根据接收到的所述回波信号，计算得到多个公路检测点位的瞬时振动频率值包括：
[0021]在所述公路面微动时域信号中找到所有极值点，计算得到中间时域信号值；
[0022]判断所述中间时域信号值是否满足预设条件，来判断所述中间时域信号值是否为固有模态值；
[0023]若不满足所述预设条件，中间时域信号值替代所述时域信号值，并重新执行上述步骤，直至满足所述预设条件，中间时域信号值为目标固有模态值；
[0024]根据所述时域信号值和所述目标固有模态值差值得到时域余量信号，重复上述步骤，直至不能筛分出新的目标固有模态值，得到k个目标固有模态值，其中，k大于等于1；
[0025]根据所述k个目标固有模态值计算得到目标时域信号值；
[0026]根据所述目标时域信号值计算得到所述瞬时振动频率值。
[0027]可选地，所述判断所述中间时域信号值是否满足预设条件，包括：
[0028]在整个数据序列时域信号值中,极值点的数量与过零点的数量相等,或极值点的数量与过零点的数量最多相差不多于一个；
[0029]在任一时间点上,时域信号值的局部最大值和局部最小值定义的包络均值为零。
[0030]可选地，所述根据所述目标时域信号值计算得到所述瞬时振动频率值包括：
[0031]将所述目标时域信号值进行转变并得到解析信号值；
[0032]根据所述解析信号值计算得到所述瞬时振动频率值。
[0033]可选地，所述根据所述多个公路检测点位的瞬时振动频率值计算得到公路各层结构的实际弹性模量包括：
[0034]根据所述多个公路检测点位的瞬时振动频率值之间差值分别得出面层、基层、底基层和路基的承载参数值；
[0035]根据所述面层、所述基层、所述底基层和所路基的承载参数值计算得到所述实际弹性模量。
[0036]可选地，所述根据所述实际弹性模量与预设弹性模量比较，根据比较的结果判断
公路路面的强度是否合格包括：
[0037]若所述实际弹性模量与预设弹性模量之间的比值大于1，得出公路路面的强度合格。
[0038]本专利技术的有益效果如下：
[0039]通过微波雷达组件实现了非接触式测量路面强度，有效避免了传统测试中因落梁和提梁造成的时间延误，提高了测试效率，并且还通过路面测试点位实现实时监测，监测精度提高，方便直观，同时根据所述多个公路检测点位的瞬时振动频率值计算得到公路各层结构的实际弹性模量有效反映了公路各结构层强度的变化规律。
附图说明
[0040]图1是本专利技术的检测路面结构强度的系统结构示意图。
[0041]图2是本专利技术的检测路面结构强度的系统的具体结构示意图。
[0042]图3是本专利技术的检测路面结构强度的方法流程示意图。
[0043]图4是本专利技术的检测路面结构强度的系统的路面各层具体检测结构示意图。
[0044]其中，附图标记说明如下：
[0045]冲击公路组件100、重锤110、连接杆120、承载件130；
[0046]微波雷达组件200、第一微波雷达单元210、第二微波雷达单元220、第三微波雷达单元230、第四微波雷达单元240、固定架250；
[0047]终端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测路面结构强度的系统，其特征在于，包括：冲击公路组件(100)、微波雷达组件(200)以及终端组件(300)，所述微波雷达组件(200)与所述终端组件(300)连接；所述微波雷达组件(200)，用于通向已冲击公路的多个公路检测点位发射微波信号并接收经由多个公路检测点位反射的回波信号；终端组件(300)包括数据采集模块(310)用于对接收到的所述回波信号进行采集、存储和预处理并计算得到多个公路检测点位的瞬时振动频率值；以及数据处理模块(320)，用于根据所述多个公路检测点位的瞬时振动频率值计算得到公路各层结构的实际弹性模量，根据所述实际弹性模量与预设弹性模量比较，根据比较的结果判断公路路面的强度是否合格。2.根据权利要求1所述的检测路面结构强度的系统，其特征在于，所述多个微波雷达单元至少为四个，至少所述四个微波雷达单元分别为在同一直线上的第一微波雷达单元(210)、第二微波雷达单元(220)、第三微波雷达单元(230)和第四微波雷达单元(240)，其中，所述第一微波雷达单元(210)设置于靠近所述冲击公路组件(100)冲击公路中心区域；所述第一微波雷达单元(210)和所述第二微波雷达单元(220)之间间隔距离范围10厘米至30厘米，所述第一微波雷达单元(210)和所述第三微波雷达单元(230)之间间隔距离范围50厘米至70厘米，所述第一微波雷达单元(210)和所述第四微波雷达单元(240)之间间隔距离范围100厘米至140厘米。3.根据权利要求2所述的检测路面结构强度的系统，其特征在于，所述第一微波雷达单元(210)和所述第二微波雷达单元(220)之间间隔距离为20厘米，所述第一微波雷达单元(210)和所述第三微波雷达单元(230)之间间隔距离为60厘米，所述第一微波雷达单元(210)和所述第四微波雷达单元(240)之间间隔距离为120厘米。4.根据权利要求1所述的检测路面结构强度的系统，其特征在于，所述冲击公路组件(100)包括重锤(110)、连接杆(120)以及承载件(130)；所述承载件(130)设置于所述公路上，所述连接杆(120)设置于所述承载件(130)上，所述重锤(110)活动设置所述连接杆(120)上，所述重锤(110)位于所述承载件(130)上方，以使所述重锤(110)在所述连接杆(120)能够自由落体到所述承载件(130)上。5.一种检测路面结构强度的方法，其特征在于，所述方法包括：对公路进行冲击；通向已冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐堂，许伟强，张元敏，王磊，温裕华，罗玮，赵泓博，
申请(专利权)人：四川华腾公路试验检测有限责任公司，
类型：发明
国别省市：