【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于沥青混合料压实质量检测，具体涉及一种沥青混合料压实质量自振检测装置及方法。
技术介绍
1、沥青路面的压实度对道路质量控制有着重要作用，若压实度得不到有效评估，可能会导致以下后果：(1)可能导致压路机在某些区域施加的压实力过大或过小，从而导致路面压实不均匀，出现凹凸不平的情况；(2)可能导致路面压实质量下降，使得路面的密实度不达标或不符合要求，从而影响路面的使用寿命和质量；(3)如果路面压实不准确，可能需要额外的工作和成本来修复和调整，从而增加了施工的时间和成本；(4)不均匀的路面压实可能会导致行车安全隐患，如车辆行驶不稳、打滑等，增加了交通事故的风险。
2、传统的沥青路面压实度检测方法，主要依靠钻芯法、灌砂法，该类方法存在以下缺点：(1)不仅损坏路面而且在施工碾压过程中无法操作；(2)由于需要在每个测量点进行手工操作，传统方法通常需要耗费大量的时间和人力资源；(3)因其通常需要在特定位置进行测量，且通常只能覆盖有限的测量点，这可能导致对整个道路或路基的压实度进行全面评估时，数据不足或不够代表性。
3、现有的车载式压实度检测装置，大都是通过检测安装在振动压路机振动轮上的加速度信号来评估压实质量和均匀性的，虽然部分解决了上述问题，但其仍然存在缺点：(1)现有的大多数车载式压实度检测装置没有考虑压实温度对振动加速度的影响，即使是在同一压实度条件下，温度变化对振动加速度有效值的影响显著，温度影响沥青混合料的刚度进而影响振动反馈，从而使得加速度有效值发生变化；(2)如果司机缺乏操作技能或经验不足，可能
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种沥青混合料压实质量自振检测装置。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种沥青混合料压实质量自振检测装置，其特征在于：包括带有自动化控制系统的牵引机和与牵引机连接的压实机，压实机与牵引机之间设置有减震器，压实机的机架下侧设置有钢轮和红外温度传感器，压实机的机架上侧设置振动电机和加速度计，加速度计的信号输出端和红外温度传感器的信号输出端均与自动化控制系统的输入端连接，振动电机由自动化控制系统控制。
3、上述的一种沥青混合料压实质量自振检测装置，其特征在于：所述牵引机上安装有定位器，定位器的信号输出端与自动化控制系统的输入端连接。
4、上述的一种沥青混合料压实质量自振检测装置，其特征在于：所述自动化控制系统包括plc自动化控制系统。
5、同时，本专利技术还公开了一种沥青混合料压实质量自振检测的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
6、步骤一、构建压实度与振动加速度和温度的关系模型，过程如下：
7、步骤101、确定道路面层与基层材料类型、以及道路基层模量；
8、步骤102、根据道路面层与基层材料类型、以及道路基层模量制备道路沥青混合料并进行室内振动压实试验，得到对应的道路基层模量下不同压实温度成型试件对应的加速度有效值和压实度值；
9、步骤103、构建不同道路基层模量下压实度与振动加速度和温度的关系模型y＝αxeβt+γt+ζ，其中，y为对应的道路基层模量下的压实度，x为对应的道路基层模量下的加速度有效值，t为对应的道路基层模量下的温度，α为第一系数，β为指数参数，γ为第二系数，ζ为常数；
10、步骤二、匹配沥青混合料压实质量自振检测装置中振动电机的振动参数，过程如下：
11、步骤201、构建动力学模型mx＝f+psin(ωt)，其中，m为钢轮的质量，f为沥青混合料在钢轮碾压作用下的抵抗力，该抵抗力等于弹簧力与阻尼力之和，即f＝-cv-ks，c为沥青混合料的阻尼，v为钢轮垂直方向的速度，k为沥青混合料刚度，s为钢轮的位移，psin(ωt)为振动电机作用在钢轮上的激振力，ω为激振力的角频率，t为时间；
12、步骤202、构建钢轮工作的稳态响应形式s(t)＝ssin(ωt+φ)，其中，s为稳态响应下钢轮的振幅，φ为钢轮的响应与外部激励之间的相位差；
13、步骤203、对钢轮工作的稳态响应形式进行一阶求导和二阶求导，带入至动力学模型中，得到方程m(-ω2ssin(ωt+φ))+c(ωscos(ωt+φ))+k(ssin(ωt+φ))＝psin(ωt)，通过比较系数求解振幅s，得到
14、振动电机作用在钢轮上的激振力、激振力的角频率和稳态响应下钢轮的振幅s构成沥青混合料压实质量自振检测装置中振动电机的振动参数；
15、步骤三、启动沥青混合料压实质量自振检测装置进行沥青混合料压实；
16、步骤四、振动调整：自动化控制系统根据匹配的振动参数调节钢轮震动状态，确保装置能够稳定运行；
17、步骤五、振动加速度和温度的数据采集：利用红外温度传感器实时采集路面温度，利用加速度计实时采集振动加速度，并传输至自动化控制系统中；
18、步骤六、沥青混合料压实质量实时检测：将采集的振动加速度和温度数据带入至压实度与振动加速度和温度的关系模型中，计算压实度。
19、上述沥青混合料压实质量自振检测的方法，其特征在于：步骤三中，在开始工作前，在自动化控制系统中录入全路段路线或施工规划路线、车道数及车道宽度，自动化控制系统与定位器协同进行路径规划，确定装置需要行驶的路线，装置被启动并准确地沿着预定路径行驶。
20、上述沥青混合料压实质量自振检测的方法，其特征在于：步骤六中，若压实度与振动加速度和温度的关系模型计算的压实度不足时，补压或添加填料进行再次压实；
21、若压实度与振动加速度和温度的关系模型计算的压实度过高时，对道路表面进行研磨或削平，然后进行再次压实。
22、上述沥青混合料压实质量自振检测的方法，其特征在于：步骤六中，自动化控制系统将检测结果结合定位信息生成检测报告，以供后续分析和参考，所述检测报告包括道路压实度的图表、数据统计和问题点的识别。
23、本专利技术的有益效果是，加速器计用于测量振动的加速度，提供给控制系统用于分析道路的压实情况，红外温度传感器用于监测路面的温度，为后续的数据分析提供辅助信息，振动电机则负责产生振动力，钢轮则作为振动传输的媒介，将振动力传递到道路表面，定位器用于定位装置的位置，按照规划路径导航，记录振动检测数据的空间信息；减震器的作用是连接振动部分与不振动部分，起到减少振动传递和吸收震动的作用，从而降低对不振动部分的干扰，保护装置内部的其他部件不受到过大的振动影响，便于推广使用。
24、下面本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种沥青混合料压实质量自振检测装置，其特征在于：包括带有自动化控制系统的牵引机(7)和与牵引机(7)连接的压实机(6)，压实机(6)与牵引机(7)之间设置有减震器(5)，压实机(6)的机架下侧设置有钢轮(4)和红外温度传感器(3)，压实机(6)的机架上侧设置振动电机(1)和加速度计(2)，加速度计(2)的信号输出端和红外温度传感器(3)的信号输出端均与自动化控制系统的输入端连接，振动电机(1)由自动化控制系统控制。
2.按照权利要求1所述的一种沥青混合料压实质量自振检测装置，其特征在于：所述牵引机(7)上安装有定位器(8)，定位器(8)的信号输出端与自动化控制系统的输入端连接。
3.按照权利要求1所述的一种沥青混合料压实质量自振检测装置，其特征在于：所述自动化控制系统包括PLC自动化控制系统。
4.一种利用如权利要求1所述装置进行沥青混合料压实质量自振检测的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
5.按照权利要求4所述沥青混合料压实质量自振检测的方法，其特征在于：步骤三中，在开始工作前，在自动化控制系统中录入全路段路线或施工规划
6.按照权利要求4所述沥青混合料压实质量自振检测的方法，其特征在于：步骤六中，若压实度与振动加速度和温度的关系模型计算的压实度不足时，补压或添加填料进行再次压实；
7.按照权利要求5所述沥青混合料压实质量自振检测的方法，其特征在于：步骤六中，自动化控制系统将检测结果结合定位信息生成检测报告，以供后续分析和参考，所述检测报告包括道路压实度的图表、数据统计和问题点的识别。
...【技术特征摘要】
1.一种沥青混合料压实质量自振检测装置，其特征在于：包括带有自动化控制系统的牵引机(7)和与牵引机(7)连接的压实机(6)，压实机(6)与牵引机(7)之间设置有减震器(5)，压实机(6)的机架下侧设置有钢轮(4)和红外温度传感器(3)，压实机(6)的机架上侧设置振动电机(1)和加速度计(2)，加速度计(2)的信号输出端和红外温度传感器(3)的信号输出端均与自动化控制系统的输入端连接，振动电机(1)由自动化控制系统控制。
2.按照权利要求1所述的一种沥青混合料压实质量自振检测装置，其特征在于：所述牵引机(7)上安装有定位器(8)，定位器(8)的信号输出端与自动化控制系统的输入端连接。
3.按照权利要求1所述的一种沥青混合料压实质量自振检测装置，其特征在于：所述自动化控制系统包括plc自动化控制系统。
4.一种利用如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：成高立，王向前，刘梅芳，郭胜涛，郝园园，张涛，胡力群，侯文杰，张文凯，雷雪鹏，张江华，乔养辉，王雨昕，
申请(专利权)人：陕西高速机械化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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