一种沥青路面松铺层平整度测量仪及测量方法

摘要

一种沥青路面松铺层平整度测量仪及测量方法，包括能够折叠的折叠梁，折叠梁的底部设置有用于支撑折叠梁的若干滑靴，折叠梁内设置有钢丝绳，折叠梁水平设置，折叠梁上设置有相平行的支撑杆，支撑杆水平设置，支撑杆上设置有第一竖杆和第二竖杆，第一竖杆底端设置有能够上下移动的测量靴，第二竖杆上设置有与测量靴相连的测距传感器。本发明松铺层平整度仪为能够折叠结构，安装在折叠梁上的测距传感器能够连续测量摊铺机摊铺的松铺层平整度变化，避免了高温引起的翘曲，相比于3m直尺测量方法提高了测量精度。本发明松铺层平整度仪主要由折叠梁、滑靴、测距传感器组成，结构简单、造价低廉、使用方便。

说明书

技术领域

本发明属于公路建设施工领域，具体涉及一种沥青路面松铺层平整度测量仪及测量方法。

背景技术

《道路工程术语标准》(GBJ124-88)将路面平整度定义为：路表面纵向凹凸量的偏差值。目前，我国路面平整度的常见测量工具有：连续式平整度仪、颠簸累积仪和3m直尺等几种方法。

常见测量工具的结构特点和应用：

①连续式平整度仪为八轮仪：该测量仪由一个3m长的机架、前后各有4个行走轮(俗称“八轮仪”)、中间一个测定轮和数据采集、处理及存储显示系统组成。机架可缩短或折叠，机架中间测定轮能收起和放下，测定轮上装有位移传感器、距离传感器等检测八轮仪行走距离和测量路面平整度，用标准差σ表示测量结果，以mm为单位。八轮仪具有体积和重量大、需要人力或车辆牵引的特点，适用于测定成型路面的平整度，评定路面的施工质量和使用质量；

②颠簸累积仪为车载平整度测量仪：在检测车底板上安装位移传感器，用钢丝绳与后轴相连，另一端与传感器的定量位移轮连接，当车辆行驶时，测试路表凹凸不平使后轴与车厢间产生的相对位移，钢丝绳带动定量位移轮转动输出脉冲信号，此信号经计算机数据采集处理换算成位移量并记录。通过测量车辆在路面上通行时后轴与车厢之间的单向位移累积值反映路面平整度，以颠簸累积VBI表示测量结果，以cm/km为单位。颠簸累积仪具有测量速度快，效率高的特点，但需要安装在汽车底盘上，适用于测定成型路面的平整度，评定路面的施工质量和使用期的舒适性。

③3m直尺为一个三米长的铝合金米尺，通过测定直尺与路表面的最大间隙评价路面平整度，以mm为单位。3m直尺具有体积小、重量轻、便于携带的特点。适用于测定热拌沥青混合料路面施工过程中的平整度、接缝及构造物连接处的平整度，以评定路面的施工质量；也可用于除高速公路以外的其他等级公路路面工程质量检查验收或进行路况评价。

由以上描述可见，连续式平整度仪、颠簸累积仪只适用于测量摊铺碾压完成后的成型路面平整度，不适用于测量摊铺机摊铺的松铺层平整度。

3m直尺可以用于测量摊铺机摊铺的松铺层平整度，但是存在一些问题：

①3m直尺法由人工操作、数据采集慢，并且只能测得少量数据、测试效率低，不适用于长距离连续测量。

②由于热拌沥青混合料路面温度较高，3m直尺在使用一段时间后，易产生底面翘曲，严重影响平整度测定准确性。

发明内容

本发明针对3m直尺测量过程中存在的问题，目的在于提供了一种沥青路面松铺层平整度测量仪及测量方法，通过装有滑靴及测距传感器的折叠梁测量路面平整度，并自动采集、运算和显示平整度测量值。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种沥青路面松铺层平整度测量仪，包括能够折叠的折叠梁，折叠梁的底部设置有用于支撑折叠梁的若干滑靴，折叠梁内设置有钢丝绳，折叠梁水平设置，折叠梁上设置有若干相平行的支撑杆，若干支撑杆水平设置，支撑杆上设置有第一竖杆和第二竖杆，第一竖杆底端设置有能够上下移动的测量靴，第二竖杆上设置有与测量靴相连的测距传感器。

本发明进一步的改进在于，所述第一竖杆上还设置有显示屏，显示屏与测距传感器相连。

本发明进一步的改进在于，所述第二竖杆底部为凹型卡口，凹型卡口卡在钢丝绳上。

本发明进一步的改进在于，所述折叠梁的底部前端设置一个滑靴，后端设置2个滑靴，前端和后端滑靴之间的距离为3m。

本发明进一步的改进在于，所述折叠梁一端安装后端盖，另一端安装前端盖，前端盖上设置有牵引杆，后端盖和前端盖上均开设有中心孔，后端盖的中心孔内设置有张紧弹簧，前端盖的中心孔内设置有螺栓，螺栓上套装有螺母，钢丝绳一端与张紧弹簧相连，另一端与螺栓相连。

本发明进一步的改进在于，所述螺栓上设置有挂钩，张紧弹簧的一端与挂钩相连。

本发明进一步的改进在于，所述折叠梁由三根铝合金方管通过铰接而成，铝合金方管铰接处开设有用于插入固定销的销孔。

本发明进一步的改进在于，所述支撑板上设置有第二弹簧，第二弹簧与测量靴相连，折叠梁上设置有第一弹簧，第一弹簧与测量靴相连。

一种沥青路面松铺层平整度的测量方法，包括以下步骤：

1)选择待测路段，将沥青路面松铺层平整度测量仪放置在摊铺机后面的松铺层上，并利用牵引杆牵引，依靠滑靴在松铺路面滑行；

2)将安装在折叠梁上的测量靴放置到与松铺路表面接触位置，并能自由上下移动，利用距离传感器自动采集测量靴在竖直方向的位移数据，即路面纵向位移值；通过安装于摊铺机行走轮上的位移传感器测定滑行距离，每行走一段距离测量一次路面纵向位移值，测量n次后，按下式计算待测路段测量的平整度标准差σ_i(mm)，完成松铺层平整度的测量；

式中：d_i—距离传感器测得的路面纵向位移值，mm；

n—采样点数；

—n个路面纵向位移值的平均值，mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明松铺层平整度仪为能够折叠结构，安装在折叠梁上的测距传感器能够连续测量摊铺机摊铺的松铺层平整度变化，避免了高温引起的翘曲，相比于3m直尺测量方法提高了测量精度。

(2)本发明松铺层平整度仪主要由折叠梁、滑靴、测距传感器组成，结构简单、造价低廉、使用方便，可以测量摊铺机摊铺的松铺层平整度，弥补了连续式平整度仪、颠簸累积仪不能测量松铺层平整度的缺陷。

进一步的，本发明松铺层平整度仪在三个滑靴的支撑下随着摊铺机滑行在松铺层上，折叠梁两端安装滑靴的目的为：①避免由于松铺层温度高而引起折叠梁变形；②松铺层未碾压前其承载能力不足，安装滑靴使平整度仪易于在松铺层上移动，且不引起沉降。

本发明在测量时，将安装在折叠梁上的测量靴放置到与松铺路表面接触位置，并能自由上下移动，利用距离传感器自动采集测量靴在竖直方向的位移数据，即路面纵向位移值；通过安装于摊铺机行走轮上的位移传感器测定滑行距离，每行走一段距离测量一次路面纵向位移值，测量n次后，输出一次路面纵向位移值；测量完成后，计算一定区间的平整度标准差σ_i(mm)，完成松铺层平整度的测量；由于不采用人工操作，所以克服了测量不准确以及效率低的问题，适用于长距离连续、测量。

附图说明

图1为平整度测量仪主视图；

图2为平整度测量仪折叠梁俯视图；

图3为平整度测量仪折叠后的简图；

图4为第一竖杆、第二竖杆以及测距传感器的位置示意图；

图5为挂钩与螺栓整体结构图；

图中，1为滑靴；2为后端盖；3为张紧弹簧；4为折叠梁；5为钢丝绳；6为螺纹固定装置；7为第一竖杆；8为固定销；9为牵引杆；10为螺栓；11为前端盖；12为挂钩；13为第一弹簧；14为测量靴；15为第二弹簧；16为支撑板；17为凹型卡口；18为测距传感器；19为显示屏，20为第二竖杆，21为横梁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：

参见图1和图2，本发明提供一种松铺层平整度测量仪包括折叠梁4，参见图2，折叠梁4的底部两端设置有用于支撑折叠梁4的三个滑靴1，具体的，前部1个，后部2个，前后滑靴之间的距离为3m。折叠梁4两端安装滑靴1的目的为：①避免由于松铺层温度高而引起折叠梁变形；②松铺层未碾压前其承载能力不足，安装滑靴使平整度仪易于在松铺层上移动，且不引起沉降。

参见图1，折叠梁4一端安装后端盖2，另一端安装前端盖11，前端盖11上设置有牵引杆9，后端盖2和前端盖11上均开设有中心孔，前端盖11的中心孔内设置有螺栓10，参见图5，螺栓10上套装有螺母，螺栓的端部设置有挂钩12，后端盖2的中心孔内上设置有张紧弹簧3，钢丝绳5前端与挂钩12相连，后端与张紧弹簧3相连，通过扭转螺母从而使螺栓进行移动，以使钢丝绳5适度张紧达到一定的平直度。

参见图3，折叠梁4能够进行折叠。折叠梁4由三根铝合金方管通过铰接而成，铝合金方管内部为钢丝绳5及张紧弹簧3等提供安装位置。三根铝合金方管中相连的两根铝合金方管连接处开设有若干销孔，当使用时，销孔中插入固定销8使折叠梁具有一定的刚度，防止测量时变形。

折叠梁4水平设置，折叠梁4上设置有相平行的若干支撑板16，具体为两块，两块支撑板16水平设置，支撑板16上设置通孔，第一竖杆7安装在通孔内。第一竖杆7底端设置有测量靴14，具体的，测量靴14通过第一弹簧13和第二弹簧15设置，第二弹簧15一端设置在支撑板16上，另一端与测量靴14相连，第一弹簧13一端设置在折叠梁4上，另一端与测量靴14相连；测量靴14在第一弹簧13和第二弹簧15的作用下能够克服其自身重力上下升降。

支撑板16上还设置有第二竖杆20，第二竖杆20上设置有测距传感器18，测距传感器18与测量靴14相连，第二竖杆20底部为凹型卡口17，且凹型卡口17卡在钢丝绳5并压紧钢丝绳5。第一竖杆7与第二竖杆20均通过螺纹固定装置6固定在支撑板16上，参见图4，第一竖杆7与第二竖杆20平行设置，并且通过横梁21相连接。

第一竖杆7上设置有壳体，显示屏19与测距传感器18均设置在壳体上，并且壳体上还设置有电源以及开关按钮，测距传感器18与显示屏19相连，电源与测距传感器18和显示屏19相连，用于给测距传感器18和显示屏19供电。

测距传感器18采用差动式距离传感器，同时在摊铺机行走轮上安装位移传感器，用于测量行走的距离，本发明的路面平整度测量仪在摊铺机后面同时进行测量。钢丝绳5用作测距传感器的基准线，为保证其直线性，钢丝绳5应具有足够的张紧力。

上述沥青路面松铺层平整度测量仪的测量方法，包括以下步骤：

①将处于折叠状态的折叠梁4打开伸直，将固定销8插入销孔中固定，使折叠梁成4为一体，并具有足够的刚度，然后扭转螺母通过张紧机构3使钢丝绳5张紧达到规范要求的平直度。

②选择待测路段，将测量仪放置在摊铺机后面的松铺层上，并利用牵引杆9牵引，依靠滑靴1在松铺路面滑行。

③将安装在折叠梁4中间的测量靴14放置到与松铺路表面接触位置，并能自由上下滑动，测量靴14与测距传感器18相连，利用距离传感器自动采集测量靴14竖直方向的位移数据，通过安装于摊铺机行走轮上的位移传感器测定滑行距离，每行走一段距离测量一次位移值，测量n次后，按下式计算待测路段测量的平整度标准差σ_i(mm)，完成松铺层平整度的测量。

式中：d_i—平整度仪传感器测得的路面纵向位移值，mm；

n—采样点数；

—平整度仪传感器测得的n个路面纵向位移值的平均值，mm。

本发明在测量过程中，确保平整度测量仪7的凹型卡口17始终压紧在钢丝绳5上。