一种用于路面压实质量检测设备及其方法

技术领域

本发明涉及路面检测设备技术领域，具体为一种用于路面压实质量检测设备及其方法。

背景技术

路面压实检测是确保道路施工质量的重要环节，它涉及到使用多种检测设备和方法来评估路面材料在压实后的密实度和均匀性，具体包括有：挖坑灌砂测试压实度方法、无核密度仪测试压实度方法、钻芯测试路面压实度方法、环刀测试压实度方法以及核子密湿度仪测试压实度方法；在实际施工中，为了保证路面压实的质量和均勺性，常常会结合使用以上几种检测方法，以获取更全面的数据支持；其中，沥青路面上的压实度一般采用钻芯测试路面压实度的方法，而钻芯法则需要钻机和钻头配合使用，用于切割路面材料以取出芯样，然后将样品清理晾干后送去试验实中，利用千斤顶来检测且荷载和强度，主要是通过模拟实际交通载荷对路面施加压力，以此来评估路面材料的承载能力和压实程度；千斤顶通常配备有荷载传感器，能够精确控制施加在路面上的力，并且能够记录施加力的大小；在整个过程中，传感器会实时监测千斤顶施加的荷载和路面的响应情况；通过分析这些数据，可以评估路面的压实度和强度；然而现有的钻机在使用时，不能够现场即时即测，在取样后需较长时间再拿去试验室检测，可能影响样品最终的检测数据，并且钻机在钻取沥青路样品期间，样品存在直接卡在路面钻取的孔洞口内，也有部分钻取的样品容易直接卡在钻头管内较难取出，一般需要人工拿锤子敲击或者扣出，然而这样使用不管是对样品或者是钻头管都会造成一定损坏，也会影响后期样品测试压实度的数据以及设备的使用效果和效率，因此，亟需提出一种用于路面压实质量检测设备及其方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的是提供一种用于路面压实质量检测设备，以解决上述背景技术中提到的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种用于路面压实质量检测设备，包括机体、相邻设于机体左右两侧的施压测试区和取样施工区、以及设于机体前侧用于控制整个设备电气部件的控制系统；

所述机体底部一体设置底座，该底座上设置有能够在施压测试区和取样施工区滑动的放置滑块，用于将取样施工区的样品输送至施压测试区进行加压检测；

所述施压测试区包括安装于机体顶部的千斤顶；

所述取样施工区设有钻芯取样装置，该钻芯取样装置包括安装框板、升降设于安装框板中部的安装箱、以及转动安装在安装箱下侧的钻头管，所述安装箱内侧设有用于驱动钻头管转动的传动组件；

所述安装箱上侧设有活塞组件，且该活塞组件能够在钻头管内侧活塞运动；

所述活塞组件包括安装在安装箱顶部的伸缩杆以及安装在伸缩杆伸缩端与钻头管内直径适配的连接推板，所述连接推板底部固设有活塞块，该活塞块能够紧贴钻头管内壁进行升降活动；

所述连接推板两侧分别嵌入安装有电控阀，所述活塞块两侧竖直开设有水孔和气孔，两个所述电控阀底端分别与水孔和气孔连接；

所述安装箱顶部固定安装有固定气管和固定水管，所述机体顶部安装有水箱和气泵，所述固定气管顶端通过输气管与气泵连接，所述固定水管通过输水管与水箱内部水泵连接；

两个所述电控阀顶端分别连接有橡胶软管，并通过两个橡胶软管分别与固定气管和固定水管连通。

所述底座上侧开设有活动槽、以及连通至路面的取样通口，所述活动槽位于千斤顶和钻头管下方，所述取样通口设于活动槽下侧，并对应在钻头管正下方，所述活动槽两侧分别设置有滑动导杆，所述放置滑块底部两侧与滑动导杆滑动连接，所述活动槽一侧固定安装有直线齿排，所述放置滑块一侧安装有滑动电机，该滑动电机轴端安装有行走齿轮，并通过行走齿轮与直线齿排啮合传动。

在上述技术方案的基础上，所述取样通口两侧的活动槽分别开设有倾斜导向坡，且倾斜导向坡朝取样通口一侧倾斜向下，所述倾斜导向坡设于放置滑块下方。

在上述技术方案的基础上，所述安装箱两侧分别一体设置有嵌入凸块，所述安装框板内部两侧分别开设有内升降凹槽，所述安装箱两侧分别一体设置有嵌入凸块，两个所述嵌入凸块分别活动嵌入内升降凹槽内侧，所述内升降凹槽内竖直安装有螺杆和滑杆，所述螺杆和滑杆分别由嵌入凸块贯穿，其中螺杆与嵌入凸块螺纹连接，所述安装框板顶部安装有用于传动螺杆的升降电机。

在上述技术方案的基础上，所述安装框板顶部底部两侧分别开设有进风槽和出风槽，所述安装框板中部安装有连接风管用于将进风槽和出风槽连通，且连接风管内侧安装有风机。

在上述技术方案的基础上，所述进风槽和出风槽均位于底座上方，其中进风槽设于放置滑块活动路径的上方。

在上述技术方案的基础上，所述进风槽内侧安装有粉尘过滤板，所述出风槽内侧安装有加热棒。

在上述技术方案的基础上，所述传动组件包括安装在安装箱内侧的转动电机，以及安装在转动电机转轴上的主动齿轮，所述钻头管内侧套设有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合传动。

在上述技术方案的基础上，所述安装箱前后箱板通过螺钉锁紧。

本发明还包括一种用于路面压实质量检测设备的使用方法：通过取样施工区的钻芯取样装置对路面进行钻取，并将样本放入放置滑块，由放置滑块输送至施压测试区的千斤顶直接施压检测，具体的，钻芯取样装置使用时，由钻头管进行高速转动，并随着安装箱在安装框板下降，使得钻头管对路面进行钻取，钻取时路面样本会卡进钻头管内，而在不断持续向下的钻取过程中，可通过水箱内的水泵将冷却水输送至固定水管，固定水管通过橡胶软管将水输送至相应的电控阀，此时该水路的电控阀打开，使得冷却水进入钻头管内，在钻路面的同时对钻头管进行冷却以及粉尘的沉降；

在钻取完毕后，安装箱向上位移，由于钻头管内活塞块与样本之间为密闭的腔体，此时关闭水路电控阀，打开气路电控阀，利用气泵抽气的作用，依次作用固定气管以及相应连接的橡胶软管和电控阀，使得活塞块的气孔产生负压，进而对钻头管进行抽气产生负压，并配合伸缩杆将活塞块向上拉动抽气作用，使钻头管内产生更大的负压效果，更稳定的将样品吸附在钻头管内；

接着，钻头管内随着安装箱向上位移至一定高度，放置滑块滑动至钻头管正下方，此时气泵以及气路的电控阀呈紧闭状态，伸缩杆向下推动活塞块，利用气压稳定的将钻头管内的样品推出至放置滑块上，而钻头管随着样品推出缓缓上升并完全脱离样品，此时的样品通过放置滑块输送至施压测试区的千斤顶直接进行施压检测，直至样品破碎，而千斤顶施压的荷载和强度数据显示在控制系统的显示屏上；

放置滑块输送期间，由于安装箱底部两侧开设有进风槽和出风槽，可提高放置滑块上气流速度，且出风槽设置电热棒，可吹出热风，因此能够对放置滑块输送的样品进行干燥，而放置滑块在活动槽和滑动导杆导向作用下，在底座上稳定滑动，并且，通过在取样通口两侧开设有倾斜导向坡，使得样品部分残留的水能够直接由倾斜导向坡向取样通口外部导流出，也可以在热风的作用下烘干。

通过采用上述的技术方案，本发明的相比现有的技术具有以下优点：

本发明通过在机体分别设置有施压测试区和取样施工区，钻芯取样装置取样完毕后能够立即将样品置于放置滑块，并通过放置滑块输送至施压测试区的千斤顶直接施压检测，从而实现实时检测，可提高测试数据的精准度，以及快速的对所需要的路面进行压实度检测；

钻头管在钻取路面样品的同时，可通过活塞组件配合水箱内水泵的使用，对钻头管内部输送冷却水，以在钻头管钻取过程中降低钻头的温度，减少粉尘，提高钻进效率，并且通过活塞组件的配合气泵的使用，使得钻头管内部能够产生负压对样品进行吸附，具体通过气泵负压抽气配合伸缩杆向上拉动活塞块的作用，可产生较好的负压吸附效果，从而保证钻头管内部的样品不易掉落；同理活塞块向下活塞滑动，可用于快速的将样品向下推出，并配合安装箱的升降作用，使钻头管能够稳定的将样品放置在放置滑块上进行输送；

安装箱主要通过两侧的嵌入凸块卡入安装框板的内升降凹槽，使得安装箱能够稳定在内升降凹槽上下活动，并再通过螺杆和滑杆来穿插嵌入凸块，使得螺杆螺纹传动嵌入凸块升降时能够更为稳定，安装箱不易直接向下脱落；

而放置滑块在活动槽和滑动导杆双导向作用下，能够在底座上稳定滑动，并且，通过在取样通口两侧开设有倾斜导向坡，使得样品部分残留的水能够直接由倾斜导向坡流向取样通口，从而保持设备的干燥性；由于安装箱底部两侧开设有进风槽和出风槽，并对应在放置滑块的输送路线上，也就是活动槽上方，这样可提高放置滑块上空气流动速度，从而有利于放置滑块上样品表面的风干，且进一步的，出风槽可设置电热棒，使得出风槽吹出热风，温度越高水分的蒸发越快，能够提高放置滑块上样品表面的干燥速度，并对倾斜导向坡上的水分进行干燥，提高设备的使用效果和效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的施压测试区与取样施工区的结构示意图；

图3为本发明底座与放置滑块的结构示意图；

图4为本发明钻芯取样装置的结构示意图；

图5为本发明连接风管的与风机连接结构示意图；

图6为本发明的安装箱外侧的结构示意图；

图7为本发明安装箱的内部结构示意图；

图8为本发明活塞组件的结构示意图；

图9为本发明连接推板的结构示意图；

图10为本发明活塞块的结构示意图；

图中：施压测试区a、取样施工区b、PLC控制系统c、机体1、底座2、活动槽22、取样通口23、滑动导杆24、倾斜导向坡25、直线齿排26、滑动电机27、行走齿轮28、放置滑块3、千斤顶4、滚动轮5、钻芯取样装置6、安装框板60、内升降凹槽61、螺杆62、滑杆63、升降电机64、进风槽65、出风槽66、连接风管67、风机68、钻头管7、安装箱8、嵌入凸块81、转动电机82、主动齿轮83、从动齿轮84、活塞组件9、伸缩杆91、连接推板92、活塞块93、水孔931、气孔932、电控阀94、橡胶软管95、固定气管96、固定水管97、水箱98、气泵99

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图10所示，本发明提供一种用于路面压实质量检测设备的技术方案：包括机体1、相邻设于机体1左右两侧的施压测试区a和取样施工区b、以及设于机体1前侧用于控制整个设备电气部件的PLC控制系统c，具体的：滑动电机27、电控阀94、千斤顶4、升降电机64、风机68、伸缩杆91、转动电机82、气泵99以及水箱98内的水泵均连接并受控于PLC控制系统c，其中PLC控制系统c配备有用于显示数据的显示屏，PLC控制系统c为现有技术常用的控制技术，因此不在此进行赘述。

机体1底部一体设置底座2，该底座2上设置有能够在施压测试区a和取样施工区b滑动的放置滑块3，用于将取样施工区b的样品输送至施压测试区a进行加压检测；从而实现实时检测以及快速的对所需要的路面进行压实度检测，提高检测效率，且实时对路面样品检测压实度也是确保道路工程质量的有效手段，它通过提高施工过程的透明度和可控性，有利于提升道路的使用寿命和行车安全；

上述施压测试区a包括安装于机体1顶部的千斤顶4，主要利用千斤顶4的作用对放置滑块3进行施压检测，取样施工区b设有钻芯取样装置6，该钻芯取样装置6包括安装框板60、升降设于安装框板60中部的安装箱8、以及转动安装在安装箱8下侧的钻头管7，安装箱8内侧设有用于驱动钻头管7转动的传动组件，而安装箱8前后箱板通过螺钉锁紧，这样方便对安装箱8内部配件后期的维护和更换；

安装箱8上侧设有活塞组件9，且该活塞组件9能够在钻头管7内侧活塞运动；活塞组件9包括安装在安装箱8顶部的伸缩杆91以及安装在伸缩杆91伸缩端与钻头管7内直径适配的连接推板92，伸缩杆91可以为电动伸缩杆或者液压伸缩杆，连接推板92底部固设有活塞块93，该活塞块93能够紧贴钻头管7内壁进行升降活动，活塞块93上升时可将钻头管7内的样品向上负压吸紧，同理活塞块93向推时可将钻头管7内吸附的样品推送至放置滑块3，保证样品的稳定取放和输送；

并且，连接推板92两侧分别嵌入安装有电控阀94，活塞块93两侧竖直开设有水孔931和气孔932，两个电控阀94底端分别与水孔931和气孔932连接；安装箱8顶部固定安装有固定气管96和固定水管97，机体1顶部安装有水箱98和气泵99，固定气管96顶端通过输气管与气泵99连接，固定水管97通过输水管与水箱98内部的水泵连接；两个电控阀94顶端分别连接有橡胶软管95，并通过两个橡胶软管95分别与固定气管96和固定水管97连通，橡胶软管95材质较软，因此能够随着接推板92的升降而适应性弯曲，且该设置主要是让活塞块93具有出水和吸气的作用，可根据使用需求，配合水箱98内水泵的使用，对钻头管7内部输送冷却水，以在钻头管7钻取过程中降低钻头的温度，减少粉尘，提高钻进效率；

具体的水路流通原理为：水箱98内水泵将冷却水由输水管送入固定水管97，通过固定水管97连接的橡胶软管95送入相应的电控阀94，再由开启的电控阀94进入活塞块93的水孔931，从而实现钻头管7的出水；

具体的气路流通原理为：气泵99为抽气的状态，气泵99通过输气管连接固定气管96，固定气管96通过橡胶软管95与另一个电控阀94连接，而该电控阀94与活塞块93的气孔932进行；连通，因此，气泵99的作用下，可对钻头管7内部进行负压抽气，从而起到对样品的吸附作用，又可通过配合伸缩杆91向上拉动活塞块93的作用，使得钻头管7可产生更好的负压吸附效果，从而保证钻头管7内部的样品不易掉落；而当活塞块93向下活塞滑动时，可快速的将样品向下推出。

上述实施例中，底座2上侧开设有活动槽22、以及连通至路面的取样通口23，活动槽22位于千斤顶4和钻头管7下方，钻头管7向下位移时能够穿过取样通口23对路面进行钻进取样，取样通口23设于活动槽22下侧，并对应在钻头管7正下方，活动槽22两侧分别设置有滑动导杆24，放置滑块3底部两侧与滑动导杆24滑动连接，放置滑块3在活动槽22和滑动导杆24双导向作用下，能够在底座2上稳定滑动；并且活动槽22一侧固定安装有直线齿排26，放置滑块3一侧安装有滑动电机27，该滑动电机27轴端安装有行走齿轮28，并通过行走齿轮28与直线齿排26啮合传动，通过滑动电机27带动行走齿轮28转动，使得行走齿轮28能够沿着行走齿轮28啮合移动，实现放置滑块3在活动槽22的左右滑动。

在上述技术方案的基础上，取样通口23两侧的活动槽22分别开设有倾斜导向坡25，且倾斜导向坡25朝取样通口23一侧倾斜向下，倾斜导向坡25设于放置滑块3下方，使得放置滑块3上样品部分残留的冷却水，能够直接由倾斜导向坡25流向取样通口23排出，从而保持设备的干燥性；

本实施例中，为了实现转动安装在安装箱8的钻头管7能够稳定的升降，以及配合活塞组件9稳定的取放样品，安装箱8两侧分别一体设置有嵌入凸块81，安装框板60内部两侧分别开设有内升降凹槽61，安装箱8两侧分别一体设置有嵌入凸块81，两个嵌入凸块81分别活动嵌入内升降凹槽61内侧，使得安装箱8能够稳定在内升降凹槽61上下活动，内升降凹槽61内竖直安装有螺杆62和滑杆63，滑杆63的设置进一步保证升降的稳定性不易脱落，螺杆62和滑杆63分别由嵌入凸块81贯穿，其中螺杆62与嵌入凸块81螺纹连接，安装框板60顶部安装有用于传动螺杆62的升降电机64，通过升降电机64传动螺杆62，使得螺杆62螺纹传动嵌入凸块81升降，不仅控制升降的精度高，且安装箱8不易直接向下脱落；并且活塞块93在伸缩杆91的作用向下活塞滑动时，样品向下推出，此时钻头管7随着安装箱8的逐渐向上升起，使得样品在放置滑块3上逐渐显露出来，这样放置样品更加的稳定。

在上述技术方案的基础上，安装框板60顶部底部两侧分别开设有进风槽65和出风槽66，安装框板60中部安装有连接风管67用于将进风槽65和出风槽66连通，且连接风管67内侧安装有风机68，进风槽65和出风槽66均位于底座2上方，其中进风槽65设于放置滑块3活动路径的上方，也就是活动槽22上方，风机68向出风槽66一侧吹动，放置滑块3经过出风槽66时，可提高放置滑块3上空气流动速度，从而有利于放置滑块3上样品表面的风干；且进一步的，进风槽65内侧安装有粉尘过滤板，进风槽65具有负压吸尘的效果，通过设置该粉尘过滤板可对粉尘进行过滤，减小粉尘的影响；而出风槽66内侧可安装有加热棒；使得出风槽66吹出热风，温度越高水分的蒸发越快，能够提高放置滑块3上样品表面的干燥速度，并对倾斜导向坡25上的水分进行干燥，提高设备的使用效果和效率；

为了实现钻头管7的转动钻进路面，传动组件包括安装在安装箱8内侧的转动电机82，以及安装在转动电机82转轴上的主动齿轮83，钻头管7内侧套设有从动齿轮84，主动齿轮83与从动齿轮84啮合传动，通过转动电机82带动主动齿轮83啮合从动齿轮84，从动齿轮84带动钻头管7在安装箱8转动，并配合安装箱8的升降以及活塞组件9的出水和气压作用，大大提高了钻头管7的使用效果。

本发明还包括一种用于路面压实质量检测设备的具体使用方法：通过取样施工区b的钻芯取样装置6对路面进行钻取，并将样本放入放置滑块3，由放置滑块3输送至施压测试区a的千斤顶4直接施压检测，具体的，钻芯取样装置6使用时，通过转动电机82带动主动齿轮83啮合从动齿轮84，从动齿轮84带动钻头管7在安装箱8转动，钻头管7进行高速转动，此时升降电机64传动螺杆62，使得螺杆62螺纹传动嵌入凸块81向下位移，随着安装箱8在安装框板60下降，使得钻头管7逐渐对路面进行钻进，钻取时路面样本会卡进钻头管7内，而在不断持续向下的钻取过程中，可通过水箱98内的水泵将冷却水输送至固定水管97，固定水管97通过橡胶软管95将水输送至相应的电控阀94，此时该水路的电控阀94打开，使得冷却水进入钻头管7内，在钻路面的同时对钻头管7进行冷却以及粉尘的沉降；在钻取完毕后，安装箱8向上位移，由于钻头管7内活塞块93与样本之间为密闭的腔体，此时关闭水路电控阀94，打开气路电控阀94，利用气泵99抽气的作用，依次作用固定气管96以及相应连接的橡胶软管95和电控阀94，使得活塞块93的气孔932产生负压，进而对钻头管7进行抽气产生负压，并配合伸缩杆91将活塞块93向上拉动抽气作用，使钻头管7内产生更大的负压效果，更稳定的将样品吸附在钻头管7内；接着，钻头管7内随着安装箱8向上位移至一定高度，放置滑块3滑动至钻头管7正下方，此时气泵99以及气路的电控阀94呈紧闭状态，伸缩杆91向下推动活塞块93，利用气压稳定的将钻头管7内的样品推出至放置滑块3上，而钻头管7随着样品推出缓缓上升并完全脱离样品，此时的样品通过放置滑块3输送至施压测试区a的千斤顶4直接进行施压检测，直至样品破碎，而千斤顶4施压的荷载和强度数据显示在PLC控制系统c的显示屏上；放置滑块3输送期间，由于安装箱8底部两侧开设有进风槽65和出风槽66，可提高放置滑块3上气流速度，且出风槽66设置电热棒，可吹出热风，因此能够对放置滑块3输送的样品进行干燥，而放置滑块3在活动槽22和滑动导杆24导向作用下，在底座2上稳定滑动，并且，通过在取样通口23两侧开设有倾斜导向坡25，使得样品部分残留的水能够直接由倾斜导向坡25向取样通口23外部导流出，也可以在热风的作用下烘干。

需要说明的是，本发明的一种用于路面压实质量检测设备，主要对上述结构进行了改进，其未提及的功能、部件及结构，可以采用现有技术中能够实现相应功能的部件及结构进行实施。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。