一种道路坡度测量仪及测量方法

技术领域

本发明涉及道路施工技术领域，尤其是涉及一种道路坡度测量仪及测量方法。

背景技术

我国公路建设快速得到发展，检测技术变得多样化，道路的坡度包括纵坡、横坡等，纵坡的大小直接影响汽车的行驶性能及排水，横坡对道路排水起到关键作用，道路坡度的大小作为竣工验收的重要技术指标，因此，提高道路坡度检测的高效、快速、精确的测量，是我国公路行业十分注重的问题。目前公路路拱横坡检测的方法主要是使用水准仪进行测量道路中线与边线的高差，然后用尺子测量两高差的距离来测量路拱的横坡；道路纵坡的测量主要是测量坡度桩号间的高程差与水平距离比值作为道路纵坡。

采用上述方法进行道路坡度测量，其长度读数较多，累积误差较大，且测量工作繁琐，测量效率低下，难以满足公路工程测量领域快速、高效、方便的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种道路坡度测量仪及测量方法，以解决上述背景中的问题。

本发明的第一目的是提供一种道路坡度测量仪，其包括：底座、调平组件、水平仪和量角组件，所述调平组件与所述底座活动连接，用以调节所述底座的水平度；所述水平仪设于所述底座上，用以检测所述底座是否水平；所述量角组件包括角度刻度盘和自由下垂指针，所述角度刻度盘固设于所述底座顶部，所述自由下垂指针可转动地设于所述角度刻度盘的圆心处。

一些可行的实施例中，所述调平组件包括主动件、从动件和垫块，所述主动件与所述底座转动连接；所述从动件贯穿所述底座，受所述主动件带动而沿所述底座的高度方向移动；所述垫块设于从动件的底部。

一些可行的实施例中，所述底座上设有相互连通的竖直通孔和水平通孔，所述从动件为贯穿设于所述竖直通孔中的螺杆，所述主动件为转动设于所述水平通孔中的滚花螺母，所述螺杆与所述滚花螺母螺纹传动。

一些可行的实施例中，所述底座上设有相互连通的竖直通孔和安装腔，所述从动件为贯穿设于所述竖直通孔的齿条，所述主动件为转动设于所述安装腔中的齿轮，所述齿轮的转轴伸出所述底座，所述齿条与所述齿轮啮合传动。

一些可行的实施例中，所述转轴伸出所述底座的端部设有旋转把手。

一些可行的实施例中，所述调平组件至少设置三组。

一些可行的实施例中，所述测量仪还包括高度测量尺，所述高度测量尺设于所述从动件的顶部，可随所述传动件相对于所述底座移动。

一些可行的实施例中，所述从动件的截面尺寸大于或等于所述高度测量尺的截面尺寸。

一些可行的实施例中，所述水平仪为气泡水平仪。

本发明的另一目的是提供一种道路坡度测量方法，其采用了如上所述的道路坡度测量仪，所述测量方法包括步骤：

(1)调平：将所述测量仪放置在平整的水平面上，调节所述调平组件，观察所述水平仪至其显示所述底座处于水平状态；

(2)测坡角：将所述测量仪放置在待测路面上，使所述角度刻度盘与待测坡角的方向平行；读取并记录所述自由下垂指针对应的角度刻度，获得坡角；

(3)计算坡度：计算所述步骤(2)中坡角的正切函数值，获得坡度。在一些可行的实施例中，所述测量方法还包括步骤(4)，所述步骤(4)为复核坡度：调节所述调平组件至所述底座水平，观察并记录调节前后所述底座对应的高度测量尺上的刻度，将两次高度刻度作差获得高差，利用坡角的正切函数值＝高差/两个所述垫块的距离，进行坡度的复核。

本发明具有的有益效果是：采用所述测量仪进行道路坡度的测量时，通过两次调平底座的操作即可测量道路坡角，然后利用正切函数计算坡度，其操作简单、快速高效，同时还可避免多处长度测量带来的累积误差，使测量结果更精准；此外，还可进行第三次调平底座的操作，通过相邻垫块之间坡面的高差，对上述得到的坡角和坡度进行复核，进一步提高测量结果的准确度和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的俯视图；

图2是本发明一实施例的主视图；

图3中依次是本发明另一实施例的主视图及主视剖视图；

图4是利用本发明实施例测量坡角的示意图；

图5是本发明实施例附图4中的A处结构俯视图；

图6是利用本发明实施例测量高差的示意图。

图中：

1、底座；1-1、竖直通孔；1-2、水平通孔；1-3、安装腔；

2、调平组件；2-1、第一调平组件；2-2、第二调平组件；2-3、第三调平组件；2-4、滚花螺母；2-5、螺杆；2-6、齿轮；2-7、齿条；2-8、转轴；2-9、旋转把手；

3、水平仪；

4、量角组件；4-1、角度刻度盘；4-2、自由下垂指针；

5、安装板；

6、高度测量尺。

具体实施方式

下面通过附图对本发明实施例的技术方案进行详细说明。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考附图1-3、4，一种道路坡度测量仪，其包括：底座1、调平组件2、水平仪3和量角组件4，调平组件2与底座1活动连接，用以调节底座1的水平度；水平仪3设于底座1上，用以检测底座1是否水平；量角组件4包括角度刻度盘4-1和自由下垂指针4-2，角度刻度盘4-1固设于底座1顶部，自由下垂指针4-2可转动地设于角度刻度盘4-1的圆心处。进行道路坡度测量时，先将测量仪置于平整、水平的地面上，调节调平组件2并观察水平仪3，使底座1处于水平状态；然后将测量仪置于施工好的路面上，以测量道路横坡为例，将角度刻度盘4-1放置在与道路横坡方向平行处，读取并记录此时自由下垂指针4-2所对应的角度刻度，所得角度即为道路横坡坡角，计算其正切函数值即得道路横坡坡度。

采用上述装置测量时，先测量道路坡角，然后利用正切函数计算坡度，其操作简单、快速高效，同时还可避免多处长度测量带来的累积误差，使测量结果更精准。

上述的底座1被配置为长方体形状，其具有平整的顶面，水平仪3设置于其顶部，以便于观察。底座1的顶部设有竖直的、底面平整的安装板5，角度刻度盘4-1设于安装板5的板面上。

本实施例中，角度刻度盘4-1配置为半圆形，其直面向上、曲面向下，直面平行于底座1的顶面，角度刻度盘4-1的表面配置有双向0～90°角度刻度，当底座1顶面水平时，自由下垂指针4-2的尖端对准0°刻度线。

本实施例中，调平组件2配置为第一调平组件2-1、第二调平组件2-2和第三调平组件2-3，第一调平组件2-1和第二调平组件2-2沿底座1的长度方向共线分布，二者的连线平行于安装板5的板面；第三调平组件2-3设于第一调平组件2-1和第二调平组件2-2的连线之外，并位于该连线的垂直平分线上。在测量前，上述三组调平组件2协同作用以将底座1调至水平状态；在测量过程中，第三调平组件2-3用于消除非测量方向的坡角对测量结果的影响，以上述测量道路横坡的过程为例，参考附图4-5，在将角度刻度盘4-1放置在与道路横坡方向平行处，读数前，调节第三调平组件2-3，使底座1沿垂直于道路横坡的方向处于水平状态，以消除非测量方向的坡角对自由下垂指针4-2转动阻力的影响，使测量结果更为准确。

上述的三组调平组件2均包括主动件、从动件和垫块，主动件与底座1转动连接，从动件贯穿底座1，受主动件带动而沿底座1的高度方向移动，以改变底座1与路面之间的距离；垫块设于从动件的底部，其作用是使测量仪放置平稳。

参考附图2，在一些可行的实施例中，主动件和从动件可选用螺纹传动的滚花螺母2-4和螺杆2-5。实施时，在底座1上开设相互连通的竖直通孔1-1和水平通孔1-2，将螺杆2-5贯穿设于竖直通孔1-1中，滚花螺母2-4可转动地设于水平通孔1-2中，滚花螺母2-4同轴套设于螺杆2-5外部；调节时，转动滚花螺母2-4即可改变螺杆2-5与底座1的重叠部位，即改变底座1与路面之间的距离。

参考附图3，在另一些可行的实施例中，主动件和从动件可选用啮合传动的齿轮2-6和齿条2-7。实施时，在底座1上开设相互连通的竖直通孔1-1和安装腔1-3，将齿条2-7贯穿设于竖直通孔1-1中，安装腔1-3位于竖直通孔1-1的侧面，齿轮2-6可转动地设于安装腔1-3中并与齿条2-7啮合，齿轮2-6的转轴2-8伸出底座1，以便于转动操作；调节时，转动齿轮2-6的转轴2-8即可改变齿条2-7与底座1的重叠部位，即改变底座1与路面之间的距离。

为便于调节，本实施例中，在转轴2-8伸出底座1的端部设有旋转把手2-9。

为进一步提高测量结果的准确度，本测量仪中还配置有高度测量尺6，高度测量尺6设于从动件的顶部，并可随从动件一起在竖直通孔1-1中移动。参考附图6，坡角测量结束后，可以调节上述的第一调平组件2-1或第二调平组件2-2(哪个更靠近坡底就调节那个)，使底座1处于水平状态，观察并记录调平前后底座1所对应的高度刻度，将两次高度刻度作差得到两个垫块之间坡面的高差，利用坡角的正切函数值＝高差/两个垫块之间的距离，进行坡度测量值的复核。

上述先测坡角、算坡度，后测高差、复核数据的测量结果更为精准，但也可先对坡度进行估测，再单独选用量角组件4或高度测量尺6进行测量，例如：当坡度在10°以下时，使用高度测量尺6测量，当坡度在10°以上时，使用量角组件4测量，其操作流程更为简便，且结果准确度均能控制在误差允许范围内。

为使装置调节顺畅，竖直通孔1-1应与从动件的截面尺寸适配，而从动件的截面尺寸大于或等于高度测量尺6的截面尺寸。

本实施例中，底座1顶部的水平仪3可选用气泡水平仪3，其造价低且观察方便。

采用所述测量仪进行道路坡度的测量时，通过两次调平底座1的操作即可测量道路坡角，然后利用正切函数计算坡度，其操作简单、快速高效，同时还可避免多处长度测量带来的累积误差，使测量结果更精准；此外，还可进行第三次调平底座1的操作，通过相邻垫块之间坡面的高差，对上述得到的坡角和坡度进行复核，进一步提高测量结果的准确度和可靠性。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。