一种路基回弹模量测定装置及其方法

技术领域

本发明涉及路基测定装置领域，尤其涉及一种路基回弹模量测定装置及其方法。

背景技术

路基测定是路面铺设前的重要检测步骤，通过加压设备向路基表面施加指定力，模拟车辆行驶时对路基造成的影响，结合加压设备上的高精度位移传感器测定路基施压和压力接触后的回弹模量，从而判断当前路基是否合格。

现有路基测定的加压设备通常是在平整的指定位置放置加压板，并使用施压设备向加压板施加指定压力，随后解除施压设备对加压板施加的压力，完成路基测定工作，然而该方法并不能多方面模拟车辆在不同路面行驶时对路基施加的压力，并且不能模拟车辆在不同的行驶状态下对路基施加的压力，特别是对路基的坡道进行检测工作，施压设备通常是以垂直状态向路基施加压力，而不是与重力方向相同的以竖直状态向路基施加压力，导致对路基测定工作的仿真参考性不够准确，影响对路基测定反馈的可参考效果。

发明内容

为了克服现有路基测定的设备不能多方面模拟车辆不同行驶状态和在不同路面行驶条件下对路基施加的压力，导致影响对路基测定反馈的可参考效果的缺点，本发明提供一种路基回弹模量测定装置及其方法。

本文描述的一种路基回弹模量测定装置，包括有测试压板、侧挡板、连接条、折叠伸缩板、高精度位移传感器、固定插件、装载机构、顶部缓冲板、仿真加压机构和主压轮；若干个测试压板呈左右方向一字排列，每相邻的两个测试压板的前侧之间和后侧之间各转动连接有一个连接条；每个测试压板的前侧和后侧各固接有一个侧挡板；每相邻的两个测试压板底部之间各安装有一个折叠伸缩板，侧挡板紧贴路基坡面时，折叠伸缩板补足相邻侧挡板与路基坡面之间的缝隙；每个测试压板的底部分别安装有高精度位移传感器；每个测试压板的前端和后端各连接有一个防打滑的固定插件；所有测试压板的上侧与所有侧挡板之间共同连接有装载机构；装载机构的上侧连接有顶部缓冲板，顶部缓冲板受弯曲形变后形成稳固装载机构内松散状态的填装材料的内挤压力；顶部缓冲板的左侧设有模拟车辆经过时挤压路基的仿真加压机构，仿真加压机构沿路面移动过程中根据路面的倾斜角度不断调整仿真压力的施压角度，保证仿真加压机构通过两个主压轮施加的仿真压力，时刻以竖直向下状态通过顶部缓冲板传递到路基上，通过控制装载机构的填充厚度，模拟不同软硬路面上车辆经过的仿真效果。

作为上述方案的改进，固定插件包括有插杆、推块和弹簧件；

测试压板的端部滑动连接有插杆；插杆的上端固接有推块；推块与测试压板之间固接有弹簧件。

作为上述方案的改进，装载机构包括有下部钢丝网组、上部钢丝网组和橡胶档条；

所有测试压板的上侧共同铺设有下部钢丝网组；所有后侧的侧挡板外表面之间上下方向各可拆卸式安装有若干个橡胶档条；所有前侧的侧挡板外表面之间上下方向也各插设有若干个橡胶档条；所有侧挡板之间共同卡设有上部钢丝网组。

作为上述方案的改进，下部钢丝网组与测试压板之间垫置有一层底部橡胶板。

作为上述方案的改进，下部钢丝网组和上部钢丝网组均由内层田字格钢丝网和外层米字格钢丝网重叠组成。

作为上述方案的改进，仿真加压机构包括有移动车体、左移动轮模组、右移动轮模组、电动推杆、液压机、升降滑块和转动轴；

顶部缓冲板的前侧和后侧各设有一个移动车体；两个移动车体的底部各转动连接有一个左移动轮模组；两个移动车体的右侧分别通过转轴各转动连接有一个右移动轮模组；两个右移动轮模组的上侧各安装有一个电动推杆；两个电动推杆的伸缩端分别通过转轴各转动连接相应一个移动车体；两个移动车体的左侧各安装有一个液压机；两个移动车体的左侧各滑动连接有一个升降滑块；两个液压机的液压杆分别连接相应的升降滑块；两个升降滑块之间共同转动连接有转动轴；转动轴的中部固接两个主压轮。

作为上述方案的改进，顶部缓冲板上设置有两个齿条结构；环绕两个主压轮的外表面各开设有一圈啮合齿条的齿槽结构。

作为上述方案的改进，仿真加压机构上连接有增强仿真效果的振动机构，振动机构包括有固定架、电机、第一直齿轮、第二直齿轮和偏心块；

两个移动车体之间固接有固定架；固定架的中部固接有电机；电机的输出轴固接第一直齿轮；转动轴的中部转动连接有第二直齿轮；第一直齿轮与第二直齿轮相啮合；第二直齿轮上固接有偏心块。

作为上述方案的改进，两个左移动轮模组上各设有一个压挑一体组件，压挑一体组件包括有花键轴、侧压轮和起挑板；

左移动轮模组靠近顶部缓冲板的一侧连接有花键轴；花键轴的中部固接有侧压轮；环绕花键轴的外端固接有若干个起挑板；左移动轮模组靠近顶部缓冲板的一侧固接有两个L形卡片；两个L形卡片的外端均紧贴侧压轮。

一种路基回弹模量测定方法，包括以下步骤：

步骤一：测试板铺设，在路基上铺设测试板，并在相邻测试板的底部之间加装贴合路基坡道曲面的折叠板，以补足相邻测试板底部的缝隙；

步骤二：对测试板加压，模拟车辆行驶往复对测试板施压移动的压力，压力通过测试板转移到路基上，同时测试板上安装的位移传感器对回弹模量进行监测；

步骤三：对测试板加压同时，对测试板施产生振动，测试板将振动转移到路基上，提高仿真效果；

步骤四：在步骤一基础上，将测试板固定在路基上，避免测试板受力产生位移影响测试效果。

本文描述的一种路基回弹模量测定装置及其方法，测试压板上卡设有装载机构和顶部缓冲板，装载机构内填装不同厚度的填装材料，模拟不同软硬程度的铺装路面，装载机构内填装的填装材料为散装材料，实现随用随装快速完成调整，即使在坡度连续变化的弯曲路基进行测定工作时，紧贴路基的顶部缓冲板受弯曲形变后形成稳固装载机构内填装材料的内挤压力，有效防止填装材料跑偏，顶部缓冲板的左侧设有模拟车辆经过时挤压路基的仿真加压机构，仿真加压机构时刻保持以竖直向下状态通过装载机构内的填装材料向路基施压，折叠伸缩板补足相邻侧挡板与路基坡面之间的缝隙，测试压板下安装有高精度位移传感器；

本文描述的一种路基回弹模量测定装置及其方法，还设有振动机构，仿真加压机构配合振动机构增强对路基施压的仿真效果；

本文描述的一种路基回弹模量测定装置及其方法，仿真加压机构经过相邻的固定插件时，通过仿真加压机构前后两侧设有的两组压挑一体组件将固定插件压入路基下，结束测定后通过压挑一体组件将固定插件拔起，避免仿真加压机构在挤压贴合在坡面上的测试压板时，出现测试压板受推力偏移现象，保障路基回弹模量测定工作稳定进行。

附图说明

图1为根据实施例描述本申请的立体结构示意图；

图2为根据实施例描述本申请的测试压板与装载机构立体结构示意图；

图3为根据实施例描述本申请的测试压板第一种视角立体结构示意图；

图4为根据实施例描述本申请的测试压板第二种视角立体结构示意图；

图5为根据实施例描述本申请的固定插件立体结构示意图；

图6为根据实施例描述本申请的测试压板与装载机构局部立体结构示意图；

图7为根据实施例描述本申请的上部钢丝网组爆炸图；

图8为根据实施例描述本申请的仿真加压机构与顶部缓冲板立体结构示意图；

图9为根据实施例描述本申请的仿真加压机构立体结构示意图；

图10为根据实施例描述本申请的左移动轮模组与压挑一体组件立体结构示意图；

图11为根据实施例描述本申请的压挑一体组件立体结构示意图。

附图中的标记：1-测试压板，11-侧挡板，12-连接条，13-折叠伸缩板，14-高精度位移传感器，21-插杆，22-推块，23-弹簧件，31-下部钢丝网组，32-上部钢丝网组，33-橡胶档条，34-底部橡胶板，4-顶部缓冲板，41-齿条，51-移动车体，52-左移动轮模组，521-L形卡片，53-右移动轮模组，54-电动推杆，61-液压机，62-升降滑块，63-转动轴，64-主压轮，641-齿槽，71-固定架，72-电机，73-第一直齿轮，74-第二直齿轮，75-偏心块，81-花键轴，82-侧压轮，83-起挑板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种路基回弹模量测定方法，包括以下步骤：

步骤一：测试板铺设，在路基上铺设测试板，并在相邻测试板的底部之间加装贴合路基坡道曲面的折叠板，以补足相邻测试板底部的缝隙；

步骤二：对测试板加压，模拟车辆行驶往复对测试板施压移动的压力，压力通过测试板转移到路基上，同时测试板上安装的位移传感器对回弹模量进行监测；

步骤三：对测试板加压同时，对测试板施产生振动，测试板将振动转移到路基上，提高仿真效果；

步骤四：在步骤一基础上，将测试板固定在路基上，避免测试板受力产生位移影响测试效果。

实施例：1

一种路基回弹模量测定装置，如图1-图9所示，包括有测试压板1、侧挡板11、连接条12、折叠伸缩板13、高精度位移传感器14、固定插件、装载机构、顶部缓冲板4、仿真加压机构和主压轮64；若干个测试压板1呈左右方向一字排列，每相邻的两个测试压板1的前侧之间和后侧之间各转动连接有一个连接条12；每个测试压板1的前侧和后侧各焊接有一个侧挡板11；每相邻的两个测试压板1底部之间分别通过紧固件各固接有一个折叠伸缩板13；每个测试压板1的底部前侧和底部后侧各安装有一个高精度位移传感器14；每个测试压板1的前端和后端各连接有一个固定插件，固定插件插设在路基内后能够避免测试压板1在仿真测定过程中出现打滑偏移现象；所有测试压板1的上侧之间共同连接有装载机构；所有侧挡板11均连接装载机构；装载机构内填装有未经过沥青所需的硬化处理的填装材料，填装材料处于松散状态，方便填装材料随时调整填装高度；装载机构的上侧连接有顶部缓冲板4，顶部缓冲板4使用的是硬化橡胶材料，拥有足够弯曲弹性同时，拥有足够的硬度将受到的挤压力直接向装载机构传递，让顶部缓冲板4在受到弯曲形变时对挤压填装材料进行稳固，避免填装材料向四周偏移堆积；顶部缓冲板4的左侧设有仿真加压机构；仿真加压机构上连接有两个主压轮64；两个主压轮64均紧贴顶部缓冲板4。

如图5所示，固定插件包括有插杆21、推块22和弹簧件23；测试压板1的端部滑动连接有插杆21；插杆21的上端固接有推块22；推块22与测试压板1之间固接有弹簧件23。

如图2、图6和图7所示，装载机构包括有下部钢丝网组31、上部钢丝网组32、橡胶档条33和底部橡胶板34；所有测试压板1的上侧共同铺设有下部钢丝网组31；所有后侧的侧挡板11外表面之间上下方向各插设有若干个橡胶档条33，橡胶档条33设置为┨形结构，增大对填装材料的遮挡面积；所有前侧的侧挡板11外表面之间上下方向也各插设有若干个橡胶档条33；所有侧挡板11之间共同卡设有上部钢丝网组32；下部钢丝网组31与测试压板1之间垫置有一层底部橡胶板34；下部钢丝网组31和上部钢丝网组32均由内层田字格钢丝网和外层米字格钢丝网重叠组成。

如图8和图9所示，仿真加压机构包括有移动车体51、左移动轮模组52、右移动轮模组53、电动推杆54、液压机61、升降滑块62和转动轴63；顶部缓冲板4的前侧和后侧各设有一个移动车体51；两个移动车体51的底部各转动连接有一个左移动轮模组52；两个移动车体51的右侧分别通过转轴各转动连接有一个右移动轮模组53；左移动轮模组52和右移动轮模组53均内置有驱动系统，驱动系统分别控制左移动轮模组52和右移动轮模组53带动移动车体51沿路基左右方向往复移动；两个右移动轮模组53的上侧各安装有一个电动推杆54；两个电动推杆54的伸缩端分别通过转轴各转动连接相应一个移动车体51，在电动推杆54的控制下，移动车体51保持竖立状态在路基上移动；两个移动车体51的左侧各安装有一个液压机61；两个移动车体51的左侧各滑动连接有一个升降滑块62；两个液压机61的液压杆分别连接相应的升降滑块62；两个升降滑块62之间共同转动连接有转动轴63；转动轴63的中部焊接两个主压轮64；顶部缓冲板4上设置有两个齿条41结构；环绕两个主压轮64的外表面各开设有一圈齿槽641结构，主压轮64沿顶部缓冲板4移动过程中，主压轮64能够通过齿槽641啮合齿条41主动滚动。

两个移动车体51均内置有水平传感器。

本路基回弹模量测定装置的准备工作：

首先将测试压板1一字摆放在路基表面的平整区域，让所有测试压板1处于同一水平高度，移开侧挡板11上卡设的顶部缓冲板4和上部钢丝网组32，将与待铺装路面同等材料的填装材料填装在装载机构内，填装在装载机构内的填装材料处于松散状态，无需经过沥青所需的硬化处理，实现做到填装材料的随用随装，并能够根据所模拟的路面硬度对填装材料的填装高度快速进行调整，装载机构内的填装材料装载越薄，模拟的道路硬度越高，随后从上到下将侧挡板11上多余的橡胶档条33取出，让侧挡板11上留下的橡胶档条33插设高度与填装材料上表面高度相平齐。

接着将上部钢丝网组32和顶部缓冲板4放回卡设在侧挡板11之间，并将测试压板1转移到路基的待检测区域，当路基存在坡道时，测试压板1沿坡道的倾斜角度紧贴路基表面，折叠伸缩板13沿坡道的弯曲面补足相邻侧挡板11与路基坡面之间的缝隙，完成本路基回弹模量测定装置的准备工作。

本路基回弹模量测定装置的测定工作：

之后将所有测试压板1底部连接的高精度位移传感器14通过电路连接外接的信号反馈接收设备，并将两个移动车体51外挂在牵引设备上。

将完成填装材料装填的装载机构随测试压板1放置到路基的待检测区域上后，外挂的牵引设备牵引两个移动车体51先从左向右经过顶部缓冲板4的上方，后从右向左经过顶部缓冲板4的上方，多次在顶部缓冲板4的上方左右往复移动，让两个移动车体51带动转动轴63和主压轮64沿顶部缓冲板4表面往复移动，同时顶部缓冲板4通过齿条41啮合齿槽641带动主压轮64和转动轴63转动，避免主压轮64在顶部缓冲板4表面移动出现打滑现象。

移动车体51带动主压轮64沿顶部缓冲板4表面移动过程中，两个液压机61的伸缩端共同推动升降滑块62向下移动，通过转动轴63带动主压轮64向下紧压顶部缓冲板4，主压轮64向顶部缓冲板4施加的压力通过装载机构内的填装材料施加在测试压板1上，模拟车辆在路基上方的路面行驶，测试压板1再将该压力施加在路基上，填装材料越软，填装材料将来自主压轮64的压力向周围的测试压板1扩散越广，提高不同车辆在软硬路面的行驶仿真性，同时测试压板1底部连接的高精度位移传感器14通过电路将位移信号传输到外接的信号反馈接收设备上。

当移动车体51沿路基经过坡道时，移动车体51内置的水平传感器，迅速将识别到的移动车体51倾斜状态反馈到电动推杆54上，电动推杆54通过控制伸缩端的伸缩，推动移动车体51绕右移动轮模组53旋转，矫正移动车体51的身姿，让移动车体51以竖直状态在路基坡道上移动，实现即使移动车体51经过路基坡道时，移动车体51仍能保证主压轮64以竖直向下状态对路基施加压力，模仿车辆行驶时重力以竖直状态对路基挤压，提高对路基测定工作的仿真参考性。

装载机构内装载的填装材料为未硬化处理的散装材料，即使装载机构内的填装材料未铺平，出现左右高度不均一现象，在主压轮64来回移动过程中，主压轮64也能够隔着具有弹性的顶部缓冲板4将装载机构内的填装材料推平，保证装载机构内的填装材料各处厚度均匀，并且即使顶部缓冲板4随测试压板1以弯曲状态贴放在存在坡度连续变化的弯曲路基表面时，在主压轮64隔着顶部缓冲板4将装载机构内的填装材料推平后，顶部缓冲板4被弯曲形变后将产生对装载机构内的填装材料施加的内挤压力，让装载机构内的填装材料被向弯曲路基方向挤压，避免主压轮64隔着顶部缓冲板4经过装载机构内的填装材料时，出现填装材料随主压轮64的推动而向四周偏移堆积现象，保障本路基回弹模量测定装置的测定工作稳定进行。

本路基回弹模量测定装置的防偏移处理：

移动车体51初始向右移动同时，借助工具依次推动所有推块22带动弹簧件23向下压缩，推块22推动插杆21向下插入路基内，使前后两个插杆21将相应的测试压板1固定在路基表面，避免仿真加压机构在挤压贴合在坡面上的测试压板1时，出现测试压板1受推力偏移现象，保障路基回弹模量测定工作稳定进行。

在结束路基回弹模量测定工作后，借助工具依次向上推动各个推块22，将插入路基内的插杆21挑出。

实施例：2

在实施例1的基础上，如图1-图9所示，仿真加压机构上连接有振动机构；转动轴63和两个移动车体51均连接振动机构。

如图8和图9所示，振动机构包括有固定架71、电机72、第一直齿轮73、第二直齿轮74和偏心块75；两个移动车体51之间螺栓连接有固定架71；固定架71的中部螺栓连接有电机72；电机72的输出轴固接第一直齿轮73；转动轴63的中部转动连接有第二直齿轮74；第一直齿轮73与第二直齿轮74相啮合；第二直齿轮74上焊接有若干个偏心块75；偏心块75在第二直齿轮74上呈左右对称和上下对称分布，让偏心块75对转动轴63产生整齐规律的振动效果。

主压轮64沿顶部缓冲板4往复移动施加压力过程中，电机72的输出轴带动第一直齿轮73转动，第一直齿轮73啮合第二直齿轮74带动偏心块75快速旋转，让偏心块75在周旋运动过程中通过转动轴63对主压轮64产生振动，主压轮64将振动冲击波通过填装材料和测试压板1转移到路基上，模拟重型车辆行驶过程中的发动机运行对路基产生的振动，进一步提高对路基回弹模量测定的仿真参考性。

实施例:3

在实施例2的基础上，如图1-图11所示，两个左移动轮模组52上各设有一个压挑一体组件。

如图9-图11所示，压挑一体组件包括有花键轴81、侧压轮82和起挑板83；左移动轮模组52靠近顶部缓冲板4的一侧连接有花键轴81；花键轴81的中部固接有侧压轮82；环绕花键轴81的外端固接有若干个起挑板83，起挑板83设置为V形结构；左移动轮模组52靠近顶部缓冲板4的一侧焊接有两个L形卡片521；两个L形卡片521的外端均紧贴侧压轮82。

在外挂在牵引设备牵引下，移动车体51依靠左移动轮模组52和右移动轮模组53在路基表面往复行走，移动车体51初始向右移动过程中，左移动轮模组52带动花键轴81、侧压轮82和起挑板83正向旋转并向右移动，侧压轮82在经过各个推块22过程中，侧压轮82推动推块22带动弹簧件23向下压缩，推块22推动插杆21向下插入路基内，使前后两个插杆21将相应的测试压板1固定在路基表面，避免仿真加压机构在挤压贴合在坡面上的测试压板1时，出现测试压板1受推力偏移现象，保障路基回弹模量测定工作稳定进行。

在结束路基回弹模量测定工作后，仅需手动将两个L形卡片521向外掰开，将花键轴81、侧压轮82和起挑板83向左移动轮模组52方向推回，松开L形卡片521后，起挑板83与推块22前后相对齐，随后在外挂在牵引设备牵引下，移动车体51沿顶部缓冲板4向左移动，同时移动的左移动轮模组52带动花键轴81、侧压轮82和起挑板83反向旋转并向左移动，由起挑板83依次推动各个推块22，将插入路基内的插杆21轻松挑出。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。