隨車壓實(shí)度實(shí)時檢測系統(tǒng)研究

硬件系統(tǒng)主要由振動信號傳感器、信號調(diào)理模塊、A／D轉(zhuǎn)換模塊、CPU模塊、顯示模塊、電源模塊和遠(yuǎn)程通信模塊組成。
其主要工作過程是：振動信號傳感器采集到振動壓路機(jī)的振動模擬信號，并將該信號送入信號調(diào)理模塊進(jìn)行去噪、放大、濾波等處理，然后送入A／D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模／數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號被送入CPU單元，在CPU單元被進(jìn)一步分析和處理，最終得出壓實(shí)度值，被顯示到隨車的顯示器上，供壓實(shí)作業(yè)人員實(shí)時察看壓實(shí)狀況。

4 隨車壓實(shí)度實(shí)時檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計
隨車壓實(shí)度實(shí)時檢測系統(tǒng)的軟件部分包括信號采集卡驅(qū)動程序的開發(fā)、壓實(shí)算法程序設(shè)計與實(shí)現(xiàn)和主程序的實(shí)現(xiàn)。軟件結(jié)構(gòu)框架如圖3所示。

隨車壓實(shí)度實(shí)時檢測系統(tǒng)主程序的設(shè)計主要包括人機(jī)界面的設(shè)計和通信軟件的設(shè)計，壓實(shí)算法主要從時域和頻域?qū)π盘栠M(jìn)行積分、擬合、傅立葉變換和數(shù)字濾波，得出壓實(shí)度信息。信號采集驅(qū)動和壓實(shí)算法都是通過dll方式被主程序調(diào)用的。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果測試
通過施工現(xiàn)場試驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場灌砂法檢測壓實(shí)度試驗(yàn)，對隨車壓實(shí)度在線檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。試驗(yàn)內(nèi)容及試驗(yàn)步驟如下：
在攤鋪機(jī)鋪好的平整路面上選取一段(長約30～70 m)作為試驗(yàn)段。在試驗(yàn)時選取一段中的某一道作為試驗(yàn)道。每壓一遍后，在壓實(shí)區(qū)段上進(jìn)行灌砂法試驗(yàn)(取3至5點(diǎn)，非離析點(diǎn)．含水率均勻點(diǎn)，有代表性)，記錄試驗(yàn)結(jié)果。完成灌砂法壓實(shí)度檢測后，繼續(xù)壓實(shí)下一遍。
為減小因壓路機(jī)工作參數(shù)不穩(wěn)定和材料特性參數(shù)變化帶來的影響，要求壓路機(jī)穩(wěn)定工作，速度波動小，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定；材料含水量控制精確穩(wěn)定，級配準(zhǔn)確，離析程度小；灌砂法檢測壓實(shí)度時盡量準(zhǔn)確快速。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，隨車壓實(shí)度實(shí)時檢測儀檢測數(shù)據(jù)與灌砂法數(shù)據(jù)有極強(qiáng)的相關(guān)性，能夠準(zhǔn)確的反映被壓實(shí)材料的壓實(shí)度值。

6 結(jié)束語
文中介紹了一種基于振動壓路機(jī)振動信號與被壓實(shí)材料密實(shí)度相關(guān)關(guān)系的隨車壓實(shí)度實(shí)時檢測方法，并依據(jù)這種方法提出了壓實(shí)度檢測儀的設(shè)計方案。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)計算的實(shí)時壓實(shí)度值與傳統(tǒng)灌沙法測試具有很高的相關(guān)性，不僅能夠準(zhǔn)確的反映被壓實(shí)材料的密實(shí)度變化趨勢，還能實(shí)時得出壓實(shí)度的具體數(shù)值，這就改變了以往壓實(shí)度檢測以點(diǎn)帶面，滯后的檢測缺點(diǎn)，使壓實(shí)度的檢測能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確的為施工作業(yè)提供指導(dǎo)。