隨車壓實度實時檢測系統(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的振動模擬信號，并將該信號送入信號調(diào)理模塊進行去噪、放大、濾波等處理，然后送入A／D轉(zhuǎn)換模塊進行模／數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號被送入CPU單元，在CPU單元被進一步分析和處理，最終得出壓實度值，被顯示到隨車的顯示器上，供壓實作業(yè)人員實時察看壓實狀況。

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

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

5 實驗結(jié)果測試
通過施工現(xiàn)場試驗，結(jié)合現(xiàn)場灌砂法檢測壓實度試驗，對隨車壓實度在線檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性進行驗證。試驗內(nèi)容及試驗步驟如下：
在攤鋪機鋪好的平整路面上選取一段(長約30～70 m)作為試驗段。在試驗時選取一段中的某一道作為試驗道。每壓一遍后，在壓實區(qū)段上進行灌砂法試驗(取3至5點，非離析點．含水率均勻點，有代表性)，記錄試驗結(jié)果。完成灌砂法壓實度檢測后，繼續(xù)壓實下一遍。
為減小因壓路機工作參數(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??；灌砂法檢測壓實度時盡量準(zhǔn)確快速。試驗結(jié)果如表1所示。

實驗數(shù)據(jù)擬合結(jié)果如圖4所示。

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

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