CN111629346A - 一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测***及方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测***及方法,它涉及一种监测***及方法,具体涉及一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测***及方法。本发明为了解决现有压实度检测方法滞后,无法实时控制沥青面层压实次数的问题。本发明所述***包括多个无线应变传感器、多个无线温度传感器、无线终端节点和中央处理器,多个无线应变传感器和多个无线温度传感器均布埋设在被监测沥青面层下,多个无线应变传感器和多个无线温度传感器均通过无线终端节点与中央处理器连接。本发明属于道桥施工领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测***及方法,具体涉及一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测***及方法,属于道桥施工领域。
背景技术
随着城市化建设的发展、城市建设的加快,从而推动了城市交通的建设,城市高架体系发展迅猛,我国很多城市已展开环线快速高架体系的建设。沥青面层是我国桥面铺装面层主要采用的结构形式。对于沥青面层的使用质量与使用寿命,除了对原材料、级配及施工机械的控制外,对压实过程的控制也是影响桥面铺装沥青层耐用性能最重要的因素之一,因此仅仅依靠经验和固定压实遍数的传统控制方式已无法与现阶段材料的多变性和压实机械种类的多样性相匹配。
沥青压实度作为沥青层施工质量评定的关键指标。目前,传统的压实度检测主要以破坏性为主,如取芯法、灌砂法等,以及逐渐开始使用的无损检测方法,如核子仪、无核密度仪及雷达探测等压实度检测方法。传统压实度检测方法往往是在施工完成后进行,总是滞后于压实过程,不具备实时性。当出现过压、欠压情况时,只能在下一过程进行调整。传统压实度检测方法落后于施工作业,难以保证压实质量。因此,针对这一问题,研制一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测技术很有必要。
随着微电子机械***、功耗无线电通信技术、嵌入式计算技术、微型传感器技术及集成电路技术的飞速发展和日益成熟,使得由大量低成本、低功耗、小体积、短距离通信多功能的微型传感器通过无线链路自组织为无线传感器网络(WSN)成为现实。无线传感技术在土木工程领域的重大工程的健康监测中得到广泛应用,无线传感器节点结构紧凑,体积小巧,由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成,无线传感器封装在PPS塑料外壳内。节点每个通道内置有独立的高精度120-1000Ω桥路电阻和放大调理电路,可以方便地由软件自动切换选择1/4桥,半桥,全桥测量方式,兼容各种类型的桥路传感器,比如应变,载荷,扭距,位移,加速度,压力,温度等。节点同时支持2线和3线输入方式,桥路自动配平,也可以存储在节点内置的2M数据存储器。有效室外通讯距离可达300m。可连续测量十几个小时。因此,无线传感器技术可作为监测沥青面层材料在压路机碾压作用下动态变形的有效手段,应变信息可作为合理压实次数的判断。
发明内容
本发明为解决现有压实度检测方法滞后,无法实时控制沥青面层压实次数的问题,进而提出一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测***及方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明所述监测***包括多个无线应变传感器、多个无线温度传感器、无线终端节点和中央处理器,多个无线应变传感器和多个无线温度传感器均布埋设在被监测沥青面层下,多个无线应变传感器和多个无线温度传感器均通过无线终端节点与中央处理器连接。
进一步的,中央处理器包括无线接收装置、记录装置、数据处理装置和显示装置,无线终端节点与无线接收装置连接,无线接收装置与记录装置连接,记录装置与数据处理装置连接,数据处理装置与显示装置连接。
本发明所述监测方法的具体步骤如下:
步骤一、将无线应变传感器、无线温度传感器埋入被监测沥青面层下,且无线应变传感器受压面朝上安放;
步骤二、通过线缆连接无线应变传感器和无线温度传感器,无线应变传感器和无线温度传感器将数据信号通过无线终端节点传输到中央处理器的无线接收装置,无线接收装置接收后传输给记录装置记录;
步骤三、将沥青混合料摊铺在被监测沥青面层上,采用压路机进行碾压沥青面层,当压路机碾压无线应变传感器、无线温度传感器埋设位置时,压路机的荷载作用在无线应变传感器、无线温度传感器上,无线应变传感器将应变响应数据传至无线终端节点,无线温度传感器将温度响应数据传至无线终端节点,无线终端节点将应变响应数据和温度响应数据发送至中央处理器,中央处理器接收后对数据进行处理得出压实效果。
进一步的,步骤一中埋设无线应变传感器、无线温度传感器的步骤为:
步骤A、确定无线应变传感器埋设位置;
步骤B、在无线应变传感器、无线温度传感器位置预留槽口;
步骤C、安放无线应变传感器、无线温度传感器。
进一步的,确定无线应变传感器埋设位置的具体过程为:在被监测沥青面层任意断面,将无线应变传感器置于桥梁中心线处,另一个无线应变传感器置于距离防撞墙1m处;将无线温度传感器置于距离防撞墙20cm处。
进一步的,在无线应变传感器、无线温度传感器位置预留槽口的具体过程为:浇筑桥面铺装混凝土时在无线应变传感器、无线温度传感器位置用木模板预留出无线传感器大小的槽口,在线路放置位置留好线槽。
进一步的,安放无线应变传感器、无线温度传感器的具体过程为:将无线应变传感器、无线温度传感器放置在预留好的槽口内,且保证安放无线应变传感器的槽口地面平整,无线应变传感器放平,然后用小粒径沥青混合料填充槽口及线槽并压实。
进一步的,步骤三中压路机的碾压速度为2-4km/h。
本发明的有益效果是:本发明解决了传统压实度检测方法滞后于压实过程,不具备实时性。当出现过压、欠压情况时,只能在下一过程进行调整,传统压实度检测方法落后于施工作业,难以保证压实质量的问题。本发明采用无线传感器技术,通过无线应变传感器、无线温度传感器、无线终端节点、中央处理器等实现桥面铺装沥青面层铺装压实度实时监测,从而更好的进行沥青面层的压实作业。
附图说明
图1是本发明的工作示意图;
图2是无线应变传感器、无线温度传感器布设示意图;
图3是本发明所述监测***的连接关系示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1至图3说明本实施方式,本实施方式所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测***包括多个无线应变传感器2、多个无线温度传感器3、无线终端节点4和中央处理器6,多个无线应变传感器2和多个无线温度传感器3均布埋设在被监测沥青面层1下,多个无线应变传感器2和多个无线温度传感器3均通过无线终端节点4与中央处理器6连接。
无线应变传感器收集到的应变响应数据传输给中央处理器,中央处理器将应变响应数据绘制成图,根据绘制出应变曲线便可判断出监测范围内的压实效果。
具体实施方式二:结合图1至图3说明本实施方式,本实施方式所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测***的中央处理器6包括无线接收装置7、记录装置8、数据处理装置9和显示装置10,无线终端节点4与无线接收装置7连接,无线接收装置7与记录装置8连接,记录装置8与数据处理装置9连接,数据处理装置9与显示装置10连接。
本实施方式中无线接收装置7接收无线终端节点传来的数据,并将数据传送至记录装置8;
记录装置8用于记录并存储无线应变传感器2的应变响应数据、无线温度传感器3的温度响应数据,同时将数据提供给数据处理装置9;
数据处理装置9将数据进行统计处理;
显示装置10用于显示数据处理装置9处理后的结果。
其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:结合图1至图3说明本实施方式,本实施方式所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法的具体步骤如下:
步骤一、将无线应变传感器2、无线温度传感器3埋入被监测沥青面1层下,且无线应变传感器2受压面朝上安放;
步骤二、通过线缆连接无线应变传感器2和无线温度传感器3,无线应变传感器2和无线温度传感器3将数据信号通过无线终端节点4传输到中央处理器6的无线接收装置7,无线接收装置7接收后传输给记录装置8记录;
步骤三、将沥青混合料摊铺在被监测沥青面层1上,采用压路机11进行碾压沥青面层,当压路机11碾压无线应变传感器2、无线温度传感器3埋设位置时,压路机11的荷载作用在无线应变传感器2、无线温度传感器3上,无线应变传感器2将应变响应数据传至无线终端节点4,无线温度传感器3将温度响应数据传至无线终端节点4,无线终端节点4将应变响应数据和温度响应数据发送至中央处理器6,中央处理器6接收后对数据进行处理得出压实效果。
具体实施方式四:结合图1至图3说明本实施方式,本实施方式所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法的步骤一中埋设无线应变传感器2、无线温度传感器3的步骤为:
步骤A、确定无线应变传感器2埋设位置;
步骤B、在无线应变传感器2、无线温度传感器3位置预留槽口;
步骤C、安放无线应变传感器2、无线温度传感器3。
具体实施方式五:结合图1至图3说明本实施方式,本实施方式所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法的确定无线应变传感器2埋设位置的具体过程为:在被监测沥青面层1任意断面,将无线应变传感器2置于桥梁中心线处,另一个无线应变传感器2置于距离防撞墙1m处;将无线温度传感器3置于距离防撞墙20cm处。
具体实施方式六:结合图1至图3说明本实施方式,本实施方式所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法的在无线应变传感器2、无线温度传感器3位置预留槽口的具体过程为:浇筑桥面铺装混凝土时在无线应变传感器2、无线温度传感器3位置用木模板预留出无线传感器大小的槽口,在线路放置位置留好线槽。
具体实施方式七:结合图1至图3说明本实施方式,本实施方式所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法,其特征在于:安放无线应变传感器2、无线温度传感器3的具体过程为:将无线应变传感器2、无线温度传感器3放置在预留好的槽口内,且保证安放无线应变传感器2的槽口地面平整,无线应变传感器2放平,然后用小粒径沥青混合料填充槽口及线槽并压实。
具体实施方式八:结合图1至图3说明本实施方式,本实施方式所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法的步骤三中压路机11的碾压速度为2-4km/h。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质,在本发明的精神和原则之内,对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等,均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测***,其特征在于:所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测***包括多个无线应变传感器(2)、多个无线温度传感器(3)、无线终端节点(4)和中央处理器(6),多个无线应变传感器(2)和多个无线温度传感器(3)均布埋设在被监测沥青面层(1)下,多个无线应变传感器(2)和多个无线温度传感器(3)均通过无线终端节点(4)与中央处理器(6)连接。
2.根据权利要求1所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测***,其特征在于:中央处理器(6)包括无线接收装置(7)、记录装置(8)、数据处理装置(9)和显示装置(10),无线终端节点(4)与无线接收装置(7)连接,无线接收装置(7)与记录装置(8)连接,记录装置(8)与数据处理装置(9)连接,数据处理装置(9)与显示装置(10)连接。
3.一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法,其特征在于:所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法的具体步骤如下:
步骤一、将无线应变传感器(2)、无线温度传感器(3)埋入被监测沥青面(1)层下,且无线应变传感器(2)受压面朝上安放;
步骤二、通过线缆连接无线应变传感器(2)和无线温度传感器(3),无线应变传感器(2)和无线温度传感器(3)将数据信号通过无线终端节点(4)传输到中央处理器(6)的无线接收装置(7),无线接收装置(7)接收后传输给记录装置(8)记录;
步骤三、将沥青混合料摊铺在被监测沥青面层(1)上,采用压路机(11)进行碾压沥青面层,当压路机(11)碾压无线应变传感器(2)、无线温度传感器(3)埋设位置时,压路机(11)的荷载作用在无线应变传感器(2)、无线温度传感器(3)上,无线应变传感器(2)将应变响应数据传至无线终端节点(4),无线温度传感器(3)将温度响应数据传至无线终端节点(4),无线终端节点(4)将应变响应数据和温度响应数据发送至中央处理器(6),中央处理器(6)接收后对数据进行处理得出压实效果。
4.根据权利要求3所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法,其特征在于:步骤一中埋设无线应变传感器(2)、无线温度传感器(3)的步骤为:
步骤A、确定无线应变传感器(2)埋设位置;
步骤B、在无线应变传感器(2)、无线温度传感器(3)位置预留槽口;
步骤C、安放无线应变传感器(2)、无线温度传感器(3)。
5.根据权利要求4所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法,其特征在于:确定无线应变传感器(2)埋设位置的具体过程为:在被监测沥青面层(1)任意断面,将无线应变传感器(2)置于桥梁中心线处,另一个无线应变传感器(2)置于距离防撞墙1m处;将无线温度传感器(3)置于距离防撞墙20cm处。
6.根据权利要求4所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法,其特征在于:在无线应变传感器(2)、无线温度传感器(3)位置预留槽口的具体过程为:浇筑桥面铺装混凝土时在无线应变传感器(2)、无线温度传感器(3)位置用木模板预留出无线传感器大小的槽口,在线路放置位置留好线槽。
7.根据权利要求4所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法,其特征在于:安放无线应变传感器(2)、无线温度传感器(3)的具体过程为:将无线应变传感器(2)、无线温度传感器(3)放置在预留好的槽口内,且保证安放无线应变传感器(2)的槽口地面平整,无线应变传感器(2)放平,然后用小粒径沥青混合料填充槽口及线槽并压实。
8.根据权利要求3所述一种基于无线传感器的桥面铺装智能压实监测方法,其特征在于:步骤三中压路机(11)的碾压速度为2-4km/h。
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