[发明专利]一种用于路基沉降自动监测系统

说明书

技术领域

本发明属于路基监测领域，具体为一种用于路基沉降自动监测系统。

背景技术

公路路基常年受到车辆荷载的冲击作用，尤其在局部区域水文气候条件比较复杂，导致路基容易发生沉降变形。近年来，随着交通运输业的发展，车辆流量与日俱增，车辆荷载也有不断增大的趋势，甚至出现了超重车荷载超过设计荷载3~4倍的情况，这些因素严重恶化了路基的运营状况。路基发生沉降将造成路面不平顺，影响车辆运行的舒适性和安全性。在特殊部位，如桥头位置，路基沉降过大会增加跳车的程度，形成的冲击作用反过来会加速沉降，形成恶性循环。铁路路基受到的荷载更大，平顺性要求更高，因此对沉降的要求也更严格。

如图1所示的路基，在使用一段时间后，由于底层路基80沉降坍塌，导致铺路时的第一基层81、第二基层82、第三基层83跟随沉降形成表面坍塌处85，最终导致路面84形成如图示中的裂痕处86，如此造成路面84破坏，影响车辆通行，甚至会造成交通事故。

目前，国内外通常用于道路路基沉降的测量方法包括：埋设沉降板，如图2、图3所示，在路基80整理完成后，在检测符合基层铺设条件后，在道路的中间隔离带87位置铺设好如图3中所示的测量标组件，其包括设置在底端的底板70、与底板70垂直相连的底板立杆71以及露出路面的测量标72；然后每铺设一层，放一层测量标组件，用以检测该层的沉降情况。当路面铺设完成后，定期检测测量标72的高程信息，形成连贯性数据，监测沉降情况。因为路面若出现沉降，其会出现像图2中右边所示的底板70跟随沉降的情况，从而反馈到测量标72的高程上，即某一基层发生沉降D，则代表该基层的测量标72的高程变化对应为D。

以上方式测试精度低，测试自动化程度低，而且只能反映某一点（放置了底板70位置)的沉降变化，而且需要路面结构支持，能够有位置预埋测量标组件，而且对于预埋也有施工要求，操作繁琐，比较难大面积推广使用。

我们知道电阻=电阻系数×长度÷横截面积,电阻应变片拉伸,则电阻丝栅拉长,同时横截面积变小,所以电阻增大。因此可以考虑测量电阻应变片的电阻值大小来实际反应电阻的拉伸形变关系。

本申请考虑将电阻应变设备预埋来代替测量标组件预埋，通过检测电阻变化实时感知到路基层的沉降变化。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种用于路基沉降自动监测系统，方便持续高效监测路基沉降情况，而且能连贯性地反馈整个路基截面的情况，灵敏度高，方便实用，不受道路条件限制。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种用于路基沉降自动监测系统，它包括整体预埋在道路基层中的电阻应变测量装置（9），以及与其相连的设置在道路侧边的控制箱（3），控制箱（3）通过设置在路边的底座（1）固定，且底座（1）上竖立有立杆（4），立杆（4）上通过支座台（6）固定连接着太阳能发电板（7），且在立杆（4）上端设置有用于与远程控制装置（12）通讯的信号收发器（5）。

进一步的，所述控制箱（3）内部设置有CPU控制板（31），所述CPU控制板（31）连接着电池组（32)，所述太阳能发电板（7）通过太阳能发电模组（35）与电池组（32）相连；所述信号收发器（5）通过信号模组（33）与CPU控制板（31）相连。

进一步的，所述电阻应变测量装置（9）通过可快速插接的信号输出端口（2）与控制箱（3）内的CPU控制板（31）相连。

进一步的，所述支座台（6）上同时设置有风力发电装置（8），且风力发电装置（8）通过风力发电模组（34）与CPU控制板（31）相连。

进一步的，所述电阻应变测量装置（9）连续贯通设置在路基基层的横截面上，且分层设置。

进一步的，所述电阻应变测量装置（9）包括成组设置的用于监测沉降变化的感应带（91），以及用于提供对照组的参照感应带（92），感应带（91）和参照感应带（92）均通过信号输出端口（2）接入到CPU控制板（31）。

进一步的，所述信号收发器（5）为GSM网络收发器或者Zigbee网络收发器。

本发明的有益效果：本发明一种用于路基沉降自动监测系统，方便持续高效监测路基沉降情况，而且能连贯性地反馈整个路基截面的情况，灵敏度高，方便实用，不受道路条件限制。

1、采用电阻应变测量装置连续反映沉降路基层处的沉降变化情况，通过电阻应变测量装置随路基沉降而发生的拉伸导致的电阻变化来准确表征沉降数据，其准确性和可靠性更强。

2、无需人工测量数据，数据采用无线传输，数据自动归集汇总，而且实时监控。