[发明专利]路基沉降抬升控制设备和方法

说明书

针对现有高速铁路路基连续压实检测指标的不足，本文通过分析路基压实过程中振动轮与填料间能量的传递特性，提出基于振动信号能量的高速铁路路基连续压实控制指标，并与传统的CMV指标进行对比验证其有效性，主要研究结论有：随压实遍数的增加，填料的密度、刚度呈现出先增大后稳定的趋势，在填料由松散状态变为密实状态过程中，振动信号所携带的能量同样呈现出先增大后稳定的趋势；结合能量守恒定律，以振动轮振动信号所携带能量的变化特性来反映整个压实过程中的能量交换，利用振动信号能量谱的形式对其进行表征，并以此作为连续压实控制指标，判定填料的压实程度。建立CEV指标和动态变形模量E_vd间的相关关系，其相关系数均大于CMV指标，表明本文所提出的CEV能量指标在路基连续压实控制中是可行的。

技术领域

本发明涉及高速铁路路基压实技术领域，具体涉及高速铁路路基沉降抬升控制设备和方法。

背景技术

路基结构作为高速铁路基础设施重要的组成部分，线路总长度占高铁总里程的比例超过30％，直接关系线路工程的质量和列车的运行安全。为保证路基结构具有较好的稳定性和坚固性，需要在填筑过程中对路基的压实质量进行严格的控制。随着高速铁路的快速发展，路基的压实质量检测也从传统检测方法(如地基系数K₃₀、动态变形模量E_vd)发展至连续压实控制(CCC)，实现了由常规点的结果控制到实时的全过程控制的转变，极大提高了路基填筑效率及填筑质量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种高速铁路路基沉降抬升控制设备和方法。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种高速铁路路基沉降抬升控制设备，其特征在于，包括加速度传感、采集器、数据线、处理器与显示器，其中加速度传感器采用压路机前轮的振动响应，由数据线传输至采集与计算分析器，然后将计算的结构传输至显示器进行显示，给智能压路机，为其做压实策略提供支撑。

进一步的，针对路基压实过程中含水率测试实时测试中存在的具体问题，通过在碾轮上布置电极及标定电阻率、含水率及压实度之间的耦合关系，进而实现路基压实过程中实时自动检测路基填料含水率，并通过无线数据采集装置实现填料含水率的在线传输。

进一步的，通过在路基施工摊铺平整环节的摊铺机前端布置含水率传感器，传感器利用电阻率检查60cm以内层厚的含水率当前值，并通过无线网络装置传输至摊铺机后端自动喷洒设备模块，进而进一步控制含水率喷洒。

进一步的，含水率模块中依据实验室出具的最佳含水率数据进行设置，比如最佳含水率5％，那么根据含水率根据检测的数据范围小于最佳含水率3％时，含水率检测系统进行报警提示，并且控制摊铺机后端喷洒水传感器根据含水率检测的数据进行计算洒水量。如含水率检测系统数据＞7％时，摊铺机后端犁自动根据施工填筑厚度进行调整深度翻土晾晒。

与现有技术相比，本发明有如下有益的技术效果：

(一)、振动压路在工作过程中，压路机的行驶速度越快则填料的加速度峰值就越小，振动轮的加速度峰值就越大。且随着振动压路机行驶速度的增加，由振动轮到填料传播过程中的加速度衰减率逐渐增加，振动波在填料中沿水平方向传播的加速度峰值衰减率随着压实遍数的增加而逐渐降低。

(二)、基于傅里叶变换，振动波在振动轮和填料中随着振动压路机的行驶速度增加呈现相同的规律，即随着压路机的行驶速度加快，振动轮和填料所对应的基波的幅值降低。振动压路机在不同速度行驶下，振动轮和填料振动波的基波和一次谐波到五次谐波幅值呈指数分布，且有严格的指数函数相关性。

附图说明

图1是本发明的压实能量传递过程示意图。

具体实施方式