[发明专利]根据土壤湿度分布数据准备工作场地的系统和方法

说明书

技术领域

本公开通常涉及准备土方工程建设场地的技术和机器系统，并 更特别地涉及通过使用土壤湿度分布数据在工作区域之间选择性地 运送填充土壤的处理和控制策略。

背景技术

道路和建筑物建设和许多其它的土方工程项目可能要求从一地 点向另一个地点运送相对大的土壤量。在某些情况下，工作场地的 地形需要通过弄平自然土壤、转移土壤、在某些区域堆放放土壤等。 为了工程目的、土地结构或者甚至美学的原因该项目规定一特殊的 现场地形。类似地，例如填充土壤存放层的产生的提升高度，土壤 的成份和湿度含量因素或许需要被严格地控制。大量不同的机械例 如压路机、拖拉机、拖运卡车、铲运机、挖掘机，土壤改良机和许 多其他机械在给定的项目中用于准备现场地形和加工土壤。现场管 理人员通常承担统筹所有机械运行的任务，以保证符合最后期限要 求、减少停工时间和提高效率和质量。因此可以认为准备工作场地 的总体过程可能是非常复杂并要求严格的工作。

参与工地建设实践的工程师和其他人员很早就了解土壤湿度与 作为支持基底的土壤的适宜性相关或者不会随着时间的推移保持稳 定。在能预料到土壤的最终用途的情况下处理土壤的容易程度、例 如进行压实、也可能受湿度影响。过度干燥的土壤可能随着时间的 推移和湿度的渗透发生物理变化，包括作为支撑基质的土壤完整性。 湿的土壤也可能移动或随时间推移变得不稳定。对含有不适当湿度 的土壤获得适宜的压实也可能是困难的事情，尽管产生的问题一直 到后来才变得明显。在填充土壤中获得适宜的湿度含量因此变成首 选，并对项目的长期成功来说常常变得关键。

如上所述，为许多的土方工程准备场地可以要求从一个地点向 另一个地点转移相对大的土壤量。通常情况下，现场工程师为获得 填充土壤会选择“采挖区域”，和堆放转移的填充土壤的“填充 区域”。填充土壤通常通过托运卡车或铲土机分阶段从采挖区域运 送到填充区域，每一次放下一层土壤或者土壤“升程”，随后通过 压路机压实到大约合适的压实状态。如果具有不合适湿度的土壤、 即太湿或太干、被堆放在一层或多层的升程中，土壤则经常要求大 强度的返工。太干的土壤需要通过喷水车向土壤上喷水进行加湿。 太湿的土壤则需要被摊铺成圆盘形进行混合并增加通过环境干燥的 面积区域。在土壤堆放之前识别土壤是否含有适当的湿度，然而， 到目前为止的很多情况下还是一种挑战或不可能的事情。

因此当前的实践是在建设阶段的最后测量土壤的湿度，例如通 过湿度/密度仪表。这样的仪表被用来测定是否在确定的土壤样品中 的湿度含量太高或太低，并可以测定样品的总密度。如果该土壤不 在期望的湿度含量水平上或没有被充分的压实，前述的返工技术通 常会被使用，并土壤被再次压实。对已经铺好的土壤进行返工以获 得适当的湿度在许多土方项目中需要耗费相当多人力和资源。这也 会降低承包商经济上的生存能力并花费时间。因此非常明显地是在 填充场地预先控制和/或检测土壤的湿度将会在建筑行业中很受欢 迎。

本公开意图解决上述一个或多个问题和不足。

发明内容

一方面，本发明提供了一种准备工作场地的系统。该系统包括 至少一个机器，所述机器至少具有一个安装在所述机器上用于感应 指示土壤湿度含量参数的传感器。所述系统进一步包括接收器，所 述接收器用于接收采挖区域和填充区域中至少一个区域的位置数 据，以及一个信号发射装置，用于对应于所述位置数据和来自至少 一个传感器的数据输出信号。所述系统还进一步包括至少一个运送 机器，用于至少部分地根据所述信号选择性地在所述采挖区域和所 述填充区域之间运送填充土壤。

另一方面，本发明提供了一种包括至少一个数据处理器的控制 系统，所述至少一个数据处理器用于从至少一个传感器接收指示土 壤的湿度含量的传感器数据。所述至少一个数据处理器进一步被用 于接收采挖区域和填充区域中至少一个区域的位置数据。所述控制 系统进一步包括信号发射装置，用于根据所述位置数据和所述传感 器数据向填充土壤运送机器输出控制信号。