[发明专利]压实土层结构的可驱动设备、确定该结构最上层层弹性模量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压实土层结构的可驱动设备，其具有至少一个振动装置，例如振动滚筒或振动板，经由所述振动装置，可以将压实土层结构的载荷脉冲引入至少一个载荷引入区域中。

另外，本发明还涉及一种用于在压实过程中确定土层结构的最上层、尤其是路面沥青层的层弹性模量的方法。

背景技术

用于压实土层结构的设备在现有技术中是已知的。例如，存在机械驱动的滚筒，尤其是压路机，通过所述滚筒可以压实土层结构，尤其是压实包括基层的沥青路。为此，这些设备以及上述压路机具有一振动装置，借助所述振动装置，可以将压实土层结构的载荷脉冲引入土层结构的表面中。

可驱动设备在待压实的土层结构上分多个工作步骤移动，在每次通过时进行进一步压实，直至实现最大压实。在实现最大压实之后，不再需要进一步压实土层结构，或者，进一步的压实甚至会产生反作用，因为这导致压实的土层结构重新疏松，并导致压实设备的过度疲劳。为此，连续地或者以特定间隔检测土层结构的压实度是很重要的。

但是，在这种情况下成问题的是：由于土壤结构由不同层组成，对相应层的弹性模量、即层弹性模量进行精确检测是不可能的，这是因为各个层的弹性模量(尤其是游离层的弹性模量)彼此相互影响。

利用所谓“落锤式弯沉仪”(FWD)的方法是现有技术中已知的，其中，通过借助于确定数量的检测装置确定由载荷脉冲引起的凹陷沟槽，可以实现层弹性模量的比较精确的检测。尤其是在评价已有沥青路的承载能力的情况下，利用“落锤式弯沉仪”的承载能力研究越来越变得有意义。利用“落锤式弯沉仪”，利用下落质量对路面施加载荷脉冲，所述下落质量用于模拟车轮滚压。土层结构表面的瞬时出现的竖向变形记录在载荷中心，远至离开载荷中心的八个预定距离处。

通过凹陷沟槽的所测量的凹陷，确定整个道路结构的硬度。更深层对所测量的凹陷的影响随着离开载荷引入点的距离的增加而增加。这意味着，载荷引入点处的凹陷与整个层结构的承载能力有关，而最远获得(pickup)的凹陷实质上由基层或更深层的承载能力确定。然后基于弹性半度空间理论以及Boussinesq/Odemark的多层模型(例如2层或3层模型)进行硬度或层弹性模量的计算。

载荷引入点处的硬度模量形成所谓的等效模量，即在全部层的影响下的整个土层结构的弹性模量。在更远的测量点处，确定所谓的承底(bedding)模量，即基层的弹性模量。然后借助于反算，根据所测量的凹陷沟槽或路面的弹性模量，确定各个层的弹性模量。在计算中结合束缚承载层和游离承载层的层厚度。

但是，这种方法存在下述缺点：利用“落锤式弯沉仪”确定层弹性模量非常费时，而且测量过程中不能在土层结构上执行任何其他工作。而且，通过“锤式弯沉仪”得的值仅仅是对土壤压实设备(尤其是对压路机)来说是可用的，并且由于是在一时间延迟之后使用，因此，压实控制方法或受压实控制的土壤压实很费力。

发明内容

所以，本发明的目的是给出一种上述类型的用于压实土层结构的设备，其允许快速、并且成本低廉地检测或监测土层结构(尤其是最上层)的层弹性模量。

该目标是依照本发明的一种压实土层结构的可驱动设备来实现的，所述可驱动设备具有至少一个振动装置，例如振动滚筒或振动板，经由所述振动装置，可以将压实土层结构的载荷脉冲引入至少一个载荷引入区域中，所述可驱动设备设置有用于检测土层结构的弹性模量的至少一个第一和第二检测装置，所述第一和第二检测装置位于所述可驱动设备上，彼此间隔开，使得第一检测装置允许在载荷引入区域中进行检测，至少第二检测装置允许在载荷引入区域外部进行检测。

对于本申请的方法，该目的是通过一种用于确定土层结构层(尤其是道路沥青层)的弹性模量的方法实现的，该方法具有下列步骤：经由土层结构的最上区域的表面将至少一个载荷脉冲引入到载荷引入区域中；借助于第一检测装置，在载荷引入区域中检测土层结构的凹陷沟槽的第一值，根据该凹陷沟槽的所检测的第一值，确定土层结构的等效模量；借助于至少一个第二检测装置，在载荷引入区域外部检测凹陷沟槽的至少一个第二值；根据该凹陷沟槽的所检测的值，确定土层结构的承底模量和最上层的层弹性模量，载荷脉冲通过土壤压实机器的振动装置(例如振动滚筒或振动板)引入土层结构中。

相对于上述利用“锤式弯沉仪”方法来说，在依照本发明的方法或依照本发明的可驱动设备中：设置成用于压实该土层结构的振动装置，即振动滚筒、振动板、振动压模等等，被用作用于启动所限定的载荷脉冲的载荷引入装置。