[发明专利]一种散体有碴道床密实度检测方法及使用装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种散体有碴道床密实度检测方法及使用装置，适合铁路散体道床新建线路检测及旧线捣固作业后密实度检测等场合，用于判断道床密实程度的方法，属于铁道工程道床检测技术领域。

背景技术

道床密实度是指颗粒相互排列、挤密的程度。定义为：密实度=固体颗粒体积／散粒体结构总体积(％)。道床密实度是衡量道床工作状态及承载能力，检验养路机械的捣固夯实质量的主要参数。传统的密实度现场测定方法有灌砂法和灌水法。灌水法是各国测定密实度使用的基本方法，其基本原理是如图5所示；由公式                                                得出道床的密实度，式中、为水的体积如图5（3）、（5）中所示，为图5（4）中W道碴的真实体积。灌水法的缺点是测点位置受限制、实施过程复杂、精度低且行车条件下难以实施。另外的方法是利用γ射线测定道床密实度，但由于辐射源的存在及使用而使得该方法无法大范围推广使用。鉴于以上原因，散体道床密实度的测量方法仍是目前铁道工程检测技术领域中的难题。

发明内容

本发明提供一种现场室内两用散体有碴道床密实度检测方法，用于实现无损检测散体有碴道床密实度，以克服现有测量方法测量精度低且不易实施的缺陷。

本发明方法具体操作为：测量轨枕底部与道碴间在5-10s内的接触强度值，计算各接触强度值的平均值得到接触强度平均值，计算接触强度平均值与特定测量值间的差值，通过计算差值比，取差值比的绝对值得到；当时，判定散体道床的密实程度为密实；当时，判定散体道床的密实程度为一般密实；当时，判定散体道床的密实程度为松散；其中所述特定测量值为新建道床达到密实状态后测得的接触强度值。

所述接触强度值是指轨枕底部与道碴间的接触力与接触面积的比值。

所述散体有碴道床密实度检测方法可用作室内试验道床密实度检测，也可用作室外现场铁路线路道床密实度监测。

本发明另一目的是提供一种用于散体有碴道床密实度检测方法的专用测量轨枕，其包括轨枕1、安装条2、安装座板3、缓冲隔垫4、压力传感器5、保护板6、传感器线槽7，其中4条安装条2固定在轨枕1底面，安装条2上装有传感器线槽7，安装座板3装在传感器线槽7上，缓冲隔垫4设置在安装座板3和保护板6之间，且三块板通过螺栓连接固定，4-8个压力传感器5安装于安装座板3的座孔内，并穿过缓冲隔垫4与保护板6接触，压力传感器5的信号传输线通过传感器线槽7通至道碴外部。

所述缓冲隔垫4为聚氨酯缓冲隔垫。

所述专用测量轨枕可布置在室内试验装置中，同时也可以设置在现场实际线路中。

所述专用测量轨枕在现场实际线路中，其功能可替代普通轨枕以便在现场环境监测有碴道床的密实度。

所述压力传感器5为常规市售标准压力传感器，抗冲击、过载能力强。

所述专用测量轨枕的使用步骤为：

1）在新建或既有铁路线路上被测铁路道床区域安装专用测量轨枕并进行信号传输线缆布置，集中设置线缆外接接口，且按照专用测量轨枕与普通轨枕间隔布置的方式安装，每个被测区域布置3~5个专用测量轨枕，保证传感器保护板6与枕底道碴之间接触；或在室内试验散体有碴道床区域重复上述安装步骤；

2）新建或既有铁路线路经过稳定作业、实车试运行、运行等过程，即实施列车循环荷载加载过程；室内试验散体有碴道床主要通过模拟循环加载试验进行密实；通过以上过程使散体有碴道床达到密实状态，可通过传统灌水法或γ射线法测试其密实程度；

 3）同时，按照下述步骤4）~9）内容测量普通轨枕底部或专用测量轨枕底部保护板与道碴间在5-10s内的接触强度值并取平均即获得特定测量值作为后续测量参考基准，对于同一道床通常标定一次，后续测量在半年后进行或根据线路使用情况临时调整； 

4）测量前，通过信号传输线缆外界接口连接动态信号测试仪器与专用测量轨枕中的压力传感器（或普通轨枕底部的压力传感器），通过数据传输线连接动态信号测试仪器与计算机，便携式移动电源为动态信号测试仪器与计算机提供电源；

5）对传感器、动态测试仪器、计算机软硬件进行联调，测试准备工作就绪；

6）测量时工况条件、测试区域及荷载状态应与步骤3）中测量时所采用的一致；

7）测量时，传感器保护板6直接与枕底道碴保持接触，外荷载作用经传感器保护板6传递给压力传感器5，聚氨酯缓冲隔垫4起到缓冲并减缓冲击的作用同时保证传感器保护板6能够接触到压力传感器5的工作面；