Устройство для измерения неровностей дорожного покрытия
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано при оценке эксплуатационного состояния дорожных покрытий. Устройство для измерения неровностей дорожного покрытия содержит рейку с двумя опорами по краям, механическое отсчитывающее устройство, в которое входит измерительный шток, устанавливаемый на рейке в направляющей с возможностью вертикальных перемещений и взаимодействующий с индикатором вертикальных перемещений, и датчик горизонтального положения рейки. Новым является то, что рейка выполнена в виде балки с верхней и нижней опорной полками и снабжена мерной лентой, размещенной на верхней полке, на которой также установлен датчик горизонтального положения рейки, измерительный шток выполнен с подвижным упором, опирающимся на нижнюю опорную полку рейки с возможностью его перемещения вдоль рейки, а опоры выполнены с возможностью регулирования их по высоте. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении достоверности результатов измерений неровностей дорожного покрытия и обеспечении проведения измерения просвета в любой точке покрытия между опорами. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано, например, при оценке эксплуатационного состояния дорожных покрытий.
Известно устройство, в котором реализуется способ, включающий установку и перемещение измерительной рамы на двух опорах - левой и правой вдоль по участку дорожного полотна с заданным шагом, оценку высоты неровностей в соответствующих точках установки левой и правой опор по измеряемой разности их значений и с учетом высоты неровностей, определяемой для одной из опор. В состав устройства входят рама с двумя опорами, на верхних концах рамы установлены мерные трубки, снабженные каждая линейкой для измерения значения уровня жидкости в мерных трубках. Одна мерная трубка сообщена с сосудом, заполненным жидкостью и установленным на раме, а другая - с другим сосудом, установленным рядом с измерительной рамой на штативе (см. SU 885399 А, Е 01 С 23/07, 30.11.1981).
Известное устройство не позволяет оценить значения неровностей в различных точках дорожного покрытия между опорами устройства, а только в двух точках под опорами и, следовательно, не дает полной, а значит, достоверной картины о состоянии поверхности на всем участке.
Известно также устройство, реализующее способ измерения неровностей, принятое в качестве наиболее близкого аналога, которое содержит рейку с двумя опорами по краям, механическое отсчитывающее устройство, в которое входит измерительный шток, устанавливаемый на рейке в направляющей с возможностью вертикальных перемещений и взаимодействующий с индикатором вертикальных перемещений, и датчик горизонтального положения рейки (см. SU 1698341 A1, E 01 C 23/07, 15.12.1991).
Недостатком известного устройства является недостаточная достоверность результатов измерений, поскольку имеется возможность вести измерения только в точках со строго определенным шагом и только в продольном направлении, а отсчет значений неровностей ведется от начальной установочной точки, т.е. сами значения являются относительными, а не абсолютными.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение достоверности результатов измерений неровностей дорожного покрытия.
Задача решается за счет того, что в устройстве для измерения неровности дорожного покрытия, содержащем рейку с двумя опорами по краям, механическое отсчитывающее устройство, в которое входит измерительный шток, устанавливаемый на рейке в направляющей с возможностью вертикальных перемещений и взаимодействующий с индикатором вертикальных перемещений, и датчик горизонтального положения рейки, согласно изобретению рейка выполнена в виде балки с верхней и нижней опорной полками и снабжена мерной лентой, размещенной на верхней полке, на которой также установлен датчик горизонтального положения рейки, измерительный шток выполнен с подвижным упором, опирающимся на нижнюю опорную полку рейки с возможностью его перемещения вдоль рейки, а опоры выполнены с возможностью регулирования их по высоте. При этом опоры могут быть выполнены из материала, выбираемого из ряда прочных нержавеющих сплавов. Опоры могут быть выполнены в виде подставок, одна из которых имеет ступенчатое регулирование по высоте, а другая - плавное регулирование. Опоры могут быть выполнены в виде подставок с плавным регулированием по высоте. Упор измерительного штока может быть снабжен роликом, нижняя полка выполнена с направляющим элементом, а на конце штока установлено колесо.
Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении достоверности результатов измерений неровностей дорожного покрытия и обеспечении проведения измерения просвета в любой точке покрытия между опорами.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена конструкция рейки; на фиг.2 изображен вид Б на фиг.1; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 приведена схема, поясняющая установку рейки на дороге.
На чертежах использованы следующие обозначения:
1 - максимальный просвет под рейкой;
2 и 3 - минимальные просветы соответственно на правом и левом выпоре дорожного покрытия;
h1 и h2 - соответственно правое и левое плечи колеи.
Описываемое устройство для измерения неровностей дорожного покрытия содержит рейку 1 с двумя опорами 2 и 3 по краям, механическое отсчитывающее устройство (на чертежах не обозначено), в которое входит измерительный шток 4, устанавливаемый на рейке 1 в направляющей 5 с возможностью вертикальных перемещений и взаимодействующий с индикатором 6 вертикальных перемещений. В устройстве предусмотрен датчик 7 горизонтального положения рейки. При этом рейка выполнена в виде балки из двутавра с верхней 8 и нижней опорной 9 полками и снабжена мерной лентой 10, размещенной на верхней полке 8, на которой также установлен датчик 7 горизонтального положения рейки 1, который выполнен парным для контроля за точностью установки рейки 1. Измерение просвета между рейкой и поверхностью дорожного покрытия осуществляют с помощью механического отсчитывающего устройства, измерительный шток 4 которого выполнен с подвижным упором 11, последний, в свою очередь, опирается на нижнюю опорную полку 9 рейки 1 с возможностью его перемещения в составе механического отсчитывающего устройства вдоль рейки 1. Опоры 2 и 3, на которые установлена рейка 1, выполнены с возможностью регулирования их по высоте. Опоры изготовлены из сплавов, устойчивых к износу и коррозии и приспособлены для условий, сопровождающих работы на дороге. Предпочтительны материалы, выбираемые из известного ряда прочных нержавеющих сталей.
Опоры 2 и 3 по краям рейки 1, имеющие возможность регулирования их по высоте, могут быть выполнены в виде соответствующих подставок под рейкой 1, одна из которых, например, опора-подставка 2, имеет ступенчатое регулирование по высоте, а другая опора-подставка 3 - плавное регулирование с помощью штыря 12, жестко закрепленного на нижней опорной полке 9 и взаимодействующего с опорой-подставкой 3 посредством резьбового соединения.
Возможен также вариант устройства, в котором обе опоры 2 и 3 выполнены в виде соответствующих подставок с плавным регулированием по высоте, как описано выше.
Возможен также вариант устройства, в котором упор 11 измерительного штока 4 снабжен роликом 13, под которым на нижней опорной полке 9 рейки 1 выполнен направляющий элемент 14, а на конце штока 4 установлено колесо 15. Для удобства работы с рейкой на дороге в устройстве предусмотрена рукоятка 16.
Устройство для измерения неровностей дорожного покрытия работает следующим образом.
В процессе измерения неровностей, например, в поперечном направлении рейку 1 в виде балки устанавливают с помощью опор 2 и 3 перпендикулярно оси дороги с обеспечением просвета по всей длине балки между ее нижней опорной полкой 9 и поверхностью дорожного покрытия. Перед началом измерений рейку 1 выводят в горизонтальное положение с помощью опор 2 и 3, размещенных по краям и имеющих регулирование по высоте. Контроль за точностью выведения рейки 1 в горизонтальное положение ведут по датчикам 7 горизонтального положения.
Измерение отклонения поверхности дорожного покрытия ведут, измеряя просвет между нижней опорной полкой 9 и поверхностью дорожного покрытия с помощью механического отсчитывающего устройства, которое устанавливают, фиксируя его по делениям измерительной ленты 10 на верхней опорной полке 8 рейки 1 в одной из точек на поверхности дорожного покрытия так, чтобы измерительный шток 4 касался последнего, а его подвижный упор 11 опирался на нижнюю опорную полку 9 рейки 1. При этом упор 11 перемещается по измерительному штоку 4 до упора, а сам шток 4 перемещается относительно направляющей 5. Это приводит к перемещению связанной со штоком 4 подпружиненной мерной ленты (на чертежах не обозначена) индикатора 6, с которой снимают показания. Аналогично проводят измерение просветов к многократно в ряде других точек дорожного покрытия при последующих перемещениях механического отсчитывающего устройства вдоль рейки 1 между опорами 2 и 3 путем его перестановки. В результате нескольких измерений просвета к для дальнейшей обработки фиксируют максимальные и минимальные значения просветов 1, 2, 3. Затем производят перестановку рейки 1, перемещая ее в новое положение на оцениваемом участке дороги в соответствии с пошаговым перемещением. При этом все действия, соответствующие первой установке рейки 1, из которых одним из важнейших является выведение рейки 1 в горизонтальное положение, полностью повторяют. В результате при многократном повторении описанных выше действий может быть получено множество значений просветов 1, 2, 3, соответствующих каждой установке рейки 1 на опорах 2 и 3. При обработке результатов измерений принимают во внимание разность значений 1-2=h1, 1-3=h2, которая представляет собой абсолютное значение неровностей дорожного покрытия для каждого пошагового процесса измерения. Возможность получения такой характеристики достигается благодаря выведению измерительной рейки 1 в горизонтальное положение перед каждой ее установкой на поверхности дорожного покрытия (j=0).
Один из возможных вариантов устройства, при котором одна из опор, например, 2 имеет ступенчатое регулирование по высоте, а другая опора 3 - плавное регулирование по высоте, обеспечиваемое вращением опоры-подставки 3 с помощью резьбового соединения относительно штыря 12, жестко закрепленного на нижней опорной полке 9 рейки 1, позволяет с большей точностью выводить последнюю в горизонтальное положение. Последнее свойство сказывается на повышении достоверности результатов измерений. Вариант устройства, в котором обе опоры 2 и 3 рейки 1 выполнены с плавным регулированием по высоте, предполагает более широкие возможности при выведении рейки 1 в горизонтальное положение.
Измерение просвета может осуществляться как дискретно, что описано выше, так и интегрально - во всех точках дефектного участка дорожного покрытия, в частности, в случае оценки колеи путем плавного перемещения-прокатывания механического отсчитывающего устройства между опорами вдоль рейки при постоянном контакте с оцениваемой поверхностью посредством колеса 15, установленного на конце измерительного штока 4 в последнем варианте устройства. При этом упор 11 и шток 4 перемещаются вдоль рейки с помощью ролика 13 по направляющему элементу 14. При таком способе работы фиксируют три значения просвета 5 (одно максимальное и два минимальных слева и справа от максимального), следя за процессом индикации по мерной ленте индикатора 6 и определяя значения просвета при изменении направления перемещения мерной ленты.
В процессе измерений учитывают абсолютные одно максимальное и два минимальных значения просвета при каждой установке, по разнице которых оценивают абсолютные значения неровностей. Измерения становятся более достоверны в связи с тем, что отсутствуют погрешности за счет характера установки рейки на опорах, в том числе и от значений неровности под опорами. Кроме того, достоверность повышается и в связи с тем, что измерения просвета проводят в любой точке покрытия между опорами.
Таким образом, изобретение позволяет осуществлять эксплуатационный контроль неровностей дорожного покрытия с большей достоверностью, так как результаты измерений не зависят ни от выбора места установки опор измерительной рейки, ни от характера самого покрытия под опорами, т.е. являются абсолютными. Кроме этого изобретение позволяет проводить контроль за дорожным покрытием как в поперечном направлении дороги, так и в продольном.
Формула изобретения
1. Устройство для измерения неровностей дорожного покрытия, содержащее рейку с двумя опорами по краям, механическое отсчитывающее устройство, в которое входит измерительный шток, устанавливаемый на рейке в направляющей с возможностью вертикальных перемещений и взаимодействующий с индикатором вертикальных перемещений, и датчик горизонтального положения рейки, отличающееся тем, что рейка выполнена в виде балки с верхней и нижней опорной полками и снабжена мерной лентой, размещенной на верхней полке, на которой также установлен датчик горизонтального положения рейки, измерительный шток выполнен с подвижным упором, опирающимся на нижнюю опорную полку рейки с возможностью его перемещения вдоль рейки, а опоры выполнены с возможностью регулирования их по высоте.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опоры выполнены из материала, выбираемого из ряда прочных нержавеющих сплавов.
3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что опоры выполнены в виде подставок, одна из которых имеет ступенчатое регулирование по высоте, а другая - плавное регулирование.
4. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что обе опоры выполнены в виде подставок с плавным регулированием по высоте.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упор измерительного штока снабжен роликом, нижняя полка выполнена с направляющим элементом, а на конце штока установлено колесо.
РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
