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压实度在线检测技术在垂直振动压路机上的应用研究

压实度在线检测技术在垂直振动压路机上的应用研究

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作者：杨杰长安大学

学位级别：硕士

压实度和压实均匀性是决定道路压实质量的两个重要因素。垂直振动压路机在压实度、压实效率提升方面具有独特优势,因此在国内得到广泛应用。而受多种因素制约,压实度在线检测系统在国内发展缓慢,并且现有压实度在线检测系统在工程应用... 详细信息

压实度和压实均匀性是决定道路压实质量的两个重要因素。垂直振动压路机在压实度、压实效率提升方面具有独特优势,因此在国内得到广泛应用。而受多种因素制约,压实度在线检测系统在国内发展缓慢,并且现有压实度在线检测系统在工程应用中常出现检测指标剧烈波动这一现象,对实际工程的指导作用不明显。对此,本文完成了系列基础试验,对探索压实度在线检测系统在垂直振动压路机上应用的可行性,并对压实度在线检测指标在实际应用中产生剧烈波动的原因进行分析。本文首先介绍了垂直振动压路机激振原理及其压实机理,总结了垂直振动压路机压实特点;其次介绍了评价智能化压路机检测效果的常规检测指标和成熟的在线检测指标;最后,利用根据“压路机-土壤”系统动力学模型搭建而成的垂直振动试验台、压实度在线检测系统以及小型垂直振动压路机样机完成垂直振动“钢轮-土壤”动力学模型的台架试验、压实度在线检测系统的台架试验、“垂直激振器-土壤”振动压实试验、土壤压实度在线识别试验等。试验结果表明:台架试验测得垂直定向激振器的振动加速度基频分量幅值及压实度在线检测指标ECV值随试验台刚度增加而增加,同一工况不同测试遍数下测得振动加速度各频次分量及ECV值均较为稳定;ECV值测试结果表明该压实度在线检测系统工作可靠。任意级配土沉降量下测得垂直定向激振器的振动加速度各频次分量均较稳定;土壤参数识别结果显示,级配土沉降量分别为4cm、5cm、6cm时,对应级配土刚度分别为0.612×10N/m,1.175×10N/m,1.786×10N/m;阻尼分别为0.97×10N·s/m,0.50×10N·s/m,0.21×10N·s/m。土壤压实度在线识别试验所得ECV值的变化规律、ECV值与级配土压实度相关性结果表明压实度在线检测系统在小型垂直振动压实样机上应用效果良好。结合各试验垂直定向激振器的振动加速度各频次分量和ECV值测试结果可推测被压实材料各区域被压实参数离散、随机波动,引起振动加速度高次谐波分量实时、随机变化,是导致压实度在线检测指标剧烈波动的重要原因。

关键词：压实度在线检测系统垂直振动压路机 “弹簧-阻尼”试验台垂直振动加速度压实度

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