沥青路面振动压实过程的仿真分析

发布时间：2017-10-24 10:35

  本文关键词：沥青路面振动压实过程的仿真分析

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【摘要】：压实度是评价公路施工质量的核心指标之一,充分有效的压实使路基和路面各结构层具有足够的稳定性、耐久性、平整度、密实度,使路基与路面结构层的强度和刚度充分发挥,达到高密实度后,公路在使用过程中几乎可以消除沉陷,提高承载能力、抗渗水能力和使用寿命。振动压实的过程是被压材料和振动压路机相互作用的动态过程,能取得良好压实效果的压路机振动参数由沥青混合料的性质和施工现场环境条件决定,而沥青混合料的压实效果取决于压路机的行走速度、振动频率、振幅、激振力等作业参数决定。为了研究在激振力作用下振动压路机和沥青混合料的动态响应,研究振动压路机的振动参数变化对沥青路面压实效果的影响,探究压路机振动压实作业过程中沥青混合料的参数的变化情况,进一步探究振动压实作业的机理,需要建立起一个尽可能接近实际工况的动力学模型,以便进行理论分析和计算。本文以沥青路面振动压实过程为研究对象,分析了沥青路面振动压实机理,建立了沥青路面振动压实过程的动力学模型,经过对现场采集的振动加速度数据的处理和分析以及振动压实系统的建模仿真分析,得出了以下的结论和成果:⑴分析了振动压实机理,构建了振动压实过程的动力学模型,根据所构建的模型建立了动力学方程,并从理论角度分析了振动压路机接地与跳振两种工况;⑵对济祁高速施工现场使用加速度采集仪收集的振动加速度信号进行滤波和对经滤波后得到的振动加速度数据进行筛选,基于实测的压实度数据和经筛选后的振动加速度数据,建立了沥青路面压实度和振动压路机的振动加速度的关系;⑶将已构建的振动压实系统的动力学模型用MATLAB进行模拟分析,推导出振动轮在振动压实过程中位移、速度、加速度随沥青路面阻尼、刚度的变化的动态响应规律;⑷使用ADAMS软件对沥青路面振动压实系统进行了建模仿真分析,验证了建立的振动压实系统的合理性,并对振动轮跳振工况进行了分析;⑸对仿真、模拟以及实测结果进行对比分析,得到了仿真结果与模拟结果基本一致,理论分析结果和现场实测结果基本相同的结论,从理论角度证明了以振动加速度值表征压实度大小的正确性和合理性。
【关键词】：沥青路面 振动压路机 振动加速度
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.217
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究背景与意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.3 研究内容与思路15-16
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 研究思路15-16
• 第二章 沥青路面振动压实机理16-25
• 2.1 压实概述17-18
• 2.1.1 压实定义17
• 2.1.2 压实的物理过程17
• 2.1.3 压实的基本方法17-18
• 2.2 振动压实技术18-22
• 2.2.1 振动压实理论18-19
• 2.2.2 振动压路机的特点19
• 2.2.3 振动压路机的主要技术参数19-20
• 2.2.4 振动压实效果影响因素20-22
• 2.3 沥青路面结构22-23
• 2.4 沥青路面压实23-25
• 2.4.1 沥青路面压实方法23
• 2.4.2 沥青路面压实效应23-25
• 第三章 振动压实系统动力学模型25-47
• 3.1 振动压实系统的模型分析25-26
• 3.2 动力学模型26-35
• 3.2.1 动力学模型建立的目的与意义26
• 3.2.2 动力学模型的建立26-28
• 3.2.3 模型的动力学分析28-32
• 3.2.4 模型参数对压实效果的影响32-33
• 3.2.5 沥青混合料参数的识别33-35
• 3.3 基于MATLAB的振动压实系统模拟分析35-47
• 3.3.1 MATLAB/SIMULINK的特点及方法介绍35-37
• 3.3.2 基于SIMULINK的模拟分析37-47
• 第四章 现场试验分析压实度与振动加速度关系47-68
• 4.1 振动加速度信号采集及处理47-55
• 4.1.1 采集设备47-48
• 4.1.2 采集硬件48-50
• 4.1.3 采集参数设置50-52
• 4.1.4 仪器安装52-55
• 4.1.5 信号处理55
• 4.2 振动加速度数据的分析55-64
• 4.2.1 拟合周期及加速度有效值55-57
• 4.2.2 SPSS软件的介绍及离散性检验过程57-64
• 4.3 压实度与振动加速度关系的建立64-68
• 第五章 振动压实过程仿真分析68-84
• 5.1 基于ADAMS的振动压实系统仿真分析68-75
• 5.1.1 ADAMS建模仿真方法简介68-70
• 5.1.2 沥青路面模型70
• 5.1.3 偏心块模型70-71
• 5.1.4 沥青路面振动压实系统模型71-72
• 5.1.5 路面刚度变化对仿真结果的影响72-73
• 5.1.6 路面阻尼变化对仿真结果的影响73
• 5.1.7 振动加速度与路面刚度、阻尼关系建立73-75
• 5.2 模拟、仿真以及实测结果对比分析75-82
• 5.3 跳振分析82-84
• 第六章 结论与展望84-86
• 6.1 主要结论84
• 6.2 不足与展望84-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-90
• 攻读学位期间取得的研究成果90

【参考文献】

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本文编号：1088391