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原文传递基于微振动激励的路面刚度检测技术研究

论文题名：	基于微振动激励的路面刚度检测技术研究
关键词：	路面养护;刚度检测;微振动激励
摘要：	我国道路工程事业已进入大规模养护阶段，其中路面刚度检测结果对路面养护措施的制定具有重要意义。现行沥青路面刚度和强度的检测方法主要依靠弯沉值反算，而弯沉检测方法大都具有范围窄、检测效率低、检测结果滞后等缺点。为了探讨一种检测范围广、检测效率高、检测结果实时显示的新型路面刚度参数检测方法，本文以微振动激励设备-沥青路面相互作用动力学系统为研究对象，建立不同工况下的动力学模型，通过不同工况下动力学模型的分析并结合工程实际，最终选取钢轮微振动激励设备接地工况和胶轮微振动激励设备跳振工况进行仿真分析研究沥青路面刚度参数与微振动激励设备振动轮振动加速度之间的关系，同时通过仿真技术分析微振动激励设备的设备参数和振动参数对路面刚度参数-振动加速度线性关系的影响。依托S312郑州境改建工程进行现场实验验证仿真分析结果，最终主要得到以下研究成果及结论：　　（1）基于“振动激励设备-被碾压材料”经典动力学模型按照接地工况和跳振工况分别建立钢轮微振动激励设备-沥青路面动力学模型和胶轮微振动激励设备-沥青路面动力学模型。　　（2）通过对四种模型的动力学分析，发现钢轮和胶轮微振动激励设备的机械参数不变，两种设备在接地工况和跳振工况下的振动加速度都仅与路面刚度和阻尼有关。选取利于工程实际应用的接地工况下的钢轮微振动激励设备-沥青路面和跳振工况下的胶轮微振动激励设备-沥青路面两种动力学模型进行仿真分析，发现两种动力学模型的振动加速度与路面刚度都存在良好的线性关系。　　（3）基于微振动激励设备-沥青路面仿真程序，分析了两种微振动激励设备的振动质量、振动频率、激振力幅值、振动轮尺寸和胶轮设备振动轮的等效刚度和阻尼对振动加速度信号的影响，并建立这些参数与振动加速度之间关系。　　（4）依托S312郑州境改建工程，对微振动激励设备处于接地工况和跳振工况两种工况进行振动加速度信号和路面刚度参数采集与检测，建立经过数据处理后的振动加速度代表值-路面刚度参数之间关系，得出随着路面刚度参数的增大振动加速度也随之增大的结论。建立了不同面层不同工况下振动加速度与路面刚度参数之间的线性关系式，并基于现场实测数据修正仿真分析结果，形成基于微振动激励的路面刚度参数检测技术。　　（5）基于微振动激励的路面刚度参数检测技术建立了沥青路面刚度参数实时检测系统，该检测系统可以对沥青路面刚度参数进行快速检测及评价。　　研究结论表明，当路面刚度参数在一定范围内时，微振动激励设备的振动加速度与路面刚度参数之间存在良好的线性关系，可以基于微振动激励设备检测沥青路面刚度参数。
作者：	李想
专业：	交通运输工程
导师：	梁乃兴
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022