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沥青路面压实度智能化连续检测技术研究
| 论文题名： | 沥青路面压实度智能化连续检测技术研究 |
| 关键词： | 沥青路面;振动加速度;压实度;仿真模型;实时测评系统 |
| 摘要： | 压实度作为路面性能的关键指标，压实质量优劣直接决定道路使用寿命，且压实不足会促使多种病害并发。传统压实度检测技术已无法达到新型沥青路面的检测技术性水准，因此压实度智能化连续检测技术对于提高路面压实质量与压实效率具有重要现实意义。基于以上原因，本文依托实体沥青路面项目工程，对振动压实机理与特性、“机—料”振动压实仿真模型、现场振动加速度信号的采集与处理、振动加速度—压实度关系的影响研究、压实度智能化实时测评系统五个方面展开深入研究。 （1）通过对振动压实机理和压实特性分析，结合沥青路面压实施工过程，得出振动压实本质是通过外力作用使混合料各组成部分颗粒再次组合及挤压、缩小颗粒间孔隙，外力主要为压路机自重产生的静载力和激振器产生的激振力；分析了传统检测方法存在的缺陷，发现传统压实度检测技术无法同时兼顾无损、安全、全面、实时连续。 （2）基于牛顿第二定律理论，将压实设备等效分解为弹簧和阻尼共同作用，建立二自由度的“机—料”动力学模型，在线性、非线性、一般情况下求解动力学方程，得出振动加速度—混合料刚度关系；采用Matlab软件建立“机—料”仿真模型，改变刚度和阻尼参数，得出振动加速度、速度、位移随时间的变化规律，发现振动加速度随沥青混合料刚度增大而增大即两者存在正相关性，因此振动加速度反馈信号可用于表征压实度。 （3）利用DH5902采集设备和1A941E加速度传感器搭建振动加速度采集系统，开始对上面层（AR-SMA-13）、中面层（AC-20）、下面层（AC-25）压实作业中的振动加速度分别采集储存。对实测数据进行滤波处理，降低误差后依据各周期对应的标准偏差值确定振动加速度有效值求解的周期数。采用传统钻芯取样法实测出实验路段压实度，将实测压实度值与振动加速度有效值相互对应并进行线性拟合，得出上中下面层振动加速度—压实度的关系式。仿真结果同实测结果进行比对分析，验证仿真模型合理性。 （4）研究上、中、下三个面层在面层厚度、碾压速度、碾压温度条件不同时振动加速度—压实度的相关性，得出压实效率随厚度增加而减小，厚度越大越难压实；碾压速度在规定范围内变化对压实效果无明显影响；为保证施工效率，在规定温度范围内尽可能在高温下完成压实作业，压实效果会表现得更优异。 （5）针对沥青路面压实质量的评价问题，利用Labview程序设计软件建立压实度实时测评系统，实现对沥青路面压实度实时检测并通过检测结果快速评定其压实质量。实测现场上中下面层压实度，发现测评系统结果与实测数据无显著差异，论证了测评系统的准确性。 |
| 作者： | 龚荣超 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 李志勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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