振动压路机振幅对沥青路面压实度影响的研究.pdf

ROAD CONSTRUCTION AND MACHINERY「道路施工与机械
文章编号:1000-033X(2015)07-0049-02
振动压路机振幅对沥青路面压实度影响的研究
曾丹,曹源文,余锐,魏亚
重庆交通大学机电与汽车工程学院,重庆400074)
摘要:为了研究振动压路机振动轮在不同振幅情况下对沥青路面压实度的影响程度,采用数据拟
合方法,建立并分析压路机振动轮振动加速度与沥青路面压实度的相关关系,得出了振动压路机在
不同振幅作用下压实度的变化情况,结果表明,振动压路机在高幅作业下对汤青路面的压实效率高
于低幅作业。
关键词:压实度;振幅;拟合;沥青路面
中图分类号:U415.5
文献标志码:B
Research on Impact of Amplitude of Vibratory Roller on
Compaction Degree of Asphalt Pavement
ZENG Dan, CAO Yuan-wen, YU Rui, WEI Ya
(School of Mechatronics and Automotive Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China)
Abstract: In order to study the impact of amplitude of vibratory roller on compaction degree of
asphalt pavement, a data fitting method was adopted to build a correlation between the vibratory
acceleration and compaction degree, and the variation of compaction degree under different
amplitudes was obtained. The research results show that vibratory roller works more efficient
with high amplitude.
Key words: compaction degree; amplitude; fitting; asphalt pavement
言
情况下,振幅的增大会使压路机对被压实材料的作
用力度和作用深度增加。但振幅过大会碾碎路面物
振动压路机工作时是通过振动钢轮的反复振动料,使其无法承载过高、过强的压实能量而产生开
作用来增加道路材料密实程度的,所以振动压路机裂;已经压实的薄层物料会松散,压实度降低;并且
的控制参数是影响沥青路面压实度的主要因素之振幅过大必然导致压路机车架振动过大,引起司机
振幅、振动频率及辗压速度是振动压路机的
的疲劳和零部件的损坏23。当振幅过小时,压实深
个主要控制参数,其中振幅对压实质量的影响最大,度小,压路机作用力度不够,达不到预期的压实效
辗压速度次之,振动频率的影响最小。本文主要果。因此,在道略施工中,为了提高压实效率,选择
依托江西省交通厅重点科技项目一一路基路面压实
个适当的振幅是有必要的。
度自动连续检测新技术研究,以振动压路机的实际
施工过程为例,对钢轮的振动加速度和被压实材料2工程测试
压实度进行检测试验,研究振动压路机振幅对沥青
在江西抚州至吉安高速公路建设施工现场,使
路面压实度的影响。
用的压路机型号为厦工XG6204M,碾压时在低速
1理论分析
(即2.4km?h1的行驶速度)下分别用1.2mm和
2.0mm两种振幅进行压实作业,并用仪器检测压
振幅代表了振动压路机钢轮振动的强弱。通常路机的振动信号。在两种不同的振幅作用下,分别
收稿日期:2014-12-09
基金项目:重庆市自然科学基金计划项目(cstc2011jA30006)
道路施工与机概 ROAD CONSTRUCTION AND MACHINERY
进行4遍沥青路面压实作业;同时在每压实一遍后,
都用灌砂法对道路的压实度进行测量,收集数据以
90
备分析
在低幅和高幅厕种条件下,对检测到的振动加
惑70
低幅
高幅
速度信号进行处理后,得到的加速度有效值以及压
实度如表1所示。
表1压实度数据与加速度有效值
压实遍数/遍
低速加速度有效值/(m?s-2)132.2636.9237.56137-9213.828.8
图3低幅和高幅作业时压实度的变化情况
低幅
压实度/
84,0188,818.8190.6191,4192.7
由图3可知,在压实作业中,振动压路机在高幅
低速」加速度有效值(m?s-2)13.03?36.3837.37?38.639.52140.35
作业时比低幅作业对道路的作用力更强烈,压实效
高幅
压实度/%
85.6191.0192.1193.3194.995.8
果更好。高幅作业时对道路的作用深度以及作用能
根据表1的数据,分别对两种作业情况下采集
量均比低幅作业时大很多,因此,高幅作业在压实初
到的压实度和加速度有效值a进行了数据拟期会表现出比低幅作业更明显的压实优势,但随着
合?,得到其相关关系表达式为式(1)和式(2)。压实遍数的增加,压实度逐渐增大,这种区別会越来
为了得到更清晰直观的结果,将其相关关系利用函越小,直至达到要求。
数图像表达出来,如图]、2所示
根据拟合后得到振动压路机在低幅和高幅作业
お=0.01139a+0.4716
下的振动加速度有效值与道路压实度的相关关系
お=0.01353a+0.4130
2)采用式(1)和式(2)对加速度信号与压实度进行相关
94
计算,得到如图4、5所示的实时显示趋势。
90
88
86
84
99908843
一第一
第二遍
第三遍
一兴第四遍
36
38
加速度有效值/(ms-2
0.41.22.02.83.64.45.26.06.87.68.49.210.0
图1低幅作业时压实度与振动加速度的相关关系
行驶时间/s
图4低幅吋压实度实时显示趋势
96
第二遍
086
第四適
加速度有效值/(m?s-2)
0.41.22.02.83.64.45.26.06.87.68.49.210.0
行驶时间/s
图2高幅作业时压实度与振动加速度的相关关系
图5高幅时压实度实时显示趋势
式(1)是低速低幅作业的数据拟合结果,其校正
根据图4、5的实时趋势情况可知:低幅和高幅
后的决定系数R2为0.914;式(2)为低速高幅作两种工况在第一遍和第二遍的压实作业中,道路压
业的数据拟合结果,其校正后的决定系数R2为实度均有明显的提升;随着压实遍数的增加,压实度
0.9277,相关性都较好,满足要求。通过拟合关系的増长速度会越来越小,直至压实度达到需求;而在
得到低速低幅和低速高幅作业时压实度的变化情况每一遍压实后得到的压实度比较中,高幅的压实度
如图3所示
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