基于ADAMS的振动压路机振幅均匀性仿真分析

0 引言 单钢轮振动压路机是压实基层和底面层的设备,应用广泛,其主要的工作过程是一个循环式作业过程,包括起步加速、匀速压实、停车减速等动作;其作业对象很多,包括底基层砾石、砂土、粘土等[1].目前,国内生产的振动压路机在性能上与国外压路机相比还有一定的差距.对国产的一些振动压路机振动性能进行测试后发现,沿振动轮宽度方向,振幅存在明显的不均匀性.振动压路机的振幅是压路机性能的关键指标,它直接影响着压路机的作业质量[2].轮宽方向的振幅均匀性是确保压实均匀性的最基本要求,当振动轮左右两边振幅偏差较大时,还会影响压路机的直线行驶性能[3].     

半刚性基层材料的碾压机械优化组合

针对传统碾压组合压实效果不理想(尤其是当采用振动法进行配合比设计时),以及碾压后路面均匀性不好两个问题,分析了半刚性材料的压实机理、压实度与强度的关系和碾压工艺,由此提出新的碾压机械组合,即静压后采用高频低幅振动碾压、碾压过程中压路机错轮碾压和压路机先轻后重的碾压工艺。工程实例表明,新的压实机械组合可以克服传统碾压机械组合的缺陷,碾压后基层表面比较均匀,比传统碾压组合更易达到预定压实度等优点。     

铁矿渣路基碾压影响因素的颗粒流模拟分析

为了揭示铁矿渣路基填料碾压质量影响因素的作用机制，提出了一种模拟铁矿渣路基填料碾压过程的颗粒流数值计算方法，系统探讨了压路机碾轮直径、碾轮移动速度、松铺厚度以及碾轮振动频率对铁矿渣路基填料沉降、压实度的影响规律。结果表明：选用带大直径碾轮的压路机，降低碾轮移动速度、减小松铺厚度、提高振动频率均可有效降低铁矿渣路基填料的工后沉降，但对增加不同深度处铁矿渣填料压实度的效果不显著。对26 t重型压路机，碾压遍数应不低于5次，移动速度控制为2.2 km/h,振动频率为45 Hz,最佳松铺厚度为0.4 m,在此条件下进行铁矿渣路基填料碾压施工可以获得较好的压实效果。     

沥青混合料压实技术分析

针对沥青路面的压实质量问题,介绍了沥青混合料的特性,阐述了沥青路面的压实机理,分析了振动频率、振幅、压实速度、振动冲击间距、碾压温度、平整度传递等因素对沥青路面压实的影响,探讨了沥青路面压实工艺,从而确保沥青路面的平整度和压实度。     

垂直振动压路机动态特性研究

建立了垂直振动压路机三自由度振动系统数学模型,并采用变步长Runge-Kutta算法对其进行求解,获得了振动轮两侧的振幅差、振动加速度等动力学参数。分析发现,原模型的振幅均匀性较好。进一步研究了振动轮偏心距、减振器刚度以及振动轮质量变化对振动轮动态特性的影响,发现偏心距是影响振幅均匀性的主要因素,为垂直振动轮的设计、制造提供了参考意见。     

振动压路机振幅对沥青路面压实度影响的研究

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沥青路面的压实效率高于低幅作业。     

振动压路机不同参数对土基压实效果的分析

为了能从理论上对压实过程进行研究,分析了振动压路机对土基的压实机理及不同的压路机碾压参数对土基压实效果的影响.通过显式时间积分的三维有限元方法,根据土基三轴压缩实验得到的数据采用弹塑性土体动力本构模型,对振动压路机碾压模型的合理性、不同振动频率和行驶速度的压实效果进行了分析.分析结果表明:较低的碾压速度会加强表面下0～1 m深度内的压实效果,较高的碾压速度会加强表面下1～3 m深度内的压实效果;土基的碾压过程中,被压实的层位主要位于表面下的2 m深度范围内;较高的碾压频率能达到更深的有效压实深度,但是会造成土基表面应力的显著提升,因此应当在一定范围内实行较高频率碾压.     

黄土路基大吨位压实参数研究

为解决大吨位压路机碾压黄土路基时合理压实参数选择的难题,以提高黄土路基的压实效果和施工经济性,利用"黄土—振动压路机"振动系统模型,分析了系统的振动响应,确定了振动压路机碾压黄土时的振动规律,即振动压路机初期宜用低频高振幅,后期宜用高频低振幅压实路基。通过利用YZ32D2型自行式振动压路机进行不同频率现场振动碾压试验及不同松铺厚度下最佳碾压遍数试验,对大吨位压路机压实参数进行了研究分析,提出了黄土路基压实过程中的最佳碾压频率和不同松铺厚度下的最佳碾压遍数,现场试验表明:大吨位压路机碾压黄土路基时,前期使用低频25 Hz碾压4遍,即可达到93%压实度,后期采用高频30 Hz进行振动碾压效果最佳;振动碾压遍数达到4遍之前,不同松铺厚度条件下压实度随碾压遍数增加而增大,超过4遍后,松铺30 cm对应的压实度达到峰值后有所降低并趋于稳定,松铺40 cm对应的压实度随碾压遍数的增加提升幅度逐渐降低,松铺50 cm相比松铺60 cm时压实度增加较快,而松铺厚度达到70 cm时,压实度随碾压遍数的增加提高趋势趋于缓和,很难达到施工要求的93%压实度。为避免因松铺厚度过大碾压遍数过多而消耗时间、增加机械台班数,建议每层松铺厚度不宜超过50 cm。此外,本研究给出不同松铺厚度时达到所需施工要求的振动碾压遍数推荐值及黄土路基大吨位压实工艺控制参数。     

两侧减振器的刚度差异对压路机压实轮振动的影响

由于不合理的减振系统会导致振动压实轮两侧的振幅不一致,使压实轮发生偏振而造成压实后的路面不平整,为了减小这种偏振,通过对振动压路机机架和压实轮的振动过程进行数学建模,从动力学的角度探寻该问题的解决方法。     

基于正交试验的路基压实度影响因素分析

为了分析振动压路机工作参数对路基压实度的影响,以江西省抚吉高速公路某路基标段为依托,分析了压实材料的组成,进行了以前进和进退交替行驶方向为区组,振幅、频率和速度为影响因素的二区组三因素三水平正交试验,并采用极差分析法分析了三种因素对路基压实度的影响主次和最佳因素水平组合。结果表明：进退交替的行驶方式有利于提高压实度;振幅对路基压实度影响最大,速度次之,频率最小;最佳匹配为振幅2．0mm、频率32Hz、速度2．6km·h^-1。     

基于不同成型方法的沥青混合料均匀性评价

由于不同成型方法制成的试件均匀性不同,会影响到试验结果,因此应用数字图像处理技术,对试件做连续切割．获取多幅图像;采用统计分析的方法研究了同一级配在不同成型方法时的均匀性。结果表明,4种成型方法均匀性的好坏依次为：旋转压实、轮碾成型、马歇尔击实、振动成型.     

振动压路机参数对路基压实质量的影响

公路工程建设中,路基的压实度能否满足要求决定着公路路面的施工质量,文章以黄土区域为地质背景,对振动压路机的振幅、频率和速度对压实度的影响进行了正交试验研究,并应用于工程实际。研究表明:不同压实条件下,随着压路机压实次数的增加,压实度逐步增大,在同一压实次数条件下,压实度随着压路机频率与振幅的增加而增大,随着速度的增大而减小,且振幅相比较于频率,对压实度的影响更大。     

基于有限元的路基振动压实动力学响应研究

基于ABAQUS软件，建立“振动轮-土体”三维有限元模型，采用扩展线性DruckerPrager模型和三维一致黏弹性人工边界方法，对轮下土体的应力、接触力等振动响应进行分析，研究振动压实过程中轮土的相互作用及由此产生的动力学响应。结果表明：沿振动轮横向，在振动轮边缘处土体竖向应力会发生严重衰减，据此可确定振动轮的碾压重叠宽度；沿压实路径纵向，竖向应力的中心点位于振动轮质心点前方，这是由于轮土接触面倾斜所导致的；根据节点接触应力的时程曲线可以计算总接地宽度，但总宽度之中大约只有1/3可以产生有效压缩变形。     

黄土室内振动压实特性试验

室内振动压实是室内击实成型试件的一种新方法,能较好地模拟振动压实的特点。研究了静面压力、频率、激振力和振幅等振动压实参数对黄土压实效果的影响规律,提出了一组压实效果好并且与现有振动压路机的技术参数相符的黄土振动压实的推荐参数;对黄土的振动成型方法和成型后的物理、力学性能进行了探讨,并与击实试验做了对比分析。研究结果表明：振动压实黄土得到的最佳含水质量分数、最大干密度均比室内击实的要小,振动压实黄土的回弹模量比室内击实黄土的回弹模量要大;不同成型方式对材料的物理、力学性能影响很大。     

205国道莱芜段沥青混凝土路面压实质量控制

以２０５国道莱芜段铺筑沥青混凝土路面的压实工序为例，分析了碾压工艺中易出现的质量问题及其影响因素，介绍了压实设备的选型及碾压工艺中对碾压温度，压路机振频、振幅选择，碾压顺序等方面的控制方法。     

振荡压实效果的理论分析

通过建立振荡压路机的单自由度系统振动模型，对振荡压路机的动态响应进行了定性分析，建立了土壤的动作用力以及荡幅的数学表达式，然后利用有限单元法研究了土的压实过程及其在压这过程中的应力状态，并由此分析振荡实的特点及适用范围。     

仿冲击压实机的试验研究

为了探讨厚层压实技术,提高厚层压实的质量和效率,讨论了仿冲击压实的原理,应用专有技术设计和制造了试验样机,采用正交试验方法对样机性能进行了试验研究。结果表明:振幅比频率更明显地影响压实效果;在给定的参数下,样机产生了明显的冲击压实效应,适宜厚层压实,又保证了表层均匀性和平整度,实现了质量和效率的统一。