振动压路机压实度实时检测技术研究

摘要

振动压实作为一种快速、高效的基础施工方法被广泛应用于各种公路施工中，压实质量的好坏直接影响着公路的使用寿命，因压实程度不足导致的路基路面过早损坏时有发生。压实度是衡量压实质量的一个重要指标，如何通过准确、高效的压实度检测方法来监控路基路面的压实质量是压实过程的一个关键环节。传统压实度检测往往具有滞后性和检测结果随机性强等缺点，无法实时指导压实作业。基于这些缺点，本文提出了一种压实度实时检测技术，能对路基压实度实现连续检测，有效的避免上述问题的发生，使检测结果更具实时指导施工的意义。
　　本研究由振动压实和压实度的基础理论出发，分析了振动压实原理以及振动压路机工作参数对压实度的影响。对振动压路机—被压材料的动力学模型进行了分析和求解，为振动压路机压实度实时检测提供了理论基础。随后，对传统压实度检测技术及其优缺点进行了比较详细的分析。采用Matlab/Simulink计算机仿真对振动压路机—被压材料的动力学模型进行了仿真求解，得出了振动加速度与压实度间的关系，并以试验验证了压实度实时检测系统的可行性。在经过理论的分析、论证后，提出了一种压实度实时检测技术，该技术可实现对地面压实度进行连续检测，从而有效避免了“过压”和“欠压”的发生。随后，设计了压实度实时检测系统，对系统每个模块的选型和设计进行了介绍，并对系统的软件算法进行了分析提出了FFT算法和基于小波变换分析奇异性的算法。最后，将系统进行了仿真和试验验证，结果表明压实度与振动加速度正相关，经过拟合后可以得到两者间的标定回归公式。基于两者间的这种关系能实现连续检测的要求，检测结果能实时的反馈给驾驶员使其对地面压实程度的判断更加准确，从而有效提高压实质量。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题提出背景及意义

1.2 国外发展现状

1.3 国内发展趋势

1.4 主要研究内容

第二章 振动压实及压实度检测

2.1 振动压实机理

2.2 压实度的定义

2.3“振动压路机—被压材料”动力学模型

2.4 压实度检测方法

2.5 本章小结

第三章 振动压实模型仿真与试验

3.1 Matlab/Simulink简介

3.2 仿真建模

3.3 Simulink仿真结果

3.4 试验

3.5 本章小结

第四章 压实度检测系统设计

4.1 系统组成

4.2 加速度传感器的选择

4.3 信号调理模块

4.4 数据采集模块

4.5 CPU模块

4.6 显示器模块

4.7 本章小结

第五章 系统软件设计

5.1 信号的离散化以及采样频率的确定

5.2 信号的时频域变换

5.3 信号的奇异点分析

5.4 压实值的处理

5.5 本章小结

第六章 系统仿真与试验

6.1 Matlab仿真测试

6.2 试验

6.3 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢