水泥稳定碎石材料振动压实效应研究

摘要

基层是道路的主要承重结构层,水泥稳定碎石是我国主要基层类型。水泥稳定碎石基层的压实质量,对道路整体性能有重要影响。室内压实标准的确定和现场压实度检测是水泥稳定碎石压实质量控制的两个重要方面。室内振动压实机,可以很好的模拟现场的压实状态;但其工作参数相对复杂,需要进一步研究机械参数的选择。实时压实度检测,可以促进路面质量控制、提高施工进度。研究室内振动压实方法和压实度的实时检测,有重要的意义。
　　本文首先研究了振动理论、压实理论,以及信号的测试和处理方法。振动压实属于周期性振动,可以采用傅里叶方法进行分析;通过滤波等信号的预处理方法,可以得到真实有效的振动信号。通过室内水泥稳定碎石的振动压实试验,研究了机械参数与振动压实效果的关系,并从振动压实能量的角度进行解释。研究了压实机械的振动加速度与密实程度的关系,分析了对二者关系有影响的因素。
　　针对水泥稳定碎石振动压实加速度傅里叶分析的特点,确定了新的信号数据的截取方法;按照振动加速度傅里叶分析结果,把水泥稳定碎石压实分为四个阶段。
　　室内振动压实试验调整机械参数时,需要注意参数间的配合。激振力的合理范围是5000-8000N,频率的合理范围26-30Hz,偏心块夹角的合理范围是30-90°;机械参数调整的时候,频率和配重应该是相同的升降方向,而偏心块夹角与前两者相反。
　　通过室内试验对振动压实规律进行了研究。基于对振动信号的分析可以得到振动压实指标;加速度基波值也很好的反映材料的压实程度,但加速度基波值对机械参数和被压实材料有依赖性。振动频率和偏心块夹角是最为显著的影响因素,加速度的基波值随频率增加而显著增大,随偏心块夹角增加而显著降低,但当频率低于24Hz或偏心块角度30-90°时,加速度基波值对这两个因素不敏感;当偏心块夹角大于120°或者振动频率小于24Hz的时候,加速度基波值非常小,此时一般没有谐波分量值或者次波分量值。加速度基波值与振动压实能量一般无相关性;加速度基波值与激振力有一定的相关性,一般情况下,加速度基波值随激振力的变大而提高,但二者间的关系较为复杂。
　　室外小型振动轮压路机试验和现场试验表明,可以用加速度基波值表征水泥稳定碎石密实程度。

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第一章 绪论

1.1研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3研究内容

第二章 水泥稳定碎石振动压实基础和信号分析基础

2.1振动理论基础

2.2振动压实机理

2.3水泥稳定碎石振动压实分析

2.4振动压实信号预处理方法研究

2.5振动信号时域频域分析方法

2.6振动加速度信号积分

2.7 本章小结

第三章 水泥稳定碎石振动压实信号分析

3.1振动压实机械的结构与工作原理

3.2振动压实信号测试方法

3.3水泥稳定碎石振动压实加速度信号研究

3.4振动压实动力学模型研究

3.5本章小结

第四章 水泥稳定碎石室内振动压实研究

4.1现有振动压实机械评价方法及其存在的问题

4.2 水泥稳定碎石振动压实试验和分析

4.3水泥稳定碎石振动压实回归分析

4.4本章小结

第五章 振动压实指标及其影响因素研究

5.1振动压实度指标分析

5.2试验方案设计

5.3基于室内试验的振动压实指标研究

5.4基于室外小型模拟试验的振动压实指标研究

5.5基于现场试验的振动压实指标研究

5.6本章小结

结论与建议

参考文献

攻读博士学位基建取得的主要成果

致谢