【智能化机械】智能压实技术的发展研究

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压实技术的发压实技术的发展史


      在远古时代,压实技术主要采用踩踏、揉搓和捣实作用来实现对水坝、河堤等的压实。同时,他们知道利用岩石或木棒制成的夯锤对土壤进行冲击压实。20世纪五六十年代,中国人依然利用圆石制成的石碾来对土壤和粮食进行碾压的传统方法。随着科技的进步,近现代压实技术主要依靠压实机械的发展而发生变化。20世纪70年代出现的无极调速、调频和有极调幅式的振动压路机,一方面对压实的工作参数进行了大量优化,同时大大提高了压路机的压实的效率和质量。压实是道路施工过程中较为重要的步骤之一,目前在我国道路施工方面依然广泛的采用传统的机械式压路机,而传统的压路机在施工过程中可能会因为压实度不足或者是压实不够均匀,导致施工后路面的承载力不足,使得路面在较短的时间内产生裂缝并由内而外逐步扩展,甚至产生路面沉降。因此从压实的手法、手段中可以得出结论:压实的物理作用主要是使填料中的颗粒重新进行排列,同时排出空隙中的多余的空气和水,从而达到颗粒之间紧密接触别的目的。目前在我国应用最多的压实方法有冲击压实、振动压实、静作用压实等。随着机械设备的智能化,智能压实技术已经开始走近社会的舞台,智能压实技术主要通过使压路机与计算机模块的有机结合,通过利用现代化的检测设备和反馈系统可以对整个工程中的压实质量信息与位置信息等进行实时反馈,从而可以自动调节压路机压实的振幅和频率,保证压实能量的有效传输。    



压实技术的发压实技术的发展史


        智能压实技术的发展方向主要表现在生产的压实机械智能化、信息化、无人化,同时兼有具有创新意义的新型的压实技术、原理和全球定位技术等。随着压实过程的进行,智能压实设备通过自身携带的检测装置对压实的质量和机械的运行情况进行判断,同时将信息及时的反馈给机械内部起核心作用的控制系统,控制系统通过反馈信号与设定的参数进行对比,从而对机械的压实性能参数等进行适当的调整,保证压实度能够达到所需的标准。并且通过检测系统、控制系统、定位系统等的结合,使得人们对压路机的压实效果可以更加精确地记录、分析。智能压路机在压实的过程中能够增加其作用深度,增加压实的均匀性和增加生产效率,同时可以降低维修成本等。智能压实技术的发展无疑是给公路机械产业带来巨大的优势,通过现代的智能化压实技术可以解决传统器械压实所不能达到的质量和效率等。所以,智能化的压实技术将会在未来的路面施工以及检测等方面得到更为广泛的应用。



智能振动压路机的原理及应用


     为了使震动压路机始终保持在最佳状态,就需要在压实的过程中不断地对压路机的频率、振幅和行驶速度等进行调整。 

     智能振动压路机的压实工作原理是通过自身的重量和滚轮上的激振装置所产生的合力,使材料颗粒之间的空隙减小,同时也减小了材料颗粒之间的内摩擦力。

     滚轮的中心轴上装有偏心块,当马达带动振动轴旋转时,偏心块就会产生离心力(激振力)。由于偏心块所产生的偏心力会根据滚轮的转动频率发生变化,所以其所产生的力可以近似为一个正弦力的模型。在竖直方向上由滚轮上的偏心块以及其自身重量所产生的合力利用牛顿第二定律可以用以下公式表示:在沥青路面的施工过程中,因为有离心力的影响,震动压路机因为振动频率随时间的不断变化,所以震动过程中的能量也在随时发生变化。

    波的强度(波的平均能流密度):一个周期内平均在单位时间内通过的垂直于波的传播方向的单位面积的机械波能量。

     鉴于压路机的这种动态性能,所以为了保证路面内部受力的均匀性以及路面的整体刚度,就需要对施工中每一时刻的路面刚度进行实时测量。在智能震荡压路机控制系统中的速度计,就是利用每一时刻压路机的输出加速度来反映其自身的动态性能,而压实计可以测量每一时刻加速度变化所产生的的压实程度。并通过速度计和压实计对所测得的数据进行反馈和计算机的分析,压路机的控制系统就会对压路机的参数设置进行相应的调整。振动压路机在压实的过程中因为能量集中在一个钢轮内,并可以根据铺层的厚度和类型通过内部的控制系统进行转换,使得压路机可以始终保持在一个最佳状态,并且这种压实方法由于可以获得较好的压实深度,在压实路基基层的压实工序中而常常被使用。



总结


     振动压路机产生的激振频率主要的在竖直方向,而震荡压路机产生的激振频率主要在水平方向。传统的振动压路机因为无法实现随时调频、调幅和缺乏信息的有效分析,造成路面的刚度等压实效果不足,从而产生路面在短时间内的裂缝,塌陷等。振动压路机与智能化设备的有机结合在很大程度上解决了这个问题,通过智能化设备的数据采集,实现频率、振幅在人工设定范围的自动调节,无需人工操作,使得路面的压实度、刚度等达到所需的标准值。



——转载微信公众号沥青路面


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