Введение. В процессе уплотнения грунтов важно иметь информацию о текущей плотности слоя, так как это позволяет оперативно корректировать нагрузку на уплотняемый материал. Полевые методы оценки качества уплотнения не справляются с этой задачей, так как производят точечную оценку в пределах площади покрытия. Поэтому все большее распространение получают системы непрерывного контроля уплотнения, устанавливаемые на вибрационные дорожные катки. В системах, разработанных компаниями BOMAG и AMMANN, для расчета показателя качества уплотнения среди прочих требуется значение фазового угла между вынуждающей силой возбудителя и перемещением вальца. Фазовый угол определяется датчиком положения дебаланса, что весьма трудоемко. Кроме этого, в состав систем непрерывного контроля уплотнения входит акселерометр. Целью данной статьи является разработка косвенного метода расчета фазового угла на основе показаний акселерометра.
Методика исследования. Для достижения цели работы произведено исследование одномассной модели «каток-грунт» в типичном для вибрационных катков режиме (периодический отрыв). В результате моделирования установлено, что реакция уплотняемого материала оказывает основное влияние на вертикальную составляющую ускорения вальца и практически не влияет на горизонтальную составляющую. Это подтверждается экспериментальными данными.
Результаты. Фазовый угол возможно определить методом взаимной корреляции сигналов горизонтального и вертикального ускорений вальца, полученных с помощью акселерометра.
Заключение. В исследовании предложен новый метод расчета фазового угла между вынуждающей силой возбудителя и перемещением вальца, исключающий непосредственное измерение указанного угла. Расчет угла производится по показаниям двухосевого акселерометра, устанавливаемого на дорожный каток. Предложенный метод позволяет упростить систему непрерывного контроля уплотнения и снизить трудоемкость измерения фазового угла.
Введение. Успешный контроль качества играет важнейшую роль при работах по уплотнению дорожных покрытий. Основным инструментом непрерывного контроля уплотнения является частотный анализ спектра вибрационного ускорения вальца. Существует несколько показателей, для определения которых используют различные гармоники частотного спектра ускорения. Однако эти показатели имеют ряд недостатков, среди которых низкая точность и ограниченная область применения.
Цель исследования – разработка универсального показателя уплотнения, исключающего указанные недостатки.
Материалы и методы. В среде Simulink создана одномассовая колебательная модель, описывающая взаимодействие системы «вибрационный валец – грунт». Модель позволяет изменять параметры грунта, такие как жесткость и вязкость, а также рабочие параметры вибрационного катка – амплитуду и частоту вибрации. Для исследования частотного спектра ускорения вальца применялось быстрое преобразование Фурье.
Результаты и обсуждение. В результате моделирования были получены частотные спектры ускорения вибрационного вальца для различных режимов работы катка. Вследствие анализа полученных данных предложен новый показатель степени уплотнения.
Заключение. На основе предложенного показателя разработана методика определения момента времени смены режима периодической потери контакта на режим «двойного прыжка». Внедрение методики в производственную практику позволит повысить эффективность процесса уплотнения грунтов вибрационным катком.