Detailergebnis zu DOK-Nr. 51118
Mess- und Regelkonzepte in der Verdichtung, ein Vergleich verschiedener Verfahren: Geregelte Vibrationswalzen und Bodensteifigkeitsmessung
| Autoren |
R. Anderegg |
|---|---|
| Sachgebiete |
7.2 Erdarbeiten, Felsarbeiten, Verdichtung |
Straßen- und Tiefbau 55 (2001) Nr. 4, S. 6-13, 12 B, 12 Q
Das Verhalten des Schwingungssystems Verdichtungsmaschine- Boden ist für eine optimale Verdichtung und für die Effizienz des Maschineneinsatzes verantwortlich. Um diese Idee zu erläutern, wird zuerst mit einem Modell, in dem die wichtigsten Funktionen eines Vibrationsverdichtungsgerätes repräsentiert werden, eine analytische Beschreibung des Schwingungsverhaltens einer Asphaltwalze durchgeführt. Das Chassis liefert ein statisches Gewicht, das zusammen mit der durch die Vibrationen des Walzenrades entstehende Zentrifugal- und Massenträgheitskraft in den Untergrund als Bodenkraft einträgt und dort die Verdichtung bewirkt. Drei Betriebzustände sind anhand der Bodenreaktionskraft und des Amplitudenspektrums zu unterscheiden: (1) Sind die dynamischen Anteile der Bodenkraft geringer als die statische Achslast, besitzen Maschine und Boden ständigen Kontakt und das Gerät arbeitet im Auflastbetrieb; (2) mit zunehmender Bodensteifigkeit beginnt die Walze periodisch abzuheben und (3) schließlich zu springen/taumeln. Dieser letzte Zustand wird in der Praxis durch den Einsatz hoher Vibrationsfrequenzen verhindert. Bei klassischen Vibrationswalzen mit festen Amplituden und Frequenzen verändert sich das Betriebsverhalten laufend in Abhängigkeit der Bodensteifigkeit. Im Gegensatz dazu kann bei geregelten Walzen die Reaktion des Schwingungssystems "Rad-Boden" auf die Anregung kontrolliert und der Verdichtungszustand mit Hilfe der Bodensteifigkeitsmessung in situ ermittelt werden. Ein direkter Zusammenhang zwischen Plattendruck- und Walzendruckversuch lässt sich schematisch darstellen. Die technische Konzeption geregelter Walzen wird behandelt und die Regelkonzepte, Kraftsteuerung und Weg-Steuerung auf der Basis der so genannten Ortskurven einander gegenübergestellt.