Development of a material-machine cyber model for pavement paving compaction

Wang, Chonghui; Oeser, Markus (Thesis advisor); You, Zhanping (Thesis advisor)

Aachen (2021)
Doktorarbeit

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2021

Kurzfassung

In den letzten Jahrzehnten wurden umfangreiche Forschungen unternommen, um die Qualitätskontrolle der Fahrbahnverdichtung zu verbessern. Zur Lösung dieses Problems wurden unterschiedliche Methoden wie konventionelle Labortests, praktische In-situ-Experimente, bildbasierte Technologien, numerische Simulationen etc. berücksichtigt. Einerseits muss die Forschungsmethode genau, zuverlässig und wiederholbar sein. Andererseits erfordert die erwartete Effizienz auch Zeit- und Arbeitseinsparungen.Ein geeigneter Weg, die Verdichtung des Belags zu verbessern, basiert auf der Entwurfskonzeption, der Materialauswahl und der Qualitätskontrolle des Baus. Der praktikable Weg, die Bauqualität zu gewährleisten, besteht darüber hinaus darin, die Arbeitsabläufe des Fertigers und der Verdichtungsmaschine zu optimieren. In diesem Fall besteht das Ziel dieser Arbeit darin, ein Material-Maschine-Cybermodell vorzuschlagen, ein umfassendes Verständnis des Verdichtungsverhaltens zu erlangen und die Verdichtungsvorgänge während der Einbauverdichtung zu verbessern.In dieser Arbeit wird die DEM-Simulation vorgeschlagen, die angewendet werden kann, um die Interaktion zwischen den körnigen Materialien und der Maschine zu simulieren. In wiederholten Simulationsexperimenten müssen die im DEM verwendeten Modellparameter vor der numerischen Simulation validiert werden. Labortests ermöglichen die Erfassung der physikalischen Parameter des DEM-Modells, und die Echtzeit-Sensortechnologie ermöglicht es, die Bewegung der Aggregate während des gesamten Verdichtungsprozesses zu erfassen. Mit diesen beiden praktischen Möglichkeiten kann die DEM-Simulation eine praktische und genaue Bewertung der Verdichtung vor Ort durchführen und ein praktisches Szenario zur Optimierung des Arbeitsbetriebs der Straßenbaumaschine liefern. Diese Dissertation skizziert die Methode, um systematisch zu untersuchen, wie die Material-Maschine-Interaktion bewertet und die Qualitätskontrolle der Fahrbahnverdichtung verbessert werden kann.

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