Введение к работе
Актуальность работы. Перед дорожной отраслью поставлены задачи существенного повышения качества дорожного полотна и приведения его к мировым стандартам. Качество дорожного полотна в значительной степени определяется степенью уплотнения асфальтобетонной смеси. Уплотнение является технологической операцией в формировании структуры асфальтобетонных покрытий, которая определяет его эксплуатационные показатели, надёжность и долговечность. Стоимость уплотнения составляет 2-4% от стоимости строительства автомобильной дороги. Однако некачественное проведение этой технологической операции приводит к значительным потерям. Так, недоуплотнение всего на 1-2% уменьшает прочность покрытия — на 12-16%, а долговечность — на 14-20%.
На качество уплотнения асфальтобетонной смеси существенно влияют реологические свойства асфальтобетонной смеси и режимные характеристики рабочего процесса асфальтоукладчика. Современные асфальтоукладчики оснащены системами управления рабочего оборудования, обеспечивающими заданную ровность и угол наклона дорожного полотна. Однако качество дорожного полотна в значительной степени определяется коэффициентом уплотнения асфальтобетонной смеси, зависящим от неоднородности толщины укладываемой смеси асфальтобетона и жесткости конструкции уплотняющего оборудования. В процессе уплотнения необходимо обеспечивать управление оборудованием по степени уплотнения асфальтобетонной смеси.
Это определило необходимость разработки новой системы управления процессом уплотнения путем создания управляющего модуля по параметру коэффициента уплотнения асфальтобетонной смеси.
Цель работы - повышение уровня автоматизации процесса уплотнения асфальтобетонной смеси на основе современных информационных технологий
Задачи исследований:
1. предложить систему управления ассфальтоукладчиком,
обеспечивающую требуемую степень уплотнения асфальтобетона ;
установить в ходе теоретических исследований, лабораторных и производственных экспериментов закономерности изменения свойств асфальтобетонной смеси в зависимости от типа смеси;
разработать управляющий модуль уплотнения асфальтобетонной смеси по параметру коэффициента уплотнения путем управления частотно-амплитудной характеристикой привода рабочего оборудования.
4. разработать программное обеспечение по расчету привода рабочего
оборудования асфальтоукладчика.
Научная новизна
разработана математическая модель уплотнения асфальтобетонных смесей, описывающая изменение напряжённо-деформированного состояния уплотняемой среды рабочим оборудованием асфальтоукладчика,
получены регрессионные уравнения, описывающие изменение модуля деформаций, вязкости и предела текучести в зависимости от гранулометрического состава, плотности, температуры и скорости деформирования смесей, соответствующие всему процессу уплотнения;
получены зависимости по управлению амплитудно-частотными характеристиками привода рабочего оборудования асфальтоукладчика с учётом изменяющихся параметров уплотняемой среды.
Основные научные положения.
Снижение общего уровня напряженного состояния асфальтобетонной
смеси достигается соотношением времени действия рабочего оборудования на уплотняемый материал и времени релаксации напряжений.
Обеспечение стабилизации коэффициента уплотнения достигается
сочетанием амплитудно- частотных характеристик уплотняющего оборудования и гидродинамических свойств системы приводов.
Совершенствование системы управления асфальтоукладчика
обеспечивается за счет контроля степени уплотнения материалов по
величине максимального усилия в толкателях рабочего органа асфальтоукладчика.
Разработка компьютерной программы моделирования качающегося
бруса.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена методологической базой исследований, основанной на фундаментальных и достоверно изученных положениях теории уплотнения, адекватностью расчётных значеїшй коэффщиента уплотнения смеси значениям, полученным в производственных условиях, достаточным объёмом экспериментальных работ, применением современных методов обработки результатов исследований.
Праіспіческая ценность:
Разработан управляющий модуль по параметру уплотнения асфальтобетонной смеси;
Разработана компьютерная программа моделирования качающегося бруса.
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на заседании кафедры «Механизация и автоматизация строительства» института архитектуры и строительства СФУ, семинарах в том числе на: Международной научно-технической конференции «Наука. Техника. Инновации». Новосибирск, 2005г; научной конференции Новосибирск, 2006г.; региональной научно-технической конференции Красноярск, 2006; Всероссийской научно-практической конференции Красноярск, 2006; заседании кафедры «Механизация и автоматизация строительства» СФУ, 2007, научно-методическом совете ФИВТ СФУ.
Личный вклад в решение проблемы заключается в выполнении теоретической и основной части лабораторных исследований; в проведении натурных исследований; в анализе и обобщении результатов теоретических исследовании, лабораторных и натурных испытаний, в разработке практических рекомендаций по режимам работы катков статического действия.
б Публикации.
Основное содержание работы опубликовано в 10 научных работах, из них 1 статья по списку ВАК и патент на регистрацию программы на ЭВМ.
Объем и структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Общий объем - 128 страниц, в том числе: 61 рисунок и 12 таблиц. Список литературы - 125 наименований.
Автор признателен руководству ЗАО «Илан» и сотрудникам кафедры «Механизация и автоматизация», кафедры «Автомобильные дороги» института архитектуры и строительства.
