Введение к работе
Актуальность исследования. Осуществление технологических операций
при строительстве современных автомобильных дорог требует наличия
высокоэффективной техники и оборудования. Такая техника, способная в
короткие сроки производить работы в больших объемах, должна способствовать
внедрению новых технологий производства строительных работ по устройству
асфальтобетонных покрытий, которые позволят уменьшить затраты
материальных, энергетических и трудовых ресурсов. По причине несоответствия
протяженности и состояния дорожно-транспортной системы высокой
интенсивности и нагрузкам на дорожное покрытие несет ежегодные
экономические потери страны, поэтому приоритетными направлениями развития
дорожно-транспортной инфраструктуры становятся строительство
высококачественных скоростных автомагистралей и реконструкция автомобильных дорог в кратчайшие сроки.
Рассматривая различные технологии укладки дорожных покрытий, выявлена необходимость создания машин для скоростной укладки асфальтобетонной смеси на базе отечественных предприятий. Поэтому целесообразно провести исследования эффективности и обосновать рациональные технические параметры нового комплекса техники, состоящего из парка автосамосвалов с донной разгрузкой и специализированного перегружателя асфальтобетонной смеси, работающего в комплексе с асфальтоукладчиком, что является актуальной задачей.
Объект исследования. Процессы транспортирования, перегрузки и укладки асфальтобетонной смеси комплексом машин для скоростного строительства асфальтобетонных покрытий.
Предмет исследования. Параметры автосамосвала с донной разгрузкой и перегружателя асфальтобетонной смеси, работающих в комплексе при скоростном строительстве асфальтобетонных покрытий.
Методология и методы исследования. Диссертационное исследование
выполнено с учетом достижений ведущих отечественных и зарубежных ученых в области дорожно-строительной техники и технологий строительства асфальтобетонных покрытий. Теоретико-методологической основой работы явились системный подход; методы математического моделирования; теория рабочих процессов дорожных машин; теория планирования и статистической обработки результатов эксперимента. Применялся анализ и синтез полученных данных в научных исследованиях, проектных и практических работах; сравнительный метод; графоаналитическое моделирование и технико-экономический анализ. Экспериментальные исследования производились в реальных условиях на натурных образцах.
Цель работы – обоснование технологических параметров автосамосвала с донной разгрузкой и специализированного перегружателя асфальтобетонной смеси в составе комплекса, позволяющих повысить производительность машин и качество дорожного покрытия.
Задачи исследования.
-
Проанализировать используемую технику и технологии в области строительства асфальтобетонных покрытий.
-
Провести моделирование процесса работы исследуемых машин.
-
Обосновать технические параметры автосамосвала с донной разгрузкой и специализированного перегружателя асфальтобетонной смеси.
-
Провести экспериментальные исследования по определению производительности технологических машин, объема выгруженной асфальтобетонной смеси и её температурных показателей.
-
Разработать алгоритм и методику определения параметров технологических машин.
-
Провести оценку эффективности исследуемых машин.
Научная новизна работы.
установленные взаимосвязи между параметрами рабочих процессов
автосамосвала с донной разгрузкой и перегружателя асфальтобетонной
смеси способствуют повышению качества строительства асфальтобетонных
покрытий;
разработаны математические модели взаимодействия автосамосвала с
донной разгрузкой и перегружателя асфальтобетонной смеси с
асфальтобетонной смесью;
впервые исследованы рабочие процессы автосамосвала с донной разгрузкой
и перегружателя асфальтобетонной смеси;
разработана методика и алгоритм определения параметров автосамосвала с
донной разгрузкой и перегружателя асфальтобетонной смеси.
Теоретическая и практическая значимость работы. Научное значение
работы заключается в установлении зависимостей между параметрами рабочих процессов и техническими параметрами специализированного перегружателя асфальтобетонной смеси и автосамосвала с донной разгрузкой; в разработке алгоритма определения рациональных параметров комплекса для строительства асфальтобетонных покрытий.
Практическое значение работы состоит в следующем.
-
Обоснована целесообразность применения перегружателя асфальтобетонной смеси и автосамосвала с донной разгрузкой в составе комплекса для скоростного строительства асфальтобетонных покрытий.
-
Установлены рациональные параметры работы рассматриваемых технологических машин комплекса, которые предлагается использовать при применении технологии скоростного строительства асфальтобетонных покрытий.
-
Созданы и испытаны полномасштабные экспериментальные образцы, получены экспериментальные данные об эффективности применения машин комплекса.
На защиту выносятся следующие положения.
-
Обоснование параметров машин, влияющих на производительность комплекса.
-
Математические модели работы машин при взаимосвязи между их рабочими процессами.
-
Методика определения рациональных параметров комплекса машин для скоростного строительства асфальтобетонных покрытий и её применение.
-
Полученные экспериментальные данные, результаты экспериментальных исследований, адекватность математической модели.
Достоверность полученных результатов. Достоверность результатов
подтверждается согласованием выводов теоретического анализа с результатами экспериментальных исследований и расчетов работы комплекса машин для скоростного строительства асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог.
Исследования, приведенные в диссертации, были использованы в опытно-конструкторской и научно-исследовательской работах, осуществленных совместно с ЗАО «Бецема» по заказу Минпромторга РФ по созданию машин для скоростной укладке асфальтобетонных покрытий.
Эффективность теоретических и экспериментальных данных подтверждена актами и заключениями о внедрении результатов диссертационной работы:
- на предприятии ЗАО «Бецема»;
- в учебном процессе ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный
государственный технический университет (МАДИ)» при подготовке
специалистов по направлению 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические
средства», профиль «Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные средства
и оборудование».
Апробация работы. Основные положения работы доложены на научно-методических и научно-исследовательских конференциях в МАДИ в 2012, 2013, 2014, 2015 годах; во время выступлений на выставках «Дорога», «Доркомэкспо»; на XVIII Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых.
Реализация результатов работы. Совместно с ЗАО «Бецема» были
спроектированы и созданы образцы перегружателя асфальтобетонной смеси и автосамосвала с донной разгрузкой. В результате испытаний образцов, проходивших с 9 по 12 сентября 2013 года, исследованы основные технические и технологические параметры, проанализировано влияние комплекса для скоростного строительства асфальтобетонных покрытий на качественные характеристики дорожного полотна, проведен ряд экспериментов по определению степени температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонной смеси.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных статей, в том числе 2 статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объём работы. Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованных источников. Общий объем работы составляет 151 страницу, включая 9 таблиц, 46 рисунков, список литературы из 169 наименований и 1 приложения на одном листе.