Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей Серебренников Виктор Сергеевич

Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей
<
Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Серебренников Виктор Сергеевич. Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.05.04 / Серебренников Виктор Сергеевич; [Место защиты: Сиб. автомобил.-дорож. акад. (СибАДИ)]. - Омск, 2008. - 170 с.

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования

1.1 Асфальтобетон и его свойства 9

1.2 Исследование процесса деформирования асфальтобетонных смесей 13

1.3 Исследование влияния вибрации и температуры на свойства асфальтобетонных смесей 19

1.4 Средства и методы уплотнения 35

1.5 Выводы, цель и задачи исследования 41

2 Общая методика исследований

2.1 Методика теоретических исследований 43

2.2 Методика экспериментальных исследований 46

2.3 Методика определения температуры асфальтобетонной смеси 48

2.4 Методика измерения виброускорения вибрационного вальца 50

2.5 Методика измерения плотности асфальтобетонного покрытия 52

2.6 Обоснование допущений и ограничений 53

3 Теоретические положения процесса уплотнения асфальтобетонной смеси вибрационным катком

3.1 Математическая модель процесса уплотнения асфальтобетонной смеси вибрационным катком 57

3.2 Обоснование толщины слоя асфальтобетонной смеси, уплотняемого вибрационным катком 82

3.3 Определение размеров длины дуги контакта вальца с уплотняемой смесью 86

3.4 Выводы по главе 88

4 Экспериментально-теоретические исследования процесса уплотнения асфальтобетонной смеси

4.1 Исследование изменения плотности асфальтобетонной смеси в процессе уплотнения 90

4.2 Исследование изменения толщины слоя асфальтобетонной смеси в процессе уплотнения 94

4.3 Измерение виброускорения вальца в процессе уплотнения асфальтобетонной смеси вибрационным катком 97

4.4 Выводы по главе 99

5 Анализ и реализация результатов теоретических и экспериментальных исследований

5.1 Влияние количества проходов вибрационного катка на коэффициент уплотнения 100

5.2 Влияние скорости движения катка на количество проходов, необходимых для изменения коэффициента уплотнения с 0,93 до 0,98 102

5.3 Влияние частоты колебаний вибрационного вальца на количество проходов, необходимых для изменения коэффициента уплотнения с 0,93 до 0,98 104

5.4 Изменение контактного давления вальца и деформации смеси за время контакта с уплотняемой смесью 106

5.5 Зависимость толщины прорабатываемого слоя смеси от вынуждающей силы вибровозбудителя вибрационного вальца 118

5.6 Расчёт эффективности разработанных предложений 120 »

5.6.1 Выбор базового катка 120

5.6.2 Определение годовой производительности 120

5.6.3 Расчёт удельных приведённых затрат 122

Основные результаты, выводы и рекомендации 126

Литература 128

Приложения 140

Введение к работе

Актуальность работы.

В настоящее время асфальтобетонные покрытия являются наиболее распространенными из покрытий капитального типа, благодаря присущим им положительным свойствам, основными из которых являются быстрое формирование готового покрытия и удобство в эксплуатации.

Непрерывный рост интенсивности движения автомобильного транспорта требует увеличения эксплуатационных характеристик автомобильных дорог. Высокие значения показателей этих характеристик во многом определяются тщательностью уплотнения. Операция уплотнения асфальтобетонной смеси в общем технологическом процессе строительства является наиболее важной и ответственной. Затраченные на уплотнение средства всегда с избытком окупаются, и, наоборот, там, где эта операция была выполнена недостаточно тщательно, имеют место огромные убытки.

В последнее время наиболее популярными у дорожников стали вибрационные катки, которые обладают большей производительностью, чем статические катки. Одним из путей повышения эффективности использования вибрационных катков является определение рациональных режимов их работы (скорости движения, частоты и амплитуды колебаний, величины вынуждающей силы).

Однако проведенный анализ выявил, что до сих пор нет четких и наиболее полных рекомендаций по эффективному использованию вибрационных катков, а существующие рекомендации зачастую носят противоречивый характер. Поэтому вопрос выбора и обоснования режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей является актуальным и перспективным.

Объект исследования - процесс уплотнения асфальтобетонной смеси вибрационным катком.

Предмет исследования - закономерности взаимодействия вальца вибрационного катка с уплотняемым материалом.

Цель работы: повышение эффективности использования вибрационных катков при уплотнении асфальтобетонных смесей. Задачи исследования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

-разработать математическую модель процесса уплотнения асфальтобетонной смеси вибрационным катком;

-исследовать влияние контактных давлений и режимов уплотнения на образование остаточных деформаций в уплотняемой среде;

-определить рациональную толщину слоя асфальтобетонной смеси, уплотняемого вибрационным катком;

-подтвердить адекватность математической модели реальным процессам взаимодействия вальца катка с уплотняемой средой;

-разработать методику расчета рациональных параметров вибрационных катков и эффективных режимов их работы.

Общая методика исследований предусматривает комплексный экспериментально-теоретический подход, включающий:

-разработку аналитического описания процесса уплотнения асфальтобетонных смесей катками на различных этапах уплотнения;

-экспериментальные исследования с целью сопоставления их результатов с результатами теоретических исследований.

Научная новизна работы:

- разработана математическая модель уплотнения асфальтобетонных смесей вибрационными катками, описывающая изменение напряженно-деформированного состояния уплотняемой среды;

получены реологические уравнения, связывающие величину контактных давлений с образованием в смеси остаточных вязкопластических

деформаций с учетом параметров вибрационных катков и режимов их работы;

развиты теоретические положения по регулированию в технологическом процессе накопления остаточных деформаций, с учетом изменяющихся параметров уплотняемой среды.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена методологической базой исследований, основанной на фундаментальных и достоверно изученных положениях теории уплотнения, адекватностью расчётных значений коэффициента уплотнения смеси значениям, полученным в производственных условиях, достаточным объёмом экспериментальных работ, применением современных методов обработки результатов исследований.

Погрешность полученных результатов не превышает 7%, основные теоретические предпосылки подтверждены данными экспериментов.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

разработана инженерная методика определения рациональных параметров вибрационных катков при уплотнении асфальтобетонных смесей;

разработана методика определения толщины слоя асфальтобетонной смеси, прорабатываемого вибрационным катком;

разработана методика расчёта на ЭВМ параметров вибрационных катков и режимов их работы.

Реализация работы заключается во внедрении результатов исследований в МУП «Дорожно-ремонтное строительное управление» (г. Ноябрьск, ЯНАО Тюменская обл.) при планировании и организации работ при строительстве асфальтобетонных покрытий. Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе, при дипломном и курсовом проектировании по специальности 190603 и 270113 на кафедре «ЭДМ» СибАДИ.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на I Всероссийской научно-практической

конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений» (г.Омск, 24-26 мая 2006 г.), II Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений» (г.Омск, 23-24 мая 2007 г.), III Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений» (г.Омск, 21-22 мая 2008 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе получен патент на полезную модель.

Структура и объём работы. Работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы из 125 наименований и приложений.

Общий объём работы 170 страниц, в том числе 64 рисунков, 6 таблиц и приложения на 30 страницах.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование влияния вибрации и температуры на свойства асфальтобетонных смесей

При разработке инженерной методики расчета режимов работы катков невозможно обойтись без учета изменяющихся свойств материала. Опираясь на физико-механические свойства асфальтобетонных смесей, можно проследить и за накоплением деформаций при воздействии рабочего органа машины на слой уплотняемого материала.

Асфальтобетонная смесь представляет собой рыхлую среду с произвольным ориентированием минеральных частиц и их агрегатов, покрытых битумной пленкой. В начальный период вибрационного уплотнения периодические импульсы, передаваемые от рабочего органа, создают в среде упругопластические волны деформаций, благодаря которым происходит уменьшение вязкости объемного и пленочного битума, нарушение первоначальных связей и увеличение подвижности частиц каменного остова. Большая подвижность минеральных частиц приводит к их - соударению, переориентации и относительному сближению друг с другом с образованием большего количества контактов, а, следовательно, и более плотной упаковки. Каждый цикл вибрационного воздействия сопровождается разрушением первоначальной структуры уплотняемой среды, ее течением, вытеснением воздуха и образованием новой более плотной структуры, имеющей большую плотность (асфальтобетон).

Для того чтобы исследовать процесс вибрирования асфальтобетона и обоснованно подойти к выбору необходимых параметров вибратора, в работе С.К.Носкова /76, 77/ было проведено исследование влияния вибрации на упруго-вязко-пластичные (структурно-механические) свойства асфальтобетонных смесей. Это исследование позволило выявить характер и величину влияния вибрации и по этим данным вывести суждение об эффективности отдельных параметров вибрирования. Так автором были оценены, в частности, частота и амплитуда колебаний.

Параметры вибрирования для уплотнения асфальтобетона в данной работе выбирались на основе исследования влияния вибрации на предел текучести и вязкость смеси. Для этого был выбран принцип сдвига вдоль оси цилиндрического слоя материала, находящегося между двумя соосными цилиндрами. За эффективность вибрирования принималась степень уменьшения вязкости и предела текучести при вибрировании.

Было установлено, что при интенсивной вибрации вязкость битума уменьшается, но очень быстро восстанавливается после возвращения битума в состояние покоя.

Исследования С.К. Носкова /76, 77/ показали огромное влияние вибрации на структурно-механические свойства асфальтобетона (рис. 1.3).

Запаздывание смещения цилиндра после начала вибрирования, а также остановки его после прекращения вибрирования свидетельствуют о том, что вибрация разрушает структурные связи не мгновенно, а постепенно, и что эти связи так же постепенно восстанавливаются. Испытания показали, что чем выше частота колебаний, тем раньше начинает двигаться стрелка индикатора после включения вибратора и тем быстрее она движется в дальнейшем, показывая тем самым стационарное течение. Из графика (рис. 1.4), при каждой нагрузке скорость течения тем больше, чем выше частота /76, 77/.

На рис.1.5 представлен график влияния частоты колебаний на вязкость вибрируемых смеси битума с известняком при температуре 60 и асфальтобетона при температурах 100 и 120. Как видно из графика, вязкость смеси битума с известняком изменяется мало; вязкость же асфальтобетона при изменении частоты в пределах 2 000—6 300 кол/мин изменяется при температуре 100 с 2-Ю7 до 7,5-Ю5 пуаз; в статических условиях вязкость асфальтобетона составляет 1,7-108 пуаз. Следовательно, вибрация с высокой частотой (6 300 кол/мин) уменьшает вязкость асфальтобетона в 200 с лишним раз, а с низкой частотой (2 000 кол/мин) — только в 10 раз (табл. 1.1).

Таким образом, наибольший эффект снижения вязкости у асфальтобетона наблюдался при вибрировании его с высокой частотой. Выявив эффективность различных частот и амплитуд колебаний, еще нельзя, конечно, полностью решить вопрос об уплотняющем механизме. Дело в том, что, кроме этих параметров, на эффективность уплотняющего механизма будут влиять его вес, размеры, мощность, продолжительность вибрирования и некоторые другие факторы.

При уплотнении асфальтобетонной смеси меньше всего можно рассчитывать на ее самоуплотнение, которое из-за высокой вязкости смеси мало вероятно. При уплотнении асфальтобетонной смеси важна не просто плотная, без пор, упаковка минеральных зерен, а упаковка под давлением с тем, чтобы максимально сблизить зерна и сцепить их друг с другом через самые тончайшие пленки. Такое сближение зерен только от самоуплотнения, без достаточного давления, представляется невозможным. Поэтому при практическом применении вибрирования дело будет сводиться не только к понижению вязкости смесей вибрированием, но и к умелому использованию

Методика определения температуры асфальтобетонной смеси

Основными задачами экспериментальных исследований являются: - подтверждение адекватности математических моделей; - подтверждение работоспособности и эффективности применения предлагаемого технического решения в производственных условиях. В соответствии с решаемыми задачами при проведении экспериментальных исследований обычно применяют два метода эксперимента: активный и пассивный /20,74/. При реализации пассивного эксперимента исследователь наблюдает за объектом, не вмешиваясь в процесс его функционирования, его роль сводится к сбору и обработке информации об объекте и результатах его функционирования. Поскольку в данном случае уровни факторов случайным или закономерным образом изменяются во времени, то появляется возможность, измеряя их значения и значения отклика, исследовать зависимость между факторами и откликами. При реализации активного эксперимента исследователь сам изменяет уровень факторов и поддерживает их на нужном уровне в течение данного этапа эксперимента. Независимо от метода испытаний важным условием их проведения является обеспечение достоверности экспериментальной информации с требуемой доверительной вероятностью. В прикладных исследованиях считается достаточной доверительная вероятность (1-ссэ) = 0.95, ад-коэффициент значимости /65,73,91/.

При проведении экспериментальных исследований возникает целый ряд факторов, приводящих к погрешностям результатов измерений. Точность результатов исследования обеспечивалась количеством повторных измерений. Полагая, что распределение измеряемых в ходе выполнения экспериментов величин коэффициента уплотнения подчиняются нормальному закону, число повторных измерений определялось по формуле /105/: д , (2.3) где z - квантиль нормального распределения; v - коэффициент вариации величины, для которой определяется количество повторных измерений; Л - допустимая погрешность в определении искомой величины. На основании предварительных экспериментов значение коэффициентов вариации при определении плотности не превышает 0,15. При допустимой погрешности эксперимента 0,14 и доверительной вероятности 0,95 квантиль нормального распределения равен 1,82. Тогда необходимое число экспериментов составит: 0,142 Таким образом, для достижения точности результатов эксперимента в пределах 14% необходимо выполнить 4 повторных наблюдения. Вычислительный эксперимент обладает рядом преимуществ по сравнению с натуральным. Вычислительный эксперимент, как правило, намного дешевле, легче и быстрее реализуем; допускает вмешательство извне на любой стадии: позволяет моделировать условия эксперимента, которые зачастую вообще невозможно воспроизвести в реальных условиях, и выполнять эксперименты на критических режимах, воспроизведение которых в условиях натурального затруднительно, дорого, а порой и небезопасно. Планы эксперимента могут быть классическими и факторными. Классический план заключается в измерении одного фактора во всем интервале значений при постоянстве других независимых факторов.В данной работе применяется полный факторный эксперимент, так как в нем реализуются все возможные сочетания уровней варьирования факторов /91/. В работе вычислительный эксперимент проводился на Pentium-4. Для автоматизации обработки результатов экспериментов, их графической интерпретации, получения графиков был разработан пакет прикладных программ в среде Visual Basic и Excel. Для измерения температуры поверхности асфальтобетонного покрытия использовался прибор Raynger ST25 Auto Pro (рис.2.1).

Прибор обеспечивает точные мгновенные измерения и предельно прост в эксплуатации. Замеры производились после каждого прохода катка. При нажатии на кнопку появляются два лазерных луча, которые пересекаются на расстоянии 200 мм до объекта. При этом обеспечивается максимальная точность измерений. Технические характеристики прибора приведены ниже. Прибор является малогабаритным, портативным измерительным прибором и предназначен для измерения и анализа шума и вибрации в жилых помещениях, производственных и полевых условиях и используется для определения источников и характеристик шума и вибрации в местах нахождения людей, при исследованиях и испытаниях машин и механизмов, при разработке и контроле качества изделий. Измерение производится следующим образом: 1. К прибору через переходник подключается пьезоэлектрический виброизмерительный преобразователь ДН-3-М1 или ДН-4-М1. 2. Преобразователь посредством магнита присоединяется к ступице вальца. 3. При включении вибрации данные от преобразователя передаются в блок и анализируются там. 4. Снимаются показания виброускорения со шкалы прибора. Технические характеристики прибора ВШВ-003 сведены в табл.2.1. Измерение плотности асфальтобетонного покрытия выполнялось при помощи прибора PQI-301 (рис.2.3). Он предназначен для оперативного контроля плотности асфальтобетона. PQI-301 позволяет контролировать плотность как в процессе укладки асфальтобетона, так и в процессе его эксплуатации. Он обладает высокой скоростью измерения (не более 3 сек), небольшой погрешностью измерений (не хуже 2%) и портативностью. Работа прибора основана на измерении электромагнитного поля с частотой около 1 МГц. Технические характеристики PQI-301: Чувствительная область - 25 см в диаметре для оптимальных условий измерения на мелко- и крупнозернистых материалах. Глубина чувствительности - На выбор 2,5...10 см Единицы измерений - Метрические и британские, выбор с клавиатуры: мм или дюймы, фн/фт или кг/м Показания - Плотность, % уплотнения или % пустот, Сегрегация Компенсация - Уточнение результатов при изменении влажности и температуры.

Обоснование толщины слоя асфальтобетонной смеси, уплотняемого вибрационным катком

При приложении напряжений больше предела текучести деформируются элементы StV2-( HN2), модель деформируется в режиме установившегося течения. Скорость течения определяется вязкостью смеси. Вязкий элемент N при этом не работает, т. к. деформируется элемент StV2. Тело Сен-Венана определяет необратимую деформацию, а элемент Максвелла (NH2) - отрелаксировавшие и неотрелаксировавшие напряжения. Изменение напряжённо-деформированного состояния смеси во время разгрузки описывается набором элементов с формулой N-(HN2). Деформация восстанавливается за счёт обратимой составляющей полной деформации. Скорость восстановления определяется вязкостью упругого последействия. Одновременно с восстановлением деформаций происходит релаксация напряжений во втором блоке. В случае приложения к модели нагрузки с высокой скоростью, элементы StV2-N деформируются, и если внутренние напряжения не успевают отрелаксировать (элемент Максвелла), то в среде развиваются значительные внутренние сопротивления, обусловленные замедленным перемещением вязких элементов Ньютона. В результате доля необратимых деформаций сократится.

Однако использование данной реологической модели при рассмотрении процесса уплотнения асфальтобетонных смесей вибрационными катками не является возможным по нескольким причинам: Современные асфальтоукладчики предварительно уплотняют асфальтобетонную смесь до коэффициента уплотнения 0,93 и выше. Таким образом, начальный коэффициент уплотнения смеси будет около 0,93 и элемент StVi, учитывающий необратимое деформирование на начальном этапе (до 0,92), в работу не включается. - В представленной модели не учитывается динамика колебаний . вибрационного вальца, так как изначально она была разработана для статического режима работы катка. - В модели не учитывается жесткость основания. При вибрационном уплотнении, ввиду больших скоростей деформирования, процессы релаксации играют особую роль и в модели должно учитываться двумя временами релаксации: «быстрой» и «медленной». «Быстрая» релаксация происходит в результате взаимного перемещения крупных частей смеси (щебня), а «медленная» - за счет растворной части смеси (битум, песок, минеральный порошок).

На основании данных замечаний и в результате анализа процесса уплотнения смеси вибрационным катком была предложена математическая модель уплотнения асфальтобетонной смеси вибрационным катком (рис.3.6). Для более детального изучения принципа работы полученной модели, условно разделим ее на две части: одна отражает динамику колебаний вибрационного вальца (рис.3.7), другая - реологические свойства уплотняемой среды (рис.3.8). Дифференциальные уравнения данной колебательной системы (рис.3.7) можно записать в виде системы где m2 - масса вальца, которому сообщаются гармонические колебания от вибровозбудителя, кг, от, - масса пригруза (масса рамы вальца, приходящаяся на вибрирующий валец), кг, X] - вертикальное перемещение корпуса катка, возникающее от вращения дебалансного вала вальца и передающееся через резиновые амортизаторы, м, х2 - вертикальное перемещение вибровальца, м, Ь - коэффициент вязкого трения резиновых амортизаторов, Па-с/м, с - жесткость резиновых амортизаторов, Н/м, Q - вынуждающая сила вибровозбудителя, Н, со - угловая частота вращения вала вибровозбудителя, рад/с, t - время колебания, с, P(t) - реакция на валец со стороны уплотняемой смеси, Н. Сложив эти два уравнения, получим откуда

Так как равенство (3.6) соблюдается на протяжении всего процесса уплотнения, то контактное давление вальца на смесь можно определить по где Fk {t) - площадь пятна контакта вальца со смесью, м . Площадь пятна контакта определяется по формуле где LAB (t) - длина дуги контакта вальца со смесью, м, В - ширина вальца, м. По рекомендациям В. А. Баумана и И.И. Быховского /6/ при проектировании вибрационных катков коэффициент передачи колебаний от рабочего органа к раме принимают в пределах 1,5 - 4%. Поэтому в расчете, примем х] = 0,02 х2, тогда контактное давление в любой момент времени можно определить по формуле где x - абсолютная деформация уплотняемой смеси, м, или сл(1) " толщина слоя смеси, м. В дальнейшем для расчетов будет использоваться формулу (3.10). Реологическая модель вибрационного уплотнения смеси (рис.3.8) состоит из трёх параллельно соединённых ветвей (блоков).

При этом в любой момент времени соблюдаются условия Так как основание достаточно хорошо уплотнено, то жесткость элемента Н4 будет намного больше жесткости асфальтобетонной смеси и в этом случае элемент Нд в работу не включается. Результаты исследований /82/ показывают, что для эффективного уплотнения асфальтобетонных смесей необходимо, чтобы возникающие под рабочим органом контактные давления ак были не меньше их предела

Исследование изменения толщины слоя асфальтобетонной смеси в процессе уплотнения

Для исследования изменения толщины слоя смеси, то есть остаточных деформаций после каждого прохода были выполнены расчеты и результаты сравнивались с экспериментальными данными. При этом толщина слоя смеси после каждого прохода катка определялась по формуле где НQ - начальная толщина слоя смеси, см, к-х_\ - коэффициент уплотнения до прохода катка, к-г - коэффициент уплотнения после прохода катка. Расчет и сравнение изменения толщины слоя в процессе уплотнения проводилось с прежними моделями катков и режимами их работы (п. 4.1). Полученные зависимости представлены на рис.4.5-4.8. Расхождение между теоретическими и экспериментальными значениями составило не более 2%.

Устройством существующих виброкатков не предусмотрено плавное или дискретное, но постепенное повышение центробежной силы вибровозбудителя сообразно нарастанию плотности и прочности асфальтобетона и снижению его температуры, как это имеет место при смене статических катков. При включении вибровозбудителя катка эта сила тут же приобретает постоянное и максимальное значение, соответствующее каждому режиму вибрации, хотя с точки зрения качества уплотнения асфальтобетона, надобности сразу в таком максимальном ее значении нет никакой.

В начальной фазе виброукатки с такой центробежной силой (сразу за укладчиком), когда асфальтобетон еще горячий и не очень плотный, динамические силовые воздействия вальцов катка, как правило, оказываются излишне чрезмерными и могут сопровождаться не столько уплотнением, сколько разуплотнением, сдвигами и даже разрушением приповерхностной зоны слоя.

Куда серьезнее и негативнее по своим последствиям для качества асфальтобетонного покрытия может оказаться последняя фаза его виброуплотнения. За счет упругой отдачи поверхности уже почти плотного и заметно остывшего слоя смеси реальная амплитуда колебаний вальца, а наравне с ней его реальная центробежная сила возрастают до 2—2,5 раз (инструментальные замеры)/54/. Соответствующим образом повышается и общая динамическая сила воздействия вальца катка на смесь, растут его контактные давления. Причем, рост этих давлений почти всегда опережает рост прочности асфальтобетона и особенно быстро у чрезмерно динамичных виброкатков.

Этот очевидный недостаток виброкатков может, как и на начальной фазе виброуплотнения, стать причиной возможного разуплотнения или даже разрушения асфальтобетона.

Было выявлено, что ускорение вибрационного вальца катка Hamm HD90 при коэффициенте уплотнения 0,95 составляет 37 м/с", а при коэффициенте уплотнения 0,99 - до 69 м/с2 (рис. 4.9). Для катка Hamm HD110 - 45 и 82 м/с2 соответственно (рис. 4.10). В результате на заключительной стадии уплотнения происходит отрыв вибрационного вальца от поверхности уплотняемой смеси. На данном этапе, во избежание разуплотнений и разрушения поверхности смеси, необходимо отключать вибрацию и докатывать смесь в статическом режиме более тяжелым катком.

Похожие диссертации на Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей