Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ ... 5
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ Ж ЗАДАЧИ ИССВДСВ АНШ. 9
1.1. Долговечность асфальтобетонній: покрытий ж нормі плотности материала дорожной одежды. 9
1.2. Обзор конструкций рабочих органов асфальтоукладчиков. 14
1.3. Обзор и анализ патентно-технических решений в обкласти интенсификации: процесса уплотнения дорожностроительных материалов... 19
1.4. Влияние деформаций сдвига на процесс уплотнения дорожно-строжтельных материалов 30
1.5. Общие закономерностж сопротивления! дисперсних материалов, сдвигу 33
1.6. Основные виды нарушения устойчивости джедаршых сред. .. 40
1.?. Анализ явлений, происходящих в материале прж сдвиге 43
1.8. Факторы» влияющие на прочность асфальтобетона и его физико-механические свойства... •• 47
1.9. Выводы по главе. Цель ж задачи жсследования.. 49
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АНАЛШМЕСЖС ЗАВИСИМОСТЕЙ УГЛА НАКЛОНА ПЕ-РЕЩВЕЙ РАБОЧЕЙ ШВЕЕШКОТ ТРАМБУЮЩИХ БРУСЬЕВ ОТ ШЗИЮ МЕШШЕСЕИХ ХАРАКТЕРИСТИК УПГОІШМОГО МАТЕРИАЛА 54
2.1. Определение зависимости угла наклона передней рабо*-чей повероюстж первого трамбующего бруса от свойств уплотняемого материала .54
2.2. Определение завжеимостж угла наклона передней рабочей поверхности второго трамбующего бруса от свойств уплотняемого материала
2.3. Определение максимальной рабочей скорооти машины, исхода из условия необразования щ>жзш вшора 65
2«.4* Определение скорости базовой машины, исходя из вели чины шага, воздействия трамбующего бруса на уплотняемый материал. .. 66
2.5. Определение, тягового усилия базовой машины. .73
2.6. Вывода по второй главе „ 76
3. ЭШЖРЙМЕНТАЛЬШЕ ЙСШЩСВАНШ ПРОЦЕССА УШЮШЕНШ АСФАЛЬ ТОБЕТОННОЙ СМЕСИ РАБОЧЩ ОРГАНОМ ТРАШЮЩШ) ДЕЙСВШ 78
3.1. Состав ж содержание экспериментальных, исследований 78
3.2. Обоснование выбора материала для проведения эксперимента. .82
3.3. Экспериментальное оборудование ж методика исследования уплотнения асфальтобетонной смеси оборудованием трамбующего действия в лабораторных условиях. 83
3.4. Определение углов, наклона ct, и ^ передней рабочей поверхности трамбующих брусьев, исходя из получения максимальной плотности материала .87
3.5. Распределение плотности материала по глубине слоя в зависимости от углов наклона с/., и оС2 передней поверхности трамбующих брусьев... ...99
3.6. Определение погрешности расчета углов* наклона передней рабочей поверхности o(t ш о(г трамбующих брусьев.. 104
3.7. Влияние скорости базовой машины на эффективность процесса уплотнения материала .107
3.8. Выводы жо третьей главе... ...110
4. ОЦЕНКА ТЕХНИШ-ЭШБОМШЕСЖМ ЭФФЕШВЮОШ УШОТЮОЩЕГО ОБШЩШШВ ТРАМБУЮЩЕГО ДЕ.ЯСВШ И МЕВДІКА РАСЧЕТА ГЕ0- МЕІРйЧЕСКЙХ ПАРАМЕІРШ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕШЕ ТРАМБУЮЩИХ. ЕРУСЬ- ЕВ АСФАЛЬТ (ТОІАДЧЙКА ... 115
4.1» Расчет їехниЕО-зконома^аскоі аф$вжхявносяж ушютншщего оборудований трам5ущвго дейетвш. 115
4..2. Методика расчета геоштржчееких параштрш поперечного ееченжж трам%вди& брусьев, асфальтоукладчика 119
ОБЩИЕ. аШОШ ПО РАБОТЕ .. 122
СЖИССЕ ЛИТЕРАТШ 124
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. РАСЧЕТ ИСХОДНЫ! ДАННЫХ ДДЯ ШРЩШШНШ: УІЖВ НАКЛОНА о1,У1с(2 ПЕРЕДНЕЙ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРАМБУЮЩИХ БРУСЬЕВ'... 132
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АНШЗШЕШШ ИССЛЕДОВАНИЕ. УРАВНЕНИЙ ЗАВИСИМОС ТИ УШВ НАКЛОНА ПЕЩЩЕЁ РАБОЧЕЕ ПЩ1РХЮСЖ ТРАМБУЮЩИХ БРУСЬЕВ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИС ТИК УПЛОТНЯЕМОГО МАТЕРИАЛА 136
пршюгаш з. расчёт ушв наклона пеидвеЯ рабочей ишерх- ГОСТИ ТРАМБУЮЩИХ БРУСЬЕВ... 138
ПРШЮШИЕ 4. РАСЧЕТ ІЕШЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВІ ШШЕЕЧНОГО СШЕНШ ТРАМБУЮЩИХ БРУСЬЕВ 140
ПРИЛОШИЕ 5. ПРСВЕЖА БАЗШОЙ МАШИНЫ НА ЖІШУЮ СПОСОБНОСТЬ. 144
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. АКТВНЕДРЕНИЯ ...147
Введение к работе
Насыщение стран автомобилями, рост объема перевозок и увеличение их дальности привело it необходимости, совершенствования дорожного хозяйства, в первую очередь увеличением плотности дорожніх сетей и повшеша тршсиортно-эксплуатационных характеристик дорог. Объемы перевозок возрастают быстрее, чем увеличивается протяженность дорог. Несмотря на значительные темпы дорожного строительства в нашей стране, в течение последних 20-30 лет, когда средний прирост протяженности дорог с твердыми покрытиями превышал 20 тысяч километров в год объемы перевозок возрастали в два раза быстрее,
С увеличением грузооборота возникает необходимость решения такой важной задачи, как сокращение времени на перевозки. Повышение скоростей движения, особенно на городских дорогах, требует более строгого подхода к оценке типов дорожных одежд - поверхность их должна быть ровной и достаточно шероховатой, чтобы было обеспечено надежное сцепление; с ними колес автомобиля.
В настоящее время из числа уеовершенсгаованных дорожных покрытий наибольшее распространение получили асфальтобетонные, создающие максимальные удобства для движения транспортных средств и пассажиров. Широкое применение асфальтобетонов обусловлено многими положительными качествами, присущими этому материалу:
- достаточная механическая прочность, благодаря чему асфальтобетонные покрытия на прочном основании хорошо воспринимают усилия, возникающие при прохождении транспортных средств;
- хорошее сцепление автомобильных шин с асфальтобетонным покрытием, обеспечивающее безопасность движения;
- возможность получения ровной поверхности, чем обеспечивается бесшумное и скоростное движение автотранспорта;
- способность к упругим и пластическим деформациям в допустимых пределах, благодаря чему асфальтобетонные покрытия могут воспринимать возникающие, напряжения без разрушений;
- гигиеничность покрытий, легко поддающихся очистке и промывке, что особенно ценно для городских дорог;
- высокая демпфирующая сжосооность, благодаря чему асфальтобетонные покрытия разрушаются от вибрации меньше, чем, например, ц е ментоб етонн ые;
- простота ремонта покрытия, а также, возможность повторного использования снимаемого старого асфальтобетона;
- аозможность широкой механизации работ при приготовлении асфальтобетонных смесей, устройстве и ремонте покрытий.
Процесс строительства асфальтобетонных покрытий представляет собой довольно сложную технологическую задачу. Для устройства дорожных одежд данного типа применяется целый комплекс разнообразных по назначению и своим возможностям дорожно-етроительных машин. Однако, несмотря на четко отработанную в теоретическом отношении технологию строительства асфальтобетонных покрытий, долговечность их на практике оказывается не такой большой, как это следовало бы из расчета. Основной причиной преждевременного износа и разрушения полотна дороги является его недоуилотнение.
На нынешнем этапе развития дорожно-строительной техники имеется широкая номенклатура различных машин и комплексов, предназначенных для уплотнения полотна дорожной одежды, но не всегда удается реализовать их возможности в полной мере. Это обстоятельство диктуется рядом специфических свойств.» присущих только асфальтобетонам. Наиболее перспективной машиной для устройства дорожных одежд является асфальтоукладчик, т.к. он способен вести процесс уплотнения материала в наиболее благоприятных для этой, цели условиях. Однако, как показала практика строительства ас - 7 фальтобетонвш покрытий, окончательное уплотнение дорожного головна можно получать только е прмманением дополнительной уплотняющей техники, В: роли которой, чаще всего, выступают гладковаль-цовы© катка тжелого тина. Несмотря на большие потвнцаальнне возможности, использование катков часто бывает неэффективным. Причина атому - низкая сдвигоустойчивость битумосодержащих материалов. Поэтому основным критерием эффективности процесса уплотнения шляется не минимальная энергоемкость работ, а условие неразрушения материала. Это обстоятельство приводит к тому, что уложенную асфальтобетонную смесь выдерживают некоторое время с щелью понижения ее температуры (если, конечно, речь идет о горячих или тгенлых. смесях). Более низкие температуры смеси отвечают повышению едаигоустойчивоети материала, в результате чего становится возможным применение тяжело! уплотняющей: техники. Ощна-ко, данный температурный интервал не отвечает условию минимальной энергоемкости процесса уплотнения. В некоторых случаях понижение температуры смеси приведи к тому, что даже тяжелые машины не в состоянии уплотнить слой материала до требуемо! нормы.
Все вышеуказанное ставит перед исследователями и конструкторами уплотншцей техники задачу поиска путей повышения производительности существующие машин. Это определило тему данной диссертационной работа, характер и структуру теоретических, ж экспериментальных исследований. В результате проведенной работы дано обоснование геометрических параметров, трамбующего рабочего органа асфальтоукладчика, установлены возможности повышения производительности и эфекти&ности уплотняющего оборудования асфальтоукладчика. Создан лабораторный образец оборудования трамбующего действия.
По результатам проведенных исследований опубликовано 6 печатных работ.
Дшсертационная работа имеет экслеринаентадьно-фооретичехжжй характер. В первой главе представлены результаты обзора научно-тежничеекой информации» анализ которой дозволил сделать вывод о целесообразности повышения эффективности работы асфальтоукладоч-ного оборудования при строительстве дорожных покрытий.
Во второй главе проведеш аналитическое исследование работы трамбующего бруса асфальтоукладчика Проверка результатов теоретических исследований вызвала необходимость постановки лабораторного эксперимента результаты которого ирдаедены в, третьей главе.
В четвертой главе произведен технжо-эшнодачеекий анализ эффективности предлагаемого способа уплотнения асфальтобетонных смесей, а также даны практические рекомендации ш расчету геометрических параметров трамбующих брусьев, асфальтоукладчика.
В; приложении дан пример расчета геометрических параметров, поперечного сечения трамбующих брусьев асфальтоукладчика для уплотнения песчаного холодного асфальтобетона.
На защиту выносятся теоретически установленные и проверенные экспериментально зависимости, отражающие взаимодействие рабочего органа асфальтоукладчика с уплотняемым материалом» позволившие предложить научно обоснованную штодику расчета основных геометрических параметров, поперечного сечения трамбующего бруса, способного производить окончательное уплотнение асфальтобетонного покрытия.
