Введение к работе
Актуальность работы. Асфальтобетонные дорожные покрытия благодаря своим низким эксплуатационным затратам, технологичности строительства и простоте ремонта получили наибольшее распространение. В дорожной отрасли России ежедневно укладывается около 50 млн. тонн асфальтобетонных смесей.
Однако, как показали исследования, сроки службы этих покрытий значительно меньше нормативных. Одной из основных причин такого состояния является недоуплотнение, приводящее к преждевременному возникновению на покрытиях различных деформаций и разрушений.
Уплотнение является завершающей технологической операцией, качество проведения которой в значительной степени определяет его физико-механические показатели и долговечность.
Коэффициент уплотнения Ку должен быть не ниже 0,99 для высокоплотного и плотного асфальтобетонов типа А и Б, и 0,98 - для плотного, типов В, Г и Д, пористого и высокопористого асфальтобетонов. Отклонение значений Ку всего на 0,03 - 0,04 приводит к снижению прочности на 26 -30 %, а долговечности - на 29 - 35 %.
На удобоуплотняемость и интенсивность накопления остаточных деформаций в уплотняемой среде оказывают значительное влияние температуры, при которых осуществляется производство работ. Охлаждение смеси приводит к росту ее сопротивления уплотнению и снижению удобообраба-тываемости. При этом энергоемкость процесса уплотнения возрастает.
Объект исследования - процесс взаимодействия рабочих органов катков с уплотняемой средой.
Предмет исследования - изменение теплофизических и технических показателей асфальтобетонной смеси при уплотнении катками статического действия.
Цель работы - повышение эффективности работы уплотняющих средств при строительстве асфальтобетонных покрытий.
Достижение поставленной цели осуществляется решением следующих задач:
-
Разработать математическую модель охлаждения асфальтобетонных смесей в процессе их укладки асфальтоукладчиками;
-
Исследовать влияние гранулометрического состава, плотности и температуры асфальтобетонных смесей на величину объемной теплоемкости (Q);
-
Разработать математическую модель охлаждения асфальтобетонных смесей в процессе их уплотнения катками;
-
Определить рациональное время укатки смесей легкими, средними и тяжелыми катками при температуре воздуха от + 5 до + 25 С;
-
Обосновать рациональную схему рібурс ЦЗДЩйКИЖьИИу|гнении асфальтобетонной смеси; I К ОТ Л ПОТЕКА I
6. Разработать методику расчета на ЭВМ охлаждения асфальтобетонного
слоя при различных схемах работы катков. Научная новизна:
разработана математическая модель остывания асфальтобетонного слоя после прохода асфальтоукладчика (h = const);
разработана математическая модель остывания асфальтобетонного слоя при уплотнении его легким, средним и тяжелым катками (h * const);
установлена зависимость Cv от температуры, плотности и гранулометрического состава асфальтобетонных смесей;
установлена зависимость длины дуги контакта вальца катков с уплотняемой средой в зависимости от диаметра вальца, толщины и плотности слоя.
Практическая ценность:
определена рациональная схема работы катков при уплотнении асфальтобетонных смесей;
установлены температурные границы на начальном, промежуточном и заключительном этапах уплотнения;
разработана методика расчета на ЭВМ охлаждения асфальтобетонного слоя с учетом режимов работы катков, теплофизических показателей смеси и дорожного основания, а так же погодно-климатических условий производства работ;
определено рациональное время уплотнения асфальтобетонных смесей различной толщины легкими, средними и тяжелыми катками;
даны практические рекомендации температурных границ для всех типов катков, занятых в технологическом процессе.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается методологической базой исследований, основанной на фундаментальных и достоверно изученньж положениях; результатами исследований, проведенных в производственных условиях.
Реализация работы заключается во внедрении результатов исследований в ОГУП ДРСУ - 4 г. Омска при планировании и организации производства работ по укладке и уплотнению асфальтобетонных смесей.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Международной научной конференции «Современные проблемы транспортного строительства, автомобилизации и высокоинтеллектуальные научно-педагогические технологии» (г. Омск 13-15 ноября 2000 г.), посвященной 70 - летаю образования Сибирской государственной автомобильно - дорожной академии; на международной научно-практической конференции «Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура» (г. Омск 21-23 мая 2003 г.), на 43-й международной научно-технической конференции ААИ «Проблемы создания и эксплуатации автомобилей, специальных и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего севера» (г. Омск СибАДИ 2003 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, включая патент РФ.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных результатов, списка литературы и приложений. Объём диссертации составляет в целом 179 страниц, в том числе 42 таблицы, 50 рисунков и 5 приложений.
