CC BY
3УДК 625.8
А.В. Бельтюкова, Г.В. Игнатьев МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА УПЛОТНЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ
Приведены сведения по уплотнению асфальтобетонной смеси. Даны рекомендации по определению плотности смеси.
Ключевые слова: покрытия, уплотнение, дорожная одежда, асфальтоукладчик, каток.
Выбор уплотняющих машин для устройства дорожных покрытий из горячих асфальтобетонных смесей зависит от параметров укладчика, который определяет темп строительства, а также состав машин для уплотнения покрытий нежесткого типа. Современные асфальтоукладчики оборудуются эффективными рабочими органами, работающими в динамическом режиме, что позволяет одновременно с распределением смеси производить и предварительное ее уплотнение при температуре доставки смеси к месту производства работ, обеспечивая при этом достаточно высокий коэффициент предварительного уплотнения [1].
Коэффициент предварительного уплотнения зависит от типа смеси, температуры при укладке, режимов работы рабочего органа и скорости движения асфальтоукладчика. Максимальный эффект нагрузки на смесь достигается при малой вязкости битума, что соответствует высокой температуре асфальтобетонной смеси.
Степень уплотнения покрытия оценивается по данным лабораторных испытаний образцов. Она определяется как отношение средней плотности образца, взятого из покрытия (вырубки, керна), к средней плотности переформированного образца, уплотненного стандартизованной нагрузкой [2].
При увеличении контактного давления, снимаемого с тензодатчика давления, система автоматически вычисляет новое значение расхода потока жидкости от гидрораспределителя к гидродвигателю. При уменьшении потока до необходимого значения, которое обеспечивает заданный коэффициент уплотнения, снижается частота вращения вала гидродвигателя: в итоге за меньшее количество ударов при возросшем давлении достигается необходимый коэффициент уплотнения [3].
В результате моделирования динамики гидравлической системы привода уплотняющего рабочего органа асфальтоукладчика время перерегулирования составило примерно 2 с, а коэффициент уплотнения смеси, достигаемый за 8 ударов трамбующего бруса равен 0,91 при скорости движения асфальтоукладчика 0,03 м/с, см. рис. 1.
Рис. 1. Изменение коэффициента уплотнения
© Бельтюкова А.В., Игнатьев Г.В., 2017.
Научный руководитель: Емельянов Рюрик Тимофеевич - доктор технических наук, Сибирский федеральный университет, Россия.
Вестник магистратуры. 2017. № 2-2(65).
ISSN 2223-4047
При моделировании рабочего процесса уплотнения смеси трамбующим брусом, при той же скорости укладчика, за 11 воздействий брусом коэффициент уплотнения увеличился до величины 0,92.
Во время экспериментальных исследований замерялись
- частота вращения эксцентрикового вала привода;
- плотность асфальтобетонной смеси в пяти точках (по ширине рабочего органа);
- давление в гидроприводе рабочего органа;
- толщина слоя смеси;
- скорость движения асфальтоукладчика (1,4-2 м/мин);
- ширина полосы (7,5 м);
- температура смеси в автосамосвалах, °С;
- температура смеси в покрытии (сразу после укладки), °С.
Для определения плотности смеси брались пробы свежеуложенного слоя. Для этого в горячую смесь (без сдвигов и перекосов) погружалось стальное кольцо. Затем оно извлекалось при помощи лопаты, а яма немедленно засыпалась. В дальнейшем, после остывания смеси, образец извлекался из стального кольца и определялась его плотность в лабораторных условиях (согласно ГОСТ 12801-98 «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний»). Рядом с местом взятия проб производилось испытание плотности динамическим плотномером ДПУ-1. [4]
Этот плотномер с наконечником типовой конструкции не позволил выполнить измерения при температуре асфальтобетона 110-140 °С из-за быстрого заглубления в асфальтобетонное покрытие. В итоге конструкция плотномера изменена в целях оценки степени уплотнения смеси по ширине укладываемой полосы, см. рис. 2.
Коэффициент уплотнения по ширине дорожного покрытия уменьшается до 6 - 9% в крайних точках (3,5 м от оси укладчика). Эти данные подтверждаются результатами экспериментальных исследований в реальных условиях эксплуатации асфальтоукладчика с рабочим органом шириной 3,5 м производства завода «Дормашина» (Николаев).
Получена зависимость коэффициента уплотнения от числа ударов плотномера ДПУ-1 с наконечником с усеченным конусом (рис. 3), что подтверждает возможность модернизации прибора в целях практического использования при контроле степени уплотнения. Плотномер позволяет осуществлять текущий оперативный контроль без нарушения покрытия и рационально управлять режимными параметрами асфальто-Рис. 2. Опытная модель наконечника укладчика и дорожных катков,
плотномера ДПУ-1
0,8 ----
0 12 3 4
Расстояние от опытной точки до оси дороги, м Рис. 3. Зависимость степени уплотнения смеси от расстояния от опытной точки до оси дороги (при скорости 2 м/мин, толщине слоя 90-100 мм)
Библиографический список
1. Моделирование систем управления машин дорожно-строительного комплекса / Р.Т. Емельянов, А.П. Про-копьев, А.С. Климов, Д.И. Сорокин // Вестник СибГАУ. 2009. Выпуск 3 (24). С. 124-128.
2. Емельянов Р.Т., Прокопьев А.П., Климов А.С. Исследование процесса уплотнения асфальтобетонной смеси по ширине укладки // Строительные и дорожные машины. - М.: Издательство технической литературы «СДМ-Пресс», 2009. № 7. С. 12-16.
3. Емельянов Р.Т., Прокопьев А.П., Климов А.С. Моделирование рабочего процесса гидропривода с дроссельным регулированием // Строительные и дорожные машины. М.: Издательство технической литературы «СДМ-Пресс», 2009. № 11. С. 15-18.
4. Емельянов Р.Т. Системы автоматизированного управления асфальтоукладчиком // Р.Т. Емельянов, В.Л. Сабинин. Проблемы архитектуры и строительства: Сб. материалов XXII региональной научно-технической конференции. КрасГАСА- Красноярск, 2004. 240-241 с.
БЕЛЬТЮКОВА АЛЁНА ВЛАДИМИРОВНА - магистрант, Сибирский федеральный университет, Россия.
ИГНАТЬЕВ ГЕННАДИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ - кандидат технических наук, доцент, Сибирский федеральный университет, Россия.
