CC BY
6Зависимость плотности отформованных образцов асфальтобетонной смеси от конфигурации виброформующей поверхности
Шардин Михаил Витальевич,
к.т.н., доцент, каф. ATM Автодорожного факультета ПНИПУ, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, mvshardin@gmail.com
Шардин Виталий Петрович,
к.т.н., доцент, каф. ATM Автодорожного факультета ПНИПУ Пермский национальный исследовательский политехнический университет, shardinvp@gmail.com
В статье приводятся результаты экспериментальных исследований зависимости плотности отформованных образцов асфальтобетонной смеси от конфигурации виброформующей поверхности. Результаты исследования позволяют прогнозировать влияние конфигурации рабочей поверхности виброформователя на плотность асфальтобетонной смеси при механизированном изготовлении прикромочных водоотводных лотков. Виброформователем, в данной статье, называется механизированное рабочее оборудование, агрега-тированное с серийной дорожно-строительной машиной. предназначенное для формирования вибрационным способом водоотводного лотка, в предварительно уложенном слое горячей асфальтобетонной смеси. Водоотводные лотки предназначены для оперативного удаления с дорожного покрытия дождевой, талой и другой воды. Прикромочные водоотводные лотки представляют собой неглубокую канавку, выполняемую по кромке дорожного покрытия. Прикро-мочные водоотводные лотки, как правило, выполняются на уклонах, на поворотах и на других опасных участках автодороги. Результаты экспериментальных исследований позволяют сделать вывод о том, что при проектировании и эксплуатации рабочего оборудования, предназначенного для изготовления методом виброформования прикромочных водоотводных лотков из горячей асфальтобетонной смеси, необходимо корректировать конструкцию и режимы работы виброформователя в зависимости от конфигурации вибро-формующей поверхности.
Ключевые слова: асфальтобетонная смесь, виброфор-мующее и виброуплотняющее оборудование, водоотводной лоток, процесс уплотнения, дорожный каток.
Водоотводной лоток выполняется по кромке дорожного покрытия автомобильной дороги и представляет собой канавку, как правило, глубиной 0,04 метра. Ширина лотков может быть разной и варьируется от 0,5 до 1 метра. Длина лотков может достигать, в отдельных случаях, нескольких километров. Главным предназначением прикромочного водоотводного лотка является отвод дождевой, талой и прочей воды с поверхности дорожного покрытия. Своевременное удаление воды с поверхности дорожного покрытия повышает безопасность дорожного движения. Водоотводные лотки выполняются на опасных участках дороги, к которым относятся уклоны, повороты, скользкие участки и некоторые другие.
Рис. 1. Конструктивная схема водоотводного лотка из асфальтобетона. (заимствовано из проектной документации на автодорогу)
К достоинствам водоотводных лотков из асфальтобетонной смеси следует отнести долговечность, небольшие трудозатраты и готовность к эксплуатации сразу после изготовления. Недостатком лотков из асфальтобетона является дефицит специализированных средств механизации, обеспечивающих формирование лотка на обочине автомобильной дороги.
Возможным средством механизации изготовления асфальтобетонных лотков является, например, виброформователь, представляющий собой механизированное рабочее оборудование, агрегатированное с серийной дорожно-
0
В >
В т п н
*
и ы
строительной машинои, предназначенное для формирования вибрационным способом водоотводного лотка в предварительно уложенном слое горячеИ асфальтобетонной смеси. Рабочая поверхность виброформователя, спрофилированная соответствующим образом, гарантированно обеспечивает геометрические размеры и заданную плотность изготовляемого водоотводного лотка. Зависимость плотности отформованных образцов асфальтобетоннои смеси от конфигурации виброформующеи поверхности определена экспериментальным путем за счет виброформования образцов асфальтобетоннои смеси на лабораторной установке (рис. 3) с помощью различных штампов-пуансонов (рис. 2). Лабораторная установка оснащена прямоугольным контеинером (формои) для асфальтобе-тонноИ смеси. Внутренние размеры формы составляют - 240x240x240 мм.
Рис. 2. Эскизы пуансонов, используемых в экспериментальных исследованиях, и их основные размеры. (спроектированы авторами)
При экспериментах использовались следующие типы асфальтобетонных смесеИ:
• горячая плотная щебёночно-мастичная асфальтобетонная смесь ЩМА-15 ГОСТ 310152002;
• холодная асфальтобетонная смесь типа Бх марка II ГОСТ 9128-2009.
О
Рис. 3. Принципиальная схема контейнерного узла лабораторной установки. 1 - электромеханический вибратор; 2 -опорная плита вибратора; 3 - стойка сменного пуансона; 4 -сменный пуансон; 5 - прямоугольная форма; 6 - тензодатчик давления; 7 - высотные регуляторы; 8 - основание установки; 9 - уплотняемая среда. (разработана авторами)
При выполнении экспериментов по формованию образцов асфальтобетонноИ смеси, с помощью различных пуансонов, параметры работы виброформователя имели следующие значения: рабочая частота колебаний вибратора
V = 4С ц ; коэффициент режима работы виброформователя Коэффициент режима характеризует отношение силы тяжести виброформую-щего оборудования к вынуждающей силе вибратора виброформователя; продолжительность уплотнения ; начальная объемная заполняе-мость формы асфальтобетонноИ смесью -100%; температурный интервал уплотнения горячеИ асфальтобетонной смеси - 120о...70°С; Температура окружающей среды при выполнении экспериментов (~23°С).
Результаты экспериментов по определению зависимости плотности отформованных образцов асфальтобетонноИ смеси от конфигурации виброформующеИ поверхности приведены в таблице № 1. Отформованные в эксперименте образцы показаны на рис. 4.
Таблица 1
Плотность отформованных образцов асфальтобетонной смеси в зависимости от конфигурации виброформующей
Используемая асфальтобетонная смесь Плотность образцов, г/см3 полученных с применением пуансона №.
Пуансон «плоскиИ» №1 Пуансон «треугольник плоскиИ» №2 Пуансон «полуцилиндр» №3
Горячая плотная щебёночно-мастичная асфальтобетонная смесь ЩМА-15 2,586; 2,454; 2,518 2,214; 2,263; 2,291 1,986; 1,194; 1,952
Холодная асфальтобетонная смесь 2,259; 2,195; 2,255 2,044; 2,072; 2,088 1,745; 1,764; 1,777
Результаты выполненных экспериментальных исследовании показывают, что плотность отформованных образцов, при прочих равных условиях, в значительной мере зависит от конфигурации виброформующеИ поверхности. Например, для образцов из смеси ЩМА-15:
средняя плотность
средняя плотность
средняя плотность
Пуансон № 1 -> А = 3.519 г/см3.
Пуансон № 2 -> /з = г,256 г/см3.
Пуансон № 3 -> ^ = 1,951 г/см3.
Вышеприведенные значения среднеИ плотности отформованных образцов показывают, что наблюдается постепенное уменьшение плотности материала образцов в зависимости от использованного в экспериментах пуансона.
Результаты экспериментальных исследованиИ позволяют сделать вывод о том, что, при
проектировании и эксплуатации рабочего оборудования, предназначенного для изготовления методом виброформования прикромочных водоотводных лотков из горячей асфальтобетонной смеси, необходимо корректировать конструкцию и режимы работы виброформователя в зависимости от конфигурации виброформующей поверхности.
Рис. 4. Некоторые из отформованных в эксперименте образцов (выполнены авторами)
Литература
1. Навесные виброактивные устройства для сооружения прикромочных водоотводных лотков из асфальтобетона. / Л.Б. Белоногов, В.П. Шардин, М.В. Шардин // «Мир Дорог» № 22, 2006 год. Межрегиональный производственно-технический журнал. г. Санкт-Петербург.
2. Обоснование рациональных параметров навесного виброактивного оборудования для изготовления прикромочных водоотводных лотков из асфальтобетонной смеси. / М.В. Шардин
- Автореф. дисс. канд. техн. наук., СибАДИ, 2012. 23 с.
3. Самоходный агрегат для изготовления прикромочных водоотводных лотков из асфальтобетона /М.В. Шардин, Л.Б. Белоногов, В.П. Шардин // Материалы международной научно-технической конференции. Пермь, ПГТУ. - 2008.
- с. 200-204
4. Эффективность уплотнения асфальтобетонных смесей в дорожных покрытиях / В.Б. Пермяков - Строительные материалы, № 10, 2005, с. 8-9.
Dependence of the density of molded samples of the asphalt-concrete mixture on the configuration of the vibroforming surface
Shardin M.V., Shardin V.P.
Perm national research polytechnical university
The article presents the results of experimental studies of the dependence of the density of molded samples of an asphalt-concrete mixture on the configuration of a vibroforming surface. The results of the study make it possible to predict the effect of the configuration of the working surface of the vibrator on the density of the asphalt-concrete mixture during the mechanized manufacture of edging drainage trays. Vibroformer, in this article, is a mechanized working equipment, aggregated with a serial road-building machine, intended for the formation of a water drainage tray by the vibrating method, in a pre-laid layer of hot asphalt concrete mixture. Drainage trays are designed for rapid removal from the road surface of rain, thawed and other water. Edge drainpipes are a shallow groove made along the edge of the pavement. Edge drainage channels are usually performed on slopes, at bends and on other dangerous sections of the road. The results of experimental studies allow us to conclude that when designing and operating the working equipment intended for the production of vibroforming of edge edged drainage trays from a hot asphalt mix, it is necessary to correct the design and operating modes of the vibrator according to the configuration of the vibroforming surface.
Key words: asphalt-concrete mixture, vibroforming and vibro-compacting equipment, drainage tray, compaction process, road roller.
References
1. Hinged vibroactive devices for an asphalt concrete structure
of prikromochny drainage trays. / L.B. Belonogov, V.P. Shardin, M.V. Shardin//"the World Is dear" to No. 22, 2006 year. Interregional technological magazine. St. Petersburg.
2. Justification of rational parameters of the hinged vibroactive
equipment for production of prikromochny drainage trays from asphalt concrete mix. / M.V. Shardin - Avtoref. yew. Cand.Tech.Sci., SIBADI, 2012. 23 pages.
3. The self-propelled unit for production of prikromochny drainage trays from asphalt concrete / M.V. Shardin, L.B. Belonogov, V.P. Shardin//Materials of the international scientific technical conference. Perm, PGTU. - 2008. - page 200-204
4. Efficiency of consolidation of asphalt concrete mixes in pavings / V.B. Permyakov - Construction materials, No. 10, 2005, page 8-9.
О
R >
R n n н
9
