Евгений Алексеевич Шишкин – кандидат технических наук, доцент кафедры «Транспортно-технологические системы в строительстве и горном деле»
Хабаровск
Eugene A. Shishkin – Candidate of Engineering, Associate Professor of theTransportation and Technological Systems in Construction and Mining Department
Khabarovsk
Александр Андреевич Смоляков – магистрант кафедры «Транспортно-технологические системы в строительстве и горном деле»
Хабаровск
Alexander A. Smolyakov – a master student of the Transportation and Technological Systems in Construction and Mining Department
Khabarovsk
От качества выполнения операции уплотнения асфальтобетонного покрытия, выполняемой в процессе строительства автомобильной дороги дорожным катком, зависит долговечность сооружения в целом. В ходе уплотнения сопротивление асфальтобетонного слоя деформированию возрастает, что обусловлено непрерывным охлаждением материала, а также увеличением его плотности с каждым проходом катка. В то же время максимальное удельное давление под вальцом дорожного катка ограничено его конструктивными параметрами. Поэтому каждый каток может эффективно выполнять операцию уплотнения в определенном диапазоне физико-механических характеристик слоя. Задачей исследования является повышение эффективности уплотнения асфальтобетонной смеси гладковальцовым дорожным катком за счет расширения технологических границ применения машины. Для решения указанной задачи рассмотрен процесс взаимодействия гладкого вальца с асфальтобетонным слоем. Для описания поведения асфальтобетонного слоя в процессе нагружения принята модель Кельвина. При рассмотрении равновесия сил, действующих по площади контакта вальца с уплотняемым материалом, с учетом начальных условий получена система нелинейных алгебраических уравнений, позволяющая определить длину дуги контакта вальца с материалом. В результате исследования функции удельного давления под вальцом катка получено уравнение для определения значения максимального удельного давления под вальцом катка. На основе полученных теоретических результатов было проведено динамическое моделирование уплотнения асфальтобетонной смеси вальцом катка. Анализ результатов моделирования позволил сделать вывод о возможности значительного изменения максимального удельного давления под вальцом за счет регулирования скорости движения катка. С учетом разработанной методики предложена система автоматического управления для осуществления непрерывного контроля эффективности уплотнения. Предлагаемая система позволяет повысить эффективность операции уплотнения асфальтобетонной смеси дорожным катком путем поддержания максимального удельного давления под вальцом катка на уровне предела прочности уплотняемого слоя. Варьирование значения максимального удельного давления под вальцом катка осуществляется в зависимости от физико-механических характеристик уплотняемого слоя асфальтобетонной смеси и обеспечивается за счет оперативного изменения скорости движения машины.
The durability of the structure as a whole depends on the operation quality of the asphalt concrete pavement compaction performed during the construction of a highway by a road roller. In the course of compaction, the asphalt concrete layer resistance to deformation increases that is due to the continuous cooling of the material, as well as an increase in its density with each passes of the roller. At the same time, the maximum specific pressure under the drum of a road roller is limited by its design parameters. Therefore, each roller can effectively perform the compaction operation within a certain range of physical and mechanical characteristics of the layer. The objective of the study is to increase the asphalt concrete mixture compaction efficiency by a smooth-drum road roller by expanding the technological boundaries of the machine's application. To solve this problem, the interaction process of a smooth roller with an asphalt concrete layer is considered. To describe the behaviour of the asphalt concrete layer during loading, the Kelvin model is adopted. Considering the balance of forces acting over the area of contact of the roller with the material to be compacted, taking into account the initial conditions, a system of nonlinear algebraic equations was obtained, which makes it possible to determine the arc length of the roller contact with the material. As a study result of the function of the specific pressure under the roller of the roller to the maximum, an equation was obtained to determine the value of the maximum specific pressure under the roller of the roller. On the basis of the obtained theoretical results, a dynamic simulation of the asphalt concrete mixture compaction with a roller of a roller was carried out. Analysis of the simulation results made it possible to draw a conclusion about the possibility of a significant change in the maximum specific pressure under the drum by regulating the speed of the roller. Taking into account the developed technique, an automatic control system is proposed for continuous monitoring of the compaction efficiency. The proposed automatic control system makes it possible to increase the efficiency of the asphalt concrete mixture compaction by the road roller by maintaining the value of the maximum specific pressure under the roller of the roller at the level of the ultimate strength of the compacted layer. Varying the value of the maximum specific pressure under the roller drum is carried out depending on the physical and mechanical characteristics of the compacted layer of the asphalt concrete mixture and is ensured by promptly changing the speed of the machine.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.