ИнтерСтройЭкспо 2016
04.05.2016
С 20 по 22 апреля 2016 года в Санкт-Петербурге, в КВЦ «ЭКСПОФОРУМ» состоялась 22-я Международная выставка «ИнтерСтройЭкспо», крупнейшая на Северо-Западе России международная выставка строительных, отделочных материалов и строительной техники.
Евроасфальт и Евробитум 2016
29.04.2016
Конгресс, который состоится с 1 по 3 июня в Праге, станет важной вехой в развитии асфальтовой и битумной промышленности Европы. Предоставив возможность ведущим специалистам отрасли подвести итоги проделанной работы и наметить планы на будущее, он послужит полноценной стратегической платформой для ее дальнейшего развития.
 

ОПТИМИЗАЦИЯ ОТРЯДА МАШИН ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО УПЛОТНЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ /Дорожная Техника 2012/

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ) Котлярский Э.В., Черкасов В.Г.
На полигоне МАДИ ранее были проведены полномасштабные испытания дорожных катков различного типа, направленные на изучение факторов, оказывающих наиболее существенное влияние на получаемые физико-механические свойства асфальтобетонных смесей при укладке и уплотнении [1]. Испытания проводились c использованием различных типов катков по методикам, разработанным на кафедрах дорожно-строительных материалов и дорожно-строительных машин МАДИ. Из различных типов и видов асфальтобетонных смесей было построено 40 опытных секций, имеющих различную толщину уплотненного слоя, при различном числе проходов катков по одному следу с различными рабочими скоростями уплотнения.
Оценка процессов структурообразования асфальтобетона в процессе уплотнения производилась по изменению показателей свойств уплотняемого и уплотненного асфальтобетона:
•средней и относительной плотности асфальтобетона в процессе уплотнения;
•коэффициента уплотнения асфальтобетона;
•водонасыщения асфальтобетона;
•устойчивости по Маршаллу;
•предельная деформация по Маршаллу.
В процессе производственного эксперимента варьировалось влияние технологических параметров процесса уплотнения:
•линейного давления катка;
•количества проходов катка по одному следу;
•рабочей скорости;
•толщины уплотняемого слоя;
•состава асфальтобетонной смеси.
Все полученные результаты статистически обрабатывались на ЭВМ с использованием многофакторного регрессионного и корреляционного анализа. Это позволило получить многофакторные математические модели (1), позволяющие с достаточной надежностью достоверно описать характер влияния состава асфальтобетонной смеси и технологических параметров процесса уплотнения для каждого используемого типа дорожных катков на результаты уплотнения асфальтобетонных смесей в конструктивных слоях дорожных одежд.
Полученные математические модели имеют общий вид:
Yj = eb0 • ebi • xi • xibi+1 (1)
где: Yj — показатель структурно-механических или строительно-технических свойств уплотненного асфальтобетона; Xi — факторы, характеризующие состав смеси и технологические параметры процесса уплотнения; b0, b1…..bi — коэффициенты регрессии математической модели.
Полученные регрессионные многофакторные модели позволяют с определенной надежностью прогнозировать структурные изменения в уплотняемой асфальтобетонной смеси в процессе уплотнения. Это открывает возможность прогнозирования требуемых свойств асфальтобетона и позволяет осуществлять более надежный операционный контроль качества дорожных работ.
С использованием полученных алгоритмов разработанная методика проектирования технологии уплотнения асфальтобетонных смесей, выбора ведущей машины и оптимального состава отряда катков может быть автоматизирована.
Проектирование состоит из 5 этапов.
На первом этапе формируется блок исходных данных, предполагающий использование всей необходимой информации из проекта строящейся или реконструируемой автомобильной дороги. Это:
•назначение автомобильной дороги;
•категория;
•район строительства;
•конструкция дорожной одежды и толщина асфальтобетонных конструктивных слоев;
•тип, вид и марка асфальтобетона;
•геометрические характеристики дороги (участка, захватки, микрозахватки) — ширина полосы укладки, ширина полосы уплотнения, ширина перекрытия смежных проходов катка и т.д.;
•имеющиеся в наличии средства уплотнения, тип, технические характеристики катков для предварительного, основного и окончательного уплотнения;
•время года, месяц и погодно-климатические условия в период проведения дорожно-строительных работ.
На рисунке 1 представлена схема первого этапа.
Запроектированный состав (или составы) смеси должны обладать требуемыми физико-механическими и структурными свойствами.
На следующем этапе с использованием системы алгоритмов и программ «ASBET-6» в автоматическом режиме осуществляется уточнение состава асфальтобетонной смеси и прогнозируются требуемые строительно-технические и структурно-механические свойства [2]. Блок-схема представлена на рисунке 2.
На третьем этапе (рис. 3) автоматизированная система проектирования технологии уплотнения асфальтобетонных смесей из базы данных укладочной и уплотняющей техники (постоянно пополняемой и корректируемой) в полуавтоматическом режиме оценивает возможность комплектования специализированного отряда машин (асфальтоукладчиков и катков) по их функциональным параметрам. К этим возможностям помимо конструктивных и функциональных характеристик относятся производительность, требуемый темп потока и др., определенные проектом производства работ.
Используя расчетные 14-факторные зависимости на ЭВМ, или по номограммам, построенным по тем же зависимостям с использованием метода функциональных коэффициентов, оценивается влияние на плотность и на устойчивость по Маршаллу факторов, влияющих на результаты уплотнения слоя. При этом на каждом этапе уплотнения при предварительном, основном и окончательном уплотнении определяются по всей ширине укладываемой полосы значения прогнозируемых показателей свойств асфальтобетона.
ky = A • k1 • k2 • k3 • k4 • k5 • k6 • k7
PM = A1 • p1 • p2 • p3 • p4 • p5 • p6 • p7
(2)
где: А и А1 (A=eb0) — постоянные, k1–k7 (ki = ebiXi • Xibi+1) — функциональные коэффициенты влияния параметров на коэффициент уплотнения и p1 – p7 (pi = ebiXi • Xibi+1) — функциональные коэффициенты влияния параметров на устойчивость по Маршаллу.
k(p)1 — функциональный коэффициент влияния на kу М) линейного давления катка;
k(p)2 — функциональный коэффициент влияния на kу М)числа проходов катка;
k(p)3 — функциональный коэффициент влияния на kу М)рабочей скорости катка;
k(p)4 — функциональный коэффициент влияния на kуМ)толщины уплотняемого слоя;
k(p)5 — функциональный коэффициент влияния на kуМ)соотношения Б/МП;
k(p)6 — функциональный коэффициент влияния на kуМ)соотношения АВВ/П;
k(p)7 — функциональный коэффициент влияния на kуМ)соотношения АР/Щ.
По полученным значениям устойчивости по Маршаллу по корреляционным зависимостям определяются стандартные показатели пределов прочности при сжатии (Rсж) при температурах 0, 20, 50 °С.
Для расчета механических характеристик алгоритм принимает значения, полученные по пессимистической регрессионной модели, при прогнозе это дает определенный коэффициент запаса.
Одновременно по рабочей скорости уплотнения и длине микрозахватки определяется время работы катка и температура смеси после завершения каждого этапа уплотнения. Она должна находиться в пределах рекомендуемого интервала эффективного уплотнения для заданного типа, вида и марки асфальтобетонной смеси.
Критерием оптимизации являются время, требуемое на реализацию всех технологических операций по укладке и уплотнению асфальтобетонной смеси, ее температуры с учетом ее остывания, и в итоге — получаемые свойства асфальтобетонной смеси, которые должны отвечать требованиям ГОСТ 9128.
Четвертый этап (рис. 4) проектирования связан с оценкой температурного режима уплотнения асфальтобетонных смесей. Температура остывания смеси рассчитывается по регрессионному выражению (3), которое получено после обработки многочисленных измерений (при строительстве опытных секций на полигоне МАДИ, при опытных работах в г. Москве и др. регионах страны и за рубежом). Были использованы также данные Н.В. Горелышева, О.Т. Батракова, Н.Я. Хархуты [4, 5, 6, 7]. Производственная проверка на различных объектах показала, что выражение (3) может быть рекомендовано для проведения необходимых технологических расчетов и позволяет рассчитать среднюю температуру слоя асфальтобетонной смеси в любой текущий момент времени.
tj=e-4,9692•ti•e-0,0033•Tj•e0,0776•h•V-0,0542•tвозд0,0136 (3)
где: h — средняя температура слоя асфальтобетонной смеси в текущий момент времени, °С; V — скорость ветра, м/с; tвозд — температура воздуха, °С; Tj — время, прошедшее с момента укладки (начала уплотнения), когда ti>tнормmax, tнормmax — температура эффективного уплотнения асфальтобетонной смеси данного типа и вида (верхний предел).
Полученная температура должна отвечать условию выполнения технологической операции при температуре эффективного уплотнения (4) по условию:
кон<t°опер<t°нач (4)
Если условие не выполняется, программа возвращается к выбору другого типа катка для расчета другого технологически возможного варианта.
При выполнении условия (4), программа осуществляет подбор катка отряда для реализации следующего основного этапа уплотнения. Описанный цикл расчетов повторяется с учетом выражений или коэффициентов влияния для ведущего катка звена.
После завершения всех расчетов полученные коэффициенты уплотнения и устойчивости по Маршаллу, а также величины предела прочности на сжатие при стандартных температурах сравнивают с требованиями ГОСТ 9128 или требованиями проектной документации и СТО. Схема представлена на рисунке 5.
Заключение
1. Основная цель работы заключается в том, что исходя из назначения требуемых или нормируемых физико-механических свойств асфальтобетона уже в конструктивном слое дорожной одежды в автоматическом режиме обоснованно назначается технология уплотнения звеньями катков.
2. Математические модели, используемые в алгоритмах, позволяют решить подобную задачу, учитывая многофакторность процесса уплотнения.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Горелышев Н.В., Котлярский Э.В. и др. Разработка рекомендаций по контролю качества уплотнения асфальтобетонных смесей и путей улучшения их качества. Научно-технический отчет. М., МАДИ, 1988
[2] Кочнев В..И., Котлярский Э.В., Николаев А.Б. Процесс проектирования состава асфальтобетонных смесей с заданными структурно-механическими свойствами с использованием автоматизированных систем. Научно-технический журнал «Автомобильные дороги и мосты».
[3] Кендалл М., Стьюард А. Статистические выводы и связи. М., «Наука», 1973.
[4] Вощинин Н.П., Гоpелышев Н.В. Режим уплотнения асфальтобетонных слоев повышенной толщины. Автомобильные дороги, №.12, 1975.
[5] Батpаков О.Т. Теоретические основы уплотнения грунтов земляного полотна и слоев дорожных одежд катками на пневматических колесах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени докт. техн. наук. М., МАДИ, 1979, 30 c. 3.
[6] Быстров Н.В., Котлярский Э..В., Горелышев Н.В. Рекомендации по эффективному уплотнению асфальтобетонных покрытий и оснований. М., МГПО Автодор, 1990. 1,5 п. л.
[7] Хархута Н..Я. Уплотняющие машины. Л., 1965.
[8] А..Ф. Зубков, В.Г. Однолько. Технология строительства асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. М., Машиностроение, 2009.
 

< Назад

 

Поиск

Автор
Год выпуска
ЭМУЛЬСИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ РЕМОНТА И СОДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ /Дорожная Техника 2008/
Нефтяной битум является основным вяжущим для строительства и ремонта автомобильных дорог. Потребность, на различных технологических переделах, в понижении его вязкости достигается различными методами. Классически можно выделить следующие способы: горячий (разогрев битума до температуры, при которой возможно его использование); разжижение (смешение битума с растворителем, который со временем испаряется); эмульгирование (смешение битума с водой). Каждый из перечисленных способов применяется исходя из их достоинств и недостатков.
  © 2008 Славутич Разработка сайта Vitrum-Media