МЕХАТРОНИКА УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВЫХ ПОКРЫТИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ МАШИНАМИ

MECHATRONICS OF SOIL COMPACTION BY TECHNOLOGICAL MACHINES

Murat Nasirov

student, Department of Automation of production processes, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

Статья рассматривает вопросы исследования и автоматического регулирования процесса уплотнения асфальтобетонной смеси дорожных покрытий с целью повышения эффективности этого процесса.

ABSTRACT

The article considers the issues of research and automatic control of the process of compaction of the asphalt concrete mixture of road surfaces in order to increase the efficiency of this process.

Ключевые слова: асфальт, грунт, автоматика, процесс.

Keywords: asphalt, soil, automation, process.

Современное строительство автомобильных дорог базируется на передовых научных разработках, автоматизации производственных процессов, рациональном использовании ресурсов. Вибрационные дорожные катки выполняют окончательное уплотнение асфальтобетонных покрытий, рабочий процесс которых, из-за изменений напряженного состояния в слое покрытия при деформировании, требует автоматической настройки что исключает проблемы с плотностью материала.

Насущны проблемы правильного выбора катка, настройки режимов его работы, от которых зависит производительность процесса уплотнения, а также окончательные показатели качества и долговечность дорожного покрытия. Конструкции уплотняющих дорожных машин, выпускаемые предприятиями, имеют очень высокий технический уровень. Обоснование совершенствования конструкций асфальтовых катков представляет значительную проблему. Актуальной задачей совершенствования процесса уплотнения асфальтобетонных покрытий является разработка системы автоматического управления на основе достижений науки и техники.

Значительной проблемой является проведение экспериментальных исследований дорожностроительных машин в реальных условиях эксплуатации строительства асфальтобетонных покрытий, из-за большой трудоемкости, стоимости и организации работ в соответствии с планом испытаний. Из анализа современного состояния дорожного строительства следует, что актуальной задачей, для повышения качества, надежности и конкурентоспособности, является создание универсального дорожного катка, способного уплотнять различные типы покрытий, автоматически изменять контактные давления, обладающего широким диапазоном регулирования уплотняющих воздействий.

Объектом исследования является процесс уплотнения асфальтобетонной смеси дорожным катком. К предмету исследования относится регулирование частоты вибрации вальца дорожного катка. Цель исследования – повышение эффективности процесса уплотнения асфальтобетонного покрытия дорожным катком на основе автоматизации управления. Поставленные задачи:

• исследование процесса уплотнения асфальтобетона дорожным катком по математическим моделям;
• разработка структурной схемы системы автоматического регулирования;
• исследование САР на устойчивость;
• выбор автоматического регулятора.

Основная задача исследования состоит в построении математической модели процесса уплотнения асфальтового катка. Развитие напряжённодеформированного состояния асфальтобетонной смеси при уплотнении во времени, можно рассматривать методами реологии, которая изучает поведение под нагрузкой влажных материалов, которые нельзя отнести ни к твердому телу, ни к жидкости.

К таким материалам относится асфальтобетонная смесь, представляющая собой так называемую упруго-вязкую среду, имеющую как упругие, так и неупругие свойства. Здесь механические модели уже непригодны. Они не позволяют точно имитировать внутреннюю структуру таких материалов. Для этой цели потребуются другие механические модели, которые носят название реологических. Они отличаются тем, что состоят из комбинации двух элементов, которые имитируют упругость и вязкость.

Реологические модели позволяют получить необходимую информацию об изменениях внутренней структуры реального тела под нагрузкой. К этой информации относятся характеристики внутреннего трения, вязкости и адгезии (сцепления). Получается, что с одной стороны, модели должны быть более просты по своей структуре, что дает возможность описать их поведение не сложными дифференциальными уравнениями, и с другой стороны – полнее отображать свойства уплотняемого материала и явления, происходящие в нем.

Таким образом, реологические уравнения связывают величину контактных давлений с остаточными вязкопластическими деформациями, с учетом параметров вибрационных дорожных катков и режимов их работы. Можно сделать выводы, что исследования процессов уплотнения позволяют решать исследовательские и проектные задачи работы дорожного катка.

Список литературы:

1. https://snip.ruscable.ru/Data1/56/56468/index.htm (дата обращения: 16.05.2022)
2. https://vunivere.ru/work58322 (дата обращения: 18.05.2022)