Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей Беляев Константин Владимирович

Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей
<
Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Беляев Константин Владимирович. Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей : Дис. ... канд. техн. наук : 05.05.04 : Омск, 2004 174 c. РГБ ОД, 61:05-5/1520

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследований 4

1.1 Асфальтобетонные смеси и изменение их свойств в процессе уплотнения 8

1.2 Методы и средства уплотнения асфальтобетонной смеси 16

1.3 Методы описания напряжённо-деформированного состояния асфальтобетонных смесей 20

1.4 Выводы, цель и задачи исследований 31

2 Общая методика исследования 33

2.1 Методика теоретических исследований 33

2.2 Обоснование допущений и ограничений 36

2.3 Методика экспериментальных исследований 39

3 Математическая модель процесса уплотнения асфальтобетонной смеси 46

3.1 Обоснование реологической модели процесса уплотнения асфальтобетонной смеси 46

3.2 Разработка методики расчёта необратимой деформации 64

3.3 Выводы 71

4 Экспериментальные исследования упруговязкопластических свойств асфальтобетонных смесей 72

4.1 Задачи экспериментальных исследований 72

4.2 Исследование изменения модуля деформаций 73

4.3 Исследование изменения вязкости асфальтобетонной смеси 81

4.4 Исследование изменения предела текучести асфальтобетонной смеси 90

4.5 Исследование изменения плотности асфальтобетонной смеси в процессе уплотнения 99

4.6 Выводы 104

5 Экспериментально-теоретические исследования уплотнения асфальтобетонной смеси 106

5.1 Организация работ при строительстве асфальтобетонных покрытий 106

5.2 Влияние остывания асфальтобетонной смеси на интенсивность уплотнения 110

5.3 Определение величины контактных давлений катков 113

5.4 Выбор рациональных режимов работы катков 115

5.5 Расчёт эффективности разработанных предложений 126

5.5.1 Расчёт энергосбережения 126

5.5.2 Экономическая оценка предлагаемых решений 134 Выводы 135

Общие выводы и результаты 137

Литература

Введение к работе

Актуальность работы. Уплотнение является технологической операцией в формировании структуры асфальтобетонных покрытий, которая определяет его эксплуатационные показатели, надёжность и долговечность. Стоимость уплотнения составляет 2-4% от стоимости строительства автомобильной дороги. Однако некачественное проведение этой технологической операции приводит к значительным потерям. Так, недоуплотнение всего на 1-2% уменьшает прочность покрытия - на 12-16%, а долговечность - на 14-20%.

Интенсивность образования остаточных деформаций в уплотняемой среде определяется величиной контактных напряжений ак, скоростью деформирования їЗд и температурой смеси Тсм, при которых осуществляется процесс

уплотнения. Рост плотности смеси и охлаждение в технологическом процессе приводит к увеличению сопротивления деформированию и снижению показателя удобоуплотаяемости. Поэтому в процессе уплотнения необходимо обеспечивать также значения ак и режимы работы катков, при которых процесс образования остаточных деформаций происходит активно.

В настоящее время основу парка уплотняющих машин составляют катки статического действия, которые просты по конструкции и надёжны в эксплуатации. Полное использование их потенциальных возможностей позволяет повысить их производительность и снизить стоимость производства работ и энергоёмкость процесса уплотнения.

Одним из путей повышения производительности и снижения энергоёмкости процесса уплотнения является обоснование рациональных параметров катков и энергоэффективных режимов их работы.

Объект исследования: процесс взаимодействия рабочего органа катка с асфальтобетонной смесью.

Предмет исследований: кинетика изменения физико-механических свойств смеси в процессе уплотнения.

Цель работы: повышение производительности катков и снижение энергоёмкости процесса уплотнения. Задачи исследований:

- разработать реологическую модель процесса уплотнения асфальтобетон-

ной смеси катками статического действия;

исследовать влияние температурно-технологических факторов на интенсивность процесса уплотнения асфальтобетонных смесей;

исследовать влияние величины контактных давлений и режимов уплотнения на образование остаточных деформаций в уплотняемой среде;

исследовать влияние режимов работы катков на производительность и энергоёмкость процесса уплотнения асфальтобетонных смесей;

подтвердить адекватность реологической модели натурным процессам взаимодействия вальца катка с уплотняемой средой;

разработать методику расчёта на ЭВМ рациональных параметров катков и эффективных режимов их работы;

экономическая оценка предлагаемых решений.

Автор защищает совокупность научных положений, на базе которых разработана расчётная методика и режимы работы катков различного типа.

Личный вклад в решение проблемы заключается в выполнении теоретических и основной части лабораторных исследований; в проведении натурных исследований; в анализе и обобщении результатов теоретических исследований, лабораторных и натурных испытаний, в разработке практических рекомендаций по режимам работы катков статического действия.

Общая методика исследований предусматривает комплексный экспериментально-теоретический подход, включающий:

экспериментальные исследования в лабораторных условиях;

разработку аналитического описания процесса уплотнения асфальтобетонных смесей катками на различных этапах уплотнения;

экспериментальные исследования с целью сопоставления их результатов с результатами теоретических исследований.

Научная новизна:

разработана реологическая модель уплотнения асфальтобетонных смесей, описывающая изменение напряжённо-деформированного состояния уплотняемой среды различными типами катков на протяжении всего процесса уплотнения;

получены реологические уравнения, связывающие величину контактных давлений ак с образованием в смеси остаточных вязкопластических деформаций с учётом параметров катков и режимов их работы;

получены регрессионные уравнения, описывающие изменение модуля деформаций, вязкости и предела текучести в зависимости от гранулометрического состава, плотности, температуры и скорости деформирования смесей, соответствующие всему процессу уплотнения;

развиты теоретические положения по регулированию в технологическом процессе накопления остаточных деформаций, с учётом изменяющихся параметров уплотняемой среды.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена методологической базой исследований, основанной на фундаментальных и достоверно изученных положениях теории уплотнения, адекватностью расчётных значений коэффициента уплотнения смеси значениям, полученным в производственных условиях, достаточным объёмом экспериментальных работ, применением современных методов обработки результатов исследований.

Практическая ценность:

определены границы рациональных значений контактных давлений, с учётом изменяющихся температуры и плотности, для смеси типа А и В;

установлены рациональные массы катков, занятых в процессе уплотнения смесей, которые способствуют активному образованию остаточных деформаций;

разработана методика расчёта на ЭВМ параметров катков и режимов их работы;

- разработаны рекомендации по выбору энергоэффективных режимов работы уплотняющих средств.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международной научно-практической конференции «Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура», (г. Омск, 21-23 мая 2003г.), на международной научно-технической конференции «Дорожно-транспортный комплекс как основа рационального природопользования» (г.Омск, 23-25 ноября 2004г.), на научно-технических семинарах факультета «Транспортные и технологические машины» и кафедры «Эксплуатация дорожных машин».

Реализация работы заключается во внедрении результатов исследований на заводе дорожных катков ЗАО «Раскат» (г. Рыбинск) при проектировании катков, а также в ОГУП ДРСУ-4 (г. Омск) при планировании и организации работ при строительстве асфальтобетонных покрытий. Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе СибАДИ при изучении дисциплин «Эффективность использования машин в дорожном строительстве» и «Комплексная механизация строительства».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе получен патент на изобретение.

Структура и объём работы. Работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы из 112 наименований и приложений.

Общий объём работы 150 страниц, в том числе 45 рисунков, 6 таблиц и приложения на 24 страницах.

Методы и средства уплотнения асфальтобетонной смеси

При строительстве покрытий автомобильных дорог, аэродромов и площадей асфальтобетонные смеси подвергаются уплотнению, с целью улучшения прочности и долговечности этих сооружений, что является неотъемлемой частью технологического процесса строительства.

Достижение требуемой плотности неразрывно связано с многократными силовыми воздействиями на уплотняемый материал, которые вызывают его деформирование [3,5,6,9,17,74,99]. Особенность технологии уплотнения асфальтобетонной смеси заключается в том, что она производится в два этапа: -на первом производится предварительное уплотнение смеси трамбующим брусом и виброплитой, расположенных на асфальтоукладчике; -на втором происходит окончательное уплотнение катками, количество типоразмеров (лёгкий, средний, тяжёлый) которых зависит от плотности смеси, достигнутой после прохода асфальтоукладчика.

Количество катков в машинно-дорожном отряде зависит не только от их производительности, но и от плотности смеси, достигнутой после асфальтоукладчика [53,61-62,73,75,99,107].

По скорости воздействия рабочих органов уплотняющих машин выделяют статический и динамический методы уплотнения, а также различные их сочетания.

Статическое уплотнение осуществляется перекатыванием какого-либо вальца определённой массы (гладковальцового или пневмошинного) по поверхности уплотняемого покрытия, под действием силы тяжести которого про исходит деформирование слоя. Величина деформации по мере увеличения плотности уменьшается, и к концу укатки приближается к нулю. Дальнейшее увеличение плотности материала может быть достигнуто лишь увеличением нагрузки на валец. С целью достижения проектной плотности в процессе уплотнения необходимо постоянно увеличивать контактные давления рабочих органов на уплотняемый материал. Поскольку гладковальцовые имеют постоянное давление, в звено машин для уплотнения включают катки, отличающиеся друг от друга массой и величиной контактного давления.

Динамические методы воздействия осуществляются трамбованием и вибрированием смесей.

Трамбование производится свободным падением плиты массой m с высоты h на поверхность уплотняемого покрытия [3,5]. В результате удара частицы смеси сдвигаются, накапливая остаточные деформации.

Рабочий орган виброуплотнителя вводит массив материала в колебания с частотой v. Частицы, различающиеся по массе, форме и размерам получают разные ускорения и смещаются относительно друг друга.

Вибрационные катки являются более производительными и менее металлоёмкими. Недостатком катков вибрационного типа является невысокая надёжность и не всегда удовлетворительные экономические показатели. Кроме того, при ведущем вибрационном вальце значительно снижаются коэффициенты трения и сцепления его с поверхностью уплотняемого слоя, что снижает силу тяги по сцеплению. Если вибровальцом является ведомый валец, то в этом случае затрудняется управляемость катком. Другим недостатком виброкатков является повышенное волнообразование при уплотнении покрытия с низкой начальной плотностью, в связи с чем рекомендуется первые проходы делать в статическом режиме [60,62,63,99].

Эффективным является применение пневмошинных катков. При одной и той же скорости движения катков с гладкими металлическими вальцами и катков на пневматических шинах уплотняемый материал находится в напряжённом состоянии более продолжительное время, что обеспечивает большую эф

фективность уплотнения. Кроме того, они обладают свойством регулирования контактного давления на уплотняемый материал [87]. Для этого на них устанавливается централизованная система подкачки шин, которая обеспечивает в них различное давление воздуха. Однако завершать уплотнение требуется глад-ковальцовым катком, чтобы устранить неровности, возникшие после прохода шин.

Стремление к повышению эффективности работы катков привело к созданию комбинированных катков, у которых имеются пневмошинный и вибрационный вальцы. Эти машины высокопроизводительны и могут применяться на всех стадиях уплотнения. Однако надёжность их из-за высоких динамических нагрузок при вибрировании ещё недостаточно высока.

Силовые воздействия уплотняющих машин приводят к изменению плотности. Вместе с этим возрастает сопротивление деформированию и по мере укатки рост деформации завершается. С целью достижения проектной плотности в процессе уплотнения необходимо постоянно увеличивать контактные давления рабочих органов на уплотняемый материал. На практике это достигается использованием различных типов катков (лёгких, средних и тяжёлых) для укатки смеси. Это приводит к усложнению организации процесса уплотнения, в котором заняты несколько типоразмеров машин, а также ухудшает такие удельные технико-экономические показатели как трудоёмкость, энергоёмкость, и металлоёмкость готовой продукции.

Обоснование допущений и ограничений

При моделировании реальных процессов приходится прибегать к определенным ограничениям и допущениям, пренебрежением второстепенных процессов ввиду невозможности описания всех составляющих процесса.

Теоретические исследования проводились с использованием теории взаимодействия уплотняющих средств с дорожно - строительными материалами: теории прочности и методов моделирования рабочего процесса, методов составления реологических моделей, позволяющих составить дифференциальные уравнения поведения материалов в эксплуатационных условиях.

При составлении реологической модели процесса уплотнения асфальтобетонной смеси были приняты следующие допущения: 1. Асфальтобетонная смесь - упруговязкопластическая, однородная сжимаемая среда. 2. Стационарность процесса уплотнения. 3. Рассматривается плоская, одномерная задача. 4. Толщина уплотняемого слоя находится в пределах активной зоны уплотнения. 5. Уплотнение происходит в результате воздействия нормальных нагрузок, возникающих от вальца катка.

Первое допущение принято по следующим причинам: -во-первых, асфальтобетонная смесь принадлежит к коагуляционным материалам, составляющие которого (битум) обладают сильно выраженными уп-руговязкими свойствами [82-86,108]; -во-вторых, проявление пластических и упруговязких свойств зависит от соотношения между временем действия нагрузки, временем последействия и количества нагружений [10,25,58,74]. Второе допущение. Стационарность процесса уплотнения. Рассматривается установившийся процесс работы катка. При этом каток постоянно движется в заданном режиме (скорость постоянная), переходный процесс не учитывается. Третье допущение - рассматривается одномерная задача, так как протяжённость рабочих органов уплотняющих машин намного больше длины зоны контакта вальца катка.

Четвёртое допущение связано с тем, что наиболее равномерное накопление деформаций происходит в пределах толщины слоя покрытия, называемой активной зоной уплотнения [73,101]. Работа уплотняющих машин эффективна при толщине слоя, соответствующего активной зоне уплотнения. Увеличение толщины уплотняемого слоя требует применения уплотняющих машин, параметры которых отличаются от большинства существующих машин. В тонких слоях, в свою очередь большое влияние на сопротивление уплотнению оказывает прочность минерального заполнителя. В настоящей работе рассматриваются слои покрытия стандартной толщины - 50-70 мм, уплотнение которых осуществляется большинством существующих машин.

При перемещении вальца по слою уплотняемого материала, валец создаёт в нём нормальные (от массы катка) и касательные (от силы тяги) напряжения. В настоящее время недостаточно изучено влияние касательных напряжений на интенсивность уплотнения, хотя установлено, что основное влияние на рост необратимых деформаций оказывают нормальные напряжения. Поэтому принято пятое допущение, что уплотнение материала происходит в результате воздействия нормальных напряжений.

В результате взаимодействия уплотняющих средств со слоем асфальтобетонной смеси на границе рабочий орган-уплотняемый материал возникают контактные давления, вызывающие напряженное состояние слоя и соответствующие ему деформации. Эффективность процесса уплотнения определяется рациональным соответствием между контактными давлениями и величиной сопротивления материала деформированию [33,51,72,104]. Последнее является переменной величиной и зависит не только от степени уплотнения, но и многих других факторов, наиболее важными среди которых являются: температура, скорость деформирования, структура смеси. Природа этого сопротивления определяется структурой материла и особенностью его изменения в процессе уплотнения (меняются свойства среды - вязкость, модуль деформаций, предел текучести). Регулируя его изменением режимов работы уплотняющих средств можно направленным образом оказывать воздействие на уплотняемость материала и энергоемкость процесса деформирования.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях с целью изучения напряженно-деформированного состояния асфальтобетонных смесей в процессе их уплотнения. В работе использовались различные горячие смеси, соответствующие ГОСТ 9128-97, из которых приготовлялись и испытывались образцы согласно ГОСТ 12801-98.

Исследование свойств асфальтобетонных смесей производилось по результатам испытаний на сжатие образцов горячей асфальтобетонной смеси. В процессе испытаний изменялись три фактора - температура, плотность и скорость деформирования. Плотность и температура смеси характеризуют её состояние, а скорость деформирования - условия испытания. Необходимость введения третьего фактора связана с тем, что стандартная скорость испытаний значительно отличается от скорости деформирования уплотняющих машин в полевых условиях.

Разработка методики расчёта необратимой деформации

В зависимости от этапа уплотнения, величины возникающих напряжений и скорости деформирования в модели выделено три разновидности необратимой деформации.

Первой разновидностью является необратимая деформация, имеющая линейную зависимость от напряжения в интервале GT GK стпр5 и обусловленная пластичным течением материала.

Ко второй разновидности относится необратимая деформация, определяемая вязкопластическая течением на основном этапе уплотнения, которая развивается при условии ат ак anp. Третьей разновидностью является необратимая деформация, обусловленная вязким течением материала на основном этапе уплотнения, которая развивается При УСЛОВИИ GK GT.

Итоговая деформация, достигнутая при уплотнении катками, будет определяться общей деформацией, за вычетом обратимой составляющей: n m m e = I r+2 -I j0, (3.21) i=l J=l j=l где X 6f -суммарная относительная необратимая деформация, полученная за і-нагружений на начальном этапе деформирования; є? -суммарная общая относительная деформация, полученная за j-нагружений на основном этапе деформирования; X є =0 -суммарная относительная обратимая деформация, восстановившаяся после j-нагружений основного этапа уплотнения к рассматриваемому времени.

Деформация, полученная после начального этапа уплотнения, определяется простым суммированием деформаций, полученных после каждого нагру-жения по формуле (3.21). Решая уравнения (3.17) и (3.20) получим формулы для расчёта относительной деформации на основном этапе уплотнения и при разгрузке. Для этого, учитывая, что контактное напряжение изменяется по формуле (3.2), уравнение (3.17) необходимо переписать:

Поскольку скорость восстановления деформаций определяется вязкостью упругого последействия гіул, причём гуп = ТІ! + Г2, уравнение запишем как:

Общее решение этого однородного уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами находится с помощью характеристического уравнения вида: ЛупГ2+2Ег = 0. где г - корни уравнения. Суммируя частное (3.35) и общее решение (3.34), и найдя постоянные интегрирования Сь Сг получим уравнение изменения деформации для вязкоупру-гого течения: Суммируя полученные деформации по уравнению (3.21) получим полную относительную деформацию, развившуюся в результате уплотнения катком.

Для расчёта коэффициента уплотнения с использованием разработанной реологической модели, необходимо перейти от относительной деформации к значениям абсолютной деформации е, м. Относительная деформация представляет собой долю от толщины слоя покрытия, и может быть определена по формуле: (3.38) еп — пп-18п где еп - абсолютная деформация после п-ого прохода катка, м; hn_i - толщина слоя смеси до прохода катка, м; sn- относительная деформация после п-ого прохода катка. Для расчёта режимов работы катков удобно пользоваться такой величиной, как коэффициент уплотнения, характеризующей интенсивность уплотнения. Коэффициент уплотнения определяется по формуле [94]: ку=--, (3.40) Рст где р — плотность, полученная в результате уплотнения в полевых условиях, кг/м3; рст- плотность, полученная в лабораторных условиях из переформован ного образца, кг/м . Плотность рассчитывается по известной зависимости: Р = , (3-41) где m - масса образца асфальтобетонной смеси, кг; V - геометрический объём образца асфальтобетонной смеси, м . Геометрический объём образца асфальтобетонной смеси определяется как произведение площади основания F, м2, на высоту: V = Fh, (3.42) Принимая допущение, что в процессе уплотнения возможность бокового расширения материала ограничена, т.е. F=const, с учётом формул (3.40) и (3.41) получим формулу для расчёта коэффициента уплотнения: ку=- -, (3.43) пст

Пользуясь полученными зависимостями (3.21, 3.23, 3.38, 3.39, 3.43), для расчёта режимов работы катков был составлен алгоритм расчёта на ЭВМ (рис.3.6).

Чтобы проверить выполнение условия эффективности уплотнения (3.1), в рассматриваемой методике, максимальные контактное давление рассчитываются по формуле (1.11).

Если для выбранных параметров вальца катка и режимов его работы условие (3.1) выполняется, расчёт необратимых деформаций следует производить по формуле (3.23), учитывая, что уплотнение производится эффективно. Иначе, расчёт производится по формуле (3.37), однако необходимо учитывать, что уплотнение производится неэффективно.

Выводы по главе 1. Разработанная модель описывает весь диапазон напряжений и деформаций, в которых асфальтобетонная смесь проявляет характерные процессу уплотнения реологические свойства. 2. Разработана методика расчёта режимов работы катков, с учётом их конструкционных особенностей. 3. Разложение полной деформации на соответствующие этапам уплотнения составляющие деформации и учёт свойств асфальтобетонной смеси позволяет повысить точность разработанного метода.

При уплотнении асфальтобетонной смеси изменяется её структура, увеличивается плотность, изменяются внутренние связи, и уменьшается температура. Соответственно, изменяются и реологические коэффициенты, которые зависят как от свойств и состояния материала, так и от величины деформаций, и от скорости их развития.

Для практического описания развития напряжённо-деформированного состояния асфальтобетонной смеси необходимо иметь значения предела текучести, вязкости, модуля деформации и времени релаксации напряжений.

Исследование изменения вязкости асфальтобетонной смеси

Возникающие при работе уплотняющих средств контактные давления являются причиной возникновения напряжённого состояния асфальтобетонных смесей. Исследования изменения предела текучести проводилось с использованием стабилометра. Результаты обработки многочисленных диаграмм а-є, полученных для образцов различной плотности и деформируемых при скоростях 3 - 100 мм/мин, представлены нарис.4.14-4.17.

Анализ данных показывает, что в асфальтобетонных смесях отсутствует ярко выраженная граница перехода от прямолинейной зависимости между сг и є к пластическому течению (рис. 4.13), обеспечивающему интенсивное накопление остаточных деформаций [74]. Точка «а» на графиках соответствует пределу пропорциональности. У металлов участок «cd» описывает площадку текучести, на которой рост деформаций идёт без заметного увеличения нагрузки на материал. Напряжение от, соответствующее этой нагрузке определяет предел текучести, устанавливает границу между упругой и упруго-пластической зонами деформирования. Увеличение напряжения выше предела текучести вызывает в материале значительные деформации. Для материалов, не имеющих на диаграмме растяжения-сжатия площадки текучести, назначают условный предел текучести ат, понимая под этим напряжение, соответствующее определённому значению деформации ет, за пределами которой нарушается линейная связь между є и а.

При увеличении напряжения сверх предела текучести происходит упрочнение материала, вызывающее увеличение сопротивления деформированию. Поэтому за точкой «а» наблюдается подъём кривой до точки «Ь» , соответствующей пределу прочности (Тдр. Это наибольшее напряжение, предшествующее разрушению материала. В точке «Ь» исчерпывается потенциальный запас его деформационной способности с сохранением сплошности.

В процессе уплотнения значения о" и є непрерывно изменяются в связи с ростом плотности смеси. Поэтому о величине деформации, определяющей условный предел текучести, можно говорить только с учётом достигнутой степени уплотнения. На начальном этапе уплотнения (ку = 0,7-ь 0,85) абсолютные значения s - а будут отличаться от значений є - а, полученных при ку = 0,85 0,92 и ку = 0,92 4- 1,0.

Результаты обработки диаграмм, показывают, что при постоянной температуре (50 и 100С), соответствующей процессу уплотнения, предел текучести зависит от плотности, скорости деформирования и типа смеси. При 100 мм/мин на начальном этапе уплотнения а, =(0,58ч-0,6)апр, на основном с = (0,86 -г- 0,89)апр. Деформации, определяющие положение условного предела текучести зависят от достигнутой плотности и составляют в процессе уплотнения: 11,6%-13,5%;7,55%-11,6%; 7,4%-7,5%.

Результаты исследований предела текучести смеси типа А представлены на рис.4.14-4.15. Видно, что понижение температуры приводит к увеличению предела текучести, понижение скорости деформирования, напротив, к уменьшению.

Если бы асфальтобетонные образцы обладали только упругими свойствами, то зависимости ст - Т при равной плотности слились бы в одну кривую для принятых скоростей деформирования. Поскольку они проявляют и вязкие свойства, то эти линии не совпадают. Линии зависимостей а - Т располагаются выше с увеличением скорости деформирования.

Предел текучести интенсивнее возрастает в плотных смесях и при понижении температуры.

Увеличение коэффициента уплотнения от 0,7 до 0,9 приводит к увеличению стт в 1,9 раз при скорости испытаний образцов 100 мм/мин ( Т=150С), и в 2 раза при Т=100С. Изменение коэффициента уплотнения от 0,9 до 1,0 увеличивает а соответственно в 1,5 и 1,6 раз. Отсюда видно, что наибольший прирост предела текучести наблюдается при высокой температуре.

Полученные результаты (рис.) показывают, что при постоянной температуре испытания образцов (Т=100С), соответствующей процессу уплотнения асфальтобетонной смеси, предел текучести увеличивается с ростом скорости деформирования. Это объясняется тем, что сопротивление асфальтовяжущего зависит как от плотности смеси, так и от скорости деформирования. Первое сильнее проявляется в более плотных смесях. Вторая составляющая общего сопротивления возникает за счёт перераспределения вяжущего в объёме уплотняемого материала. Его сопротивление вытеснению из зон контактов между минеральными частицами зависит преимущественно от скорости деформирования.

Анализ полученных данных показывает, что с ростом плотности смеси от начала её уплотнения (ку =0,7) до завершения этого процесса (ку =1,0) предел текучести увеличивается в 15,2 раз для смеси А, и в 13,5 раз для смеси типа В, при скорости деформирования, соответствующей ГОСТ 12801-98 и уменьшении температуры от 150 до 50С. При 100 мм/мин - в 9,5 и 12,2 раз. Увеличение коэффициента уплотнения от 0,7 до 1,0 при Т=100С(од=100 мм/мин) повышает о т смеси А в 5,1 раз для смеси В - в 6 раз, при Т=50С в 5,8 и в 7 раз.

Похожие диссертации на Разработка энергоэффективных режимов работы машин для уплотнения асфальтобетонных смесей