Интеллектуальная автоматизация процессов уплотнения дорожных покрытий с применением спутниковой навигации и сенсорных технологий

Аннотация

Требования к плотности конструктивных слоёв дорожной одежды и земляного полотна сформулированы в отечественных нормативных документах как сплошная характеристика объёма, а проверяются точечным отбором проб, охватывающим доли процента площади захватки. Расхождение между объектом нормирования и объектом измерения устраняется переходом к непрерывной регистрации отклика уплотняемой среды бортовыми датчиками катка с пространственной привязкой каждого отсчёта средствами спутниковой навигации. Цель работы состоит в количественной оценке того, какие параметры навигационно-измерительного тракта определяют достоверность сплошной карты уплотнения и в какой мере переход к ней меняет решение об остановке уплотнения. Расчёт выполнен на авторской модели захватки площадью 3 680 кв. м, растеризованной ячейкой 0,5 м, с воспроизведением полос движения вальца, погрешности ведения по полосе и шума измерительного канала. Калибровочная зависимость коэффициента уплотнения от индекса жёсткости получена по семи контрольным точкам опытного участка и описывает выборку с коэффициентом детерминации 0,9751 при среднеквадратическом отклонении остатков 0,00372. Критерий насыщения жёсткости с порогом прироста 5% срабатывает на восьмом проходе, когда требуемый коэффициент 0,98 достигнут на 87,17% площади при ориентире 90%; приёмочный порог 70% целевого индекса соответствует коэффициенту уплотнения 0,9628 и для российского нормирования должен быть поднят до 82,5%. Переход от автономного режима спутникового определения координат к режиму реального времени сокращает долю площади с числом проходов ниже проектного с 40,49% до нуля, а недоуплотнённую площадь – с 813,7 до 430,3 кв. м. Разложение дисперсии коэффициента уплотнения относит 87,63 процента разброса на неоднородность влажности грунта и 10,63% на краевую зону. Достоверность сплошной карты уплотнения определяется точностью ведения машины по полосе и частотой навигационного решения, а разрешающая способность датчика жёсткости остаётся избыточной; выигрыш непрерывного контроля состоит в устранении вероятностного характера приёмки, поскольку сокращение объёма работы катка оценивается величиной около четырёх процентов.