Автоматизированное управление процессом распределения асфальтобетонной смеси с учетом параметров дорожного основания

Аннотация

Автоматические системы асфальтоукладчиков выдерживают заданные высотные отметки и уклон, опираясь на копирную струну, лазерный луч или следящую лыжу, и оставляют толщину укладываемого слоя величиной, производной от рельефа основания. Несущая способность готовой конструкции при этом складывается из совместной работы асфальтобетонного пакета и нижележащих слоёв, жёсткость которых по длине захватки меняется в масштабе, сопоставимом с полезным диапазоном самого управления. Цель работы – построение и расчётная проверка закона распределения асфальтобетонной смеси, в котором толщина укладываемого слоя и режим последующей укатки назначаются по измеренному модулю упругости основания. Расчёт выполнен методом эквивалентных толщин Одемарка в постановке Уллидца для двухслойного асфальтобетонного пакета на основании переменной жёсткости, дополнен авторской моделью кинетики уплотнения и оценкой температурного окна укатки; сопоставлены три режима распределения на модельном участке длиной 1000 м, разбитом на двадцать расчётных отрезков с модулем основания 82,3-172,4 МПа. При постоянной толщине 70 мм и восьми проходах катка требуемый общий модуль 200 МПа не достигается на семи отрезках из двадцати, а остаточная пустотность превышает верхнюю границу 7,0% на трёх. Адаптивное назначение толщины в диапазоне 50-90 мм и числа проходов в диапазоне 8-10 сокращает число дефицитных отрезков до двух, полностью снимает превышение пустотности и уменьшает коэффициент вариации общего модуля с 16,43 до 8,86%, причём расход смеси снижается на 7,14%. Установлен нижний порог применимости толщинной компенсации: при модуле основания ниже 86,6 МПа предельная по стандарту толщина слоя уже не выводит конструкцию на требуемый модуль. Завышение измеренного модуля основания на 15% увеличивает число дефицитных отрезков с двух до десяти, занижение на ту же величину результат не ухудшает. Толщина слоя работает как ограниченный по диапазону компенсатор неоднородности основания, и достоверность исходной оценки жёсткости входит в конечный результат несимметрично, требуя консервативного смещения этой оценки.