1.4. Анализ показателей эффективности и определение параметров уплотняющего рабочего органа
Опенка эффективности подразумевает использование самых разных частных показателей качества, что определяет стремление к наиболее полной опенке технического уровня вновь созданных рабочих органов. Для оценки эффективности машин, принадлежащих к одной типоразмерной группе, в диапазоне изменения главного параметра, можно использовать обобщенный показатель /10 /
где N - мощность двигателя; G - масса машины; П - производительность машины.
Из соотношения (1.2) могут быть выделены частные показатели более низкого уровня: удельная энергоемкость, материалоемкость, производительность. Поскольку при укладке смесей, увеличение степени уплотнения рабочим органом способствует повышению всех показателей материала, во многих работах критерием опенки работы уплотняющего рабочего органа предлагается использовать коэффициент уплотнения смеси:
где ρ - плотность асфальтобетона, уплотняемого рабочим органом машины;
ρСТ - плотность асфальтобетона при уплотнении стандартным образом.
Коэффициент уплотнения, как показатель, не может быть использован для оценки эффективности без экспериментальных исследований сравнительных вариантов машин. Процессе уплотнения трамбованием и вибрированием сходны по физической сущности и различаются лишь величиной основных параметров / 8 /.По поводу того, какая из характеристик вибрации определяет эффективность у исследователей нет единого мнения / 26 /. В качестве меры эффективности предлагаются следующие показатели:
Af - (виброскорость);
Af 2 - (виброуекорение);
Af 3 - (резкость вибрации);
A2f 3 – (энергия вибрации);
A3f 3 - (интенсивность вибрации).
где A - амплитуда перемещения среды; f - частота вибрации. Наиболее часто используют в качестве меры эффективности интенсивности вибрации, считают, что при неизменном значении выбранного показателя достигаются одинаковые плотности, несмотря на различие величин частоты и амплитуды. Недостатком таких показателей является отсутствие учета технологических параметров от геометрических параметров рабочего органа. В работе / 8 / предлагается использовать в качестве оценки эффективности работы уплотняющего рабочего органа удельный импульс и удельные затраты мощности:
где m - масса уплотнителя, отнесенная к единице площади контакта. В работе / 7 / удельный импульс и удельные затраты работы предлагается определить следующими зависимостями:
где V - скорость рабочего органа в момент удара; q- давление плиты; g - ускорение свободного падения. Применение показателей такого типа для определения эффективности машин с уплотняющим рабочим органом затруднено из-за отсутствия в них режимных и конструктивных параметров трамбующего бруса. Процесс уплотнения трамбующим брусом можно оценить сопоставляя степень уплотнения и затраченную ври этом работу уплотнения, которая определяется по зависимости /55/:
где V - скорость рабочего органа в момент удара; n - число ударов; h0 - толщина уплотняемого слоя. Недостатком предложенного метода оценки эффективности работы уплотняющих рабочих органов по удельной работе и коэффициенту уплотнения является то, что в нем не предлагается возможности определения расчетным путем. Это не позволяет, использовать метод оценки для сравнения различных вариантов на этапе предварительного исследования. Оценка различных способов уплотнения по предложенному методу показала, что при уплотнении вибрацией затраты удельной работы увеличиваются по сравнению с трамбовкой в 30 раз. Механическая прочность, как характеристика устойчивости материала дорожного покрытия против действия внешних нагрузок, понятие чисто условное, т.к. она зависит от большого количества различных внешних факторов. Однако, в любом случае, способность асфальтобетона сопротивляться каким-либо внешним воздействиям зависит от структуры материала и физико-механических процессов, происходящих между компонентами асфальтобетона. На основе теории Мора предельные сопротивления одноосному сжатию и растяжению однозначно связаны с двумя основными физическими характеристиками материала, а именно, с его внутренним сцеплением С и углом внутреннего трения φ.
Сопротивление сжатию определяется как
а сопротивление растяжению
где С - коэффициент внутреннего сцепления; φ - угол внутреннего трения материала. В асфальтобетонных системах внутренние структурные связи образуются в результате объединения минерального материала с вяжущим и дальнейшего уплотнения и формирования полученной смеси в покрытии. В практических целях оценку прочности асфальтобетона в настоящее время производят не по величинам С и φ , а по величине разрушающего напряжения при испытании на сжатие цилиндрического образца. Несмотря на то, что количественные соотношения между различными видами напряжений, возникающих при определении прочности на сжатие, установить не представляется возможным, это испытание дозволяет охарактеризовать, прочность внутренних структурных связей материала, обусловленных совокупным действием сил сцепления и внутреннего трения. Несмотря на наличие ряда работ в этой области, зависимость величин С и φ от различных факторов изучена недостаточно. Тем не менее, многие экспериментальные работы указывают на то, что увеличение прочности асфальтобетона в процессе уплотнения происходит вследствие изменения внутреннего сцепления и угла трения при неизменных остальных параметрах асфальтобетона / 20, 25, 39/. Большой объем исследований по данному вопросу был проведен Н.Н.Масловым /54/.
| 
