Электронное издание СДМ - Строительные Дорожные Машины и Техника

Определение требуемого числа проходов n при

планировании земляного полотна.

Математическую модель неровностей исходного профиля планируемого рельефа местности можно представить в виде ряда Фурье

,

где F(S) – величина неровности исходного профиля планируемой поверхности относительно линии, определяющей макрорельеф земляного полотна будущей дороги;

A_k – величина амплитуды k-ой гармонической компоненты;

k – номер гармоник, на которые раскладывается исходный профиль относительно линии макрорельефа местности;

- основная частота или основная гармоника исходного профиля рельефа местности, определяемая по формуле , где L - базовая длина участка макрорельефа местности, для которого определяется нормированная величина допустимой неровности [A];

- начальная фаза гармоники неровности k – ой частоты, определяемая по формуле , где b_k и a_k коэффициенты Фурье.

После первого прохода автогрейдера по исходному профилю полученный профиль рельефа местности определится при гармоническом синтезе всех его гармоник, параметры которых определяются из условия, что после прохода планировщика гармоники исходного профиля подавляются в разной степени в соответствии их параметрам конструкции автогрейдера. В таком случае рельеф местности после первого прохода определится выражением:

,

где AZX_k- амплитудно-частотная характеристика конструкции автогрейдера по воздействию на k-ую гармонику исходного профиля, длина волны которой L_k=L/k ;

- сдвиг фаз гармоники неровностей k-ой частоты, определяемый только конструктивными параметрами автогрейдера, так, например, для планировщика без балансиров

После второго прохода автогрейдера, полученный профиль рельефа местности определится при гармоническом синтезе следующих гармоник

.

После n-го прохода

Согласно требованиям СниПа контроль ровности земляного полотна осуществляется по значению амплитуд неровностей, максимальная из которых не должна превышать допустимую величину [A] для нормированной базовой длинны участка микрорельефа местности. Процесс планировки местности необходимо завершать в том случае, когда неровности профиля F_n(S), полученные после n проходов автогрейдера по одному месту, будут менее допустимой величины. Это и есть условие определения необходимого числа проходов при планировке местности, которое в итоге определяет производительность автогрейдера при этой операции.

Для этого необходимо произвести синтез гармоник уравнения рабочего процесса после каждого прохода автогрейдера и сопоставить величины полученных максимальных неровностей A_n с допустимой неровностью [A]. Процесс этот необходимо повторить n раз до тех пор пока величина неровности A_n не станет меньше допустимой. Осуществление этих операций при использовании ЭВМ не должно вызвать трудностей.

Для проверки вышеописанной методики расчета профиля планируемой поверхности после каждого прохода автогрейдера были произведены специальные опыты [3] в условиях строительства дороги. В процессе этих опытов производилась нивелировка профиля планируемой поверхности до и после каждого прохода автогрейдера ДЗ-122. В результате установлена удовлетворительная сходимость расчетных и экспериментальных данных, определяющих профиль планируемой поверхности.

В настоящее время информация о наиболее часто встречаемых исходных профилях планируемых поверхностей отсутствует. Необходимо специальное исследование, направленное на сбор и анализ информации с целью получения уравнения наиболее типичного исходного профиля обрабатываемых поверхностей различных строительных объектов. Эта работа позволит в дальнейшем разработать обоснованные рекомендации на совершенствование конструкции автогрейдера и рациональные технологические приемы производства планировочных работ.

А пока оценку планирующей способности конструкции автогрейдера произведем из условия планировки поверхности, неровности которой описываются уравнением одной гармоники. В этом случае уравнение полученного профиля рельефа местности после n-го прохода автогрейдера будет иметь следующий частный вид:

,

где - частота исходного профиля с длиной волны, равной L;

AZX_k- амплитудно-частотные характеристики конструкции автогрейдера для частоты изменения неровностей .

Согласно этому уравнению амплитуда неровностей после n проходов автогрейдера определится соотношением: