Реализация релаксационных свойств асфальтобетонной смеси при уплотнении

М.А. Завьялов (Омск)

В результате исследования получено аналитическое условие рациональной скорости движения дорожных катков при уплотнении асфальтобетонной смеси, то есть скорости, при которой реализуется период релаксации уплотняемой смеси. Были установлены зависимости между такими важными технологическими показателями, как: время релаксации и угол внутреннего трения, абсолютная и относительная деформация, модуль упругости смеси, контактные напряжения, деформации, показатель степени уплотняемости смеси. Обоснован закон, по которому происходит релаксация напряжений в асфальтобетонной смеси за время контакта вальца дорожного катка со смесью при его i-ом проходе. Доказано, что период релаксации напряжений асфальтобетонной смеси определяет выбор величины рациональной скорости уплотняющего агрегата, поскольку время контакта смеси с уплотняющим телом должно быть не меньше периода релаксации напряжений. Полученные закономерности позволяют разработать алгоритм определения параметров процесса уплотнения асфальтобетонной смеси, при котором достигается высокое качество покрытия, а энергозатраты минимальны. Показано, что реализация релаксационных свойств смеси в процессе ее уплотнения и, как следствие, обеспечение рациональной скорости движения катков при уплотнении смеси позволяют достигнуть важнейших показателей: качества покрытия и наименьшей энергоемкости процесса уплотнения.

Анализ теоретических и экспериментальных данных позволил получить качественные характеристики зависимостей между величинами абсолютной деформации уплотняемого асфальтобетонного слоя и контактного напряжения, создаваемого катком при условии реализации и не реализации релаксационного процесса асфальтобетонной смеси. Когда процесс релаксации уплотняемой асфальтобетонной смеси реализуется, напряжения в уплотняемом слое падают практически до нуля. Далее, при каждом последующим контакте катка с поверхностью уплотняемого слоя, последний начинает деформироваться с начального момента контакта, а не с запаздыванием. Запаздывание процесса деформирования происходит, когда время тратится на преодоление остаточных упругих напряжений, что имеет место при отсутствии реализации процесса релаксации. Как следствие этого, уменьшение величины абсолютной деформации при повторных контактах катка с уплотняемым слоем происходит по линейному закону, если процесс релаксации реализуется, и имеет нелинейную зависимость в противном случае. Таким образом, для обеспечения стабильного приращения величины абсолютной деформации асфальтобетонного слоя в случае не реализации процесса релаксации необходимо увеличить контактные напряжение, что приводит к дополнительным энергозатратам.