автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Развитие теории и совершенствование конструкций вибрационных катков с пневмошинными рабочими органами

На правах рукописи

САВЕЛЬЕВ Сергей Валерьевич

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ВИБРАЦИОННЫХ КАТКОВ С ПНЕВМОШИННЫМИ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ

Специальность 05.05.04 —Дорожные, строительные и подъёмно-транспортные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

"6 НАР 2014

Омск —2014

005545704

005545704

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования

«Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Научный консультант:

Доктор технических наук, профессор ПЕРМЯКОВ Владислав Борисович.

Официальные оппоненты:

АБРАМЕНКОВ Эдуард Александрович, доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин)», профессор кафедры «Строительные машины, автоматика и электротехника»;

ЗЕДГЕНИЗОВ Виктор Георгиевич, доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Иркутский государственный технический университет», заведующий кафедрой «Строительные, дорожные машины и гидравлические системы»;

ВЕРИГИН Юрий Алексеевич, доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» (г. Барнаул), профессор кафедры «Технологии и механизации строительства».

Ведущая организация: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» (г. Красноярск).

Защита состоится «04» июня 2014 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета ВАК РФ Д 212.250.02 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)» по адресу: 644080, г. Омск, проспект Мира, 5, ауд. 3124. Тел. (3812) 65-03-23, e-mail: dis-sovetsibadi@bk.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)» и на сайте академии по адресу http://sibadi.org/science/studies/dissertations/4739/.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью учреждения, просим направлять в диссертационный совет по адресу: 644080, г. Омск, проспект Мира, 5. Тел. (3812) 65-03-23, e-mail: dissovetsibadi@bk.ru.

Автореферат разослан «19» февраля 2014 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета, ' Кузнецова

доктор технических наук

Виктория Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Правительством Российской Федерации принята «Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 года», которая предусматривает увеличение протяжённости дорожной сети на 50%. Достижение поставленной цели требует увеличения темпов строительства и реконструкции автодорог. Отдельное внимание в дорожном строительстве необходимо уделять производству работ по уплотнению грунтовых насыпей. Можно вкладывать сколько угодно финансовых средств и применять самые совершенные технологии при устройстве оснований и покрытий верхних слоёв автодороги, но если уплотнение грунтовых слоев земляного полотна было проведено некачественно, вся дорожная конструкция прослужит недолго. В процессе эксплуатации в таком земляном полотне будут активно развиваться остаточные деформации, приводящие к деформации покрытий и оснований и снижению эксплуатационных показателей всей дороги.

Наиболее распространённые машины осуществляющие уплотнение грунтов земляного полотна — это дорожные катки различных типов. Наиболее эффективными, как в России, так и за рубежом, считаются вибрационные катки с металлическими вальцами, обладающие высокой производительностью и меньшей массой, в сравнении со статическими катками. Наиболее универсальными являются катки на пневматических шинах, способные уплотнять любые типы грунтов. Основной проблемой для любых дорожных катков является то, что они не способны адаптировать свои параметры в диапазоне, обеспечивающем процесс уплотнения грунтовых слоёв от свежеотсыпанного состояния до нормативной плотности одной машиной. Нормативные документы и практика строительства рекомендуют производить уплотнение грунтовых слоёв, как минимум, двумя разными (по массе) катками. Всё это увеличивает энергоёмкость и себестоимость строительства автомобильных дорог, снижает общий темп работ. Задача создания уплотняющей техники, обеспечивающей уплотнение грунтов до требуемой плотности одной машиной, до сих пор является значительной научной проблемой.

С 2009 г. и по настоящее время, диссертационные исследования по решению этой проблемы поддерживаются грантом Министерства образования и науки РФ «Развитие теории виброуплотнения упруго-вязких материалов катками с адаптивными рабочими органами» № гос. регистрации 01201055467.

Совершенствование теории взаимодействия вибрационных катков с уплотняемыми грунтами и разработка перспективных конструкций уплотняющих рабочих органов катков является актуальной темой, имеющей важное хозяйственное значение.

Степень разработанности темы. Значительная часть исследований в области уплотнения грунтов отечественными учёными проводилась в СоюздорНИИ, МАДИ, ХАДИ, СибАДИ и др. Здесь можно назвать таких учёных, как: В. Ф. Баб-ков, О. Т. Батраков, Д. Д. Баркан, А. К. Бируля, И. И. Блехман, А. А. Борщевский, И. И. Быховский, С. А. Варганов, С. С. Вялов, Н. М. Герсеванов, Г. Ю. Джанилид-зе, А. Е. Дубровин, С. В. Жиркович, А. В. Захаренко, Н. Н. Иванов, А. С. Ильин, Я. А. Калужский, М. П. Костельов, Г. В. Кустарев, А. А. Малышев, Н. И. Наумец, Н. А. Островцев, В. Б. Пермяков, Г.Н. Попов, В. Н. Сорокин, Н. Я. Хархута,

H. A. Цытович и др. За рубежом уплотнением грунтов занимались L. Forssblad, К. Terzaghi, W. A. Lewis, W. V. Ping, P. Е. Guiyan Xing, Michael Leonard, Zenghai Yang, Michael A. Mooney, Robert V. Rinehart, Paulvan Susante и др. Вышеперечисленными учёными разработаны теоретические основы уплотнения грунтов, исследованы и выявлены основные закономерности взаимодействия рабочих органов уплотняющих машин с деформируемой грунтовой средой. Существующие научные положения определяют дальнейшее направление развития теоретических исследований в области повышения эффективности процесса уплотнения грунтов и создания перспективных конструкций уплотняющей техники.

Объектом исследования диссертации является процесс уплотнения грунтов вибрационными катками с пневмошинными рабочими органами.

Предметом исследования являются закономерности взаимодействия пнев-мошинных рабочих органов вибрационных катков с уплотняемой грунтовой средой.

Цель исследования: повышение эффективности использования вибрационных катков в процессе строительства земляного полотна автомобильных дорог.

Задачи исследования:

— провести анализ в области вибрационного уплотнения грунтов в строительстве, сформулировать проблемы и определить направления развития исследований;

— разработать математическую модель процесса динамического деформирования уплотняемой среды вибрационными катками с пневмошинными рабочими органами;

— установить функциональные зависимости характеристик пневмошинных рабочих органов от внутреннего давления в шинах и их конструктивных параметров, зависимости параметров пятна контакта от физико-механических свойств грунта и количества проходов катка по одному следу;

— установить степень влияния жёсткости пневмошинных рабочих органов на интенсивность процесса уплотнения грунтов;

— определить влияние характеристик грунтов на развитие в них напряжённо-деформируемого состояния в процессе их уплотнения вибрационными катками с пневмошинными рабочими органами;

— разработать новые конструкции пневмошинных рабочих органов вибрационных катков;

— разработать методику обоснования параметров вибрационных катков с пневмошинными рабочими органами;

— рассчитать экономическую эффективность использования результатов исследований.

Научная гипотеза: повышение производительности вибрационных катков достигается за счёт расширения диапазона адаптации контактных напряжений путём авторегулирования площади пятна контакта при деформировании рабочего органа в процессе уплотнения грунтов. Расширение диапазона адаптации контактных напряжений достигается путём регулирования жёсткости рабочих органов в диапазоне, обеспечивающем требуемые контактные напряжения и минимальные диссипативные потери вибрационной энергии.

Научная новизна:

— разработана математическая модель взаимодействия нескольких последовательно соединённых элементарных упруговязкопластичных столбов среды с пневмошинным рабочим органом вибрационного катка;

— получены зависимости жёсткости С1 и коэффициента вязкого трения Ь[ пневмошинных рабочих органов от внутреннего давления и конструктивных параметров шин, позволяющие оценить энергоэффективность колебательных процессов за счёт снижения диссипации энергии в шинах при изменении её жёсткости;

— получены зависимости параметров площади пятна контакта от жёсткости рабочих органов и плотности обрабатываемой среды (количества проходов), подтверждающие возможность регулирования площади пятна контакта в широком диапазоне;

— получены зависимости распределения напряжений и деформаций по толщине грунтового слоя, определяющие области эффективного использования катков;

— получены зависимости, определяющие эффективную зону проработки уплотняемой среды в зависимости от жёсткости рабочего органа и частоты приложения внешней силы;

— предложены рекомендуемые значения жёсткости пневмошинных рабочих органов для различных этапов уплотнения.

Теоретическая н практическая значимость:

— открыто новое направление в области уплотнения грунтов вибрационными катками с пневмошинными рабочими органами;

— получены теоретические зависимости распределения напряжений и деформаций по толщине грунтового слоя при его уплотнении вибрационными катками с пневмошинными рабочими органами;

— получены теоретические зависимости, определяющие эффективную зону проработки уплотняемой среды вибрационными катками, учитывающие параметры катка и жёсткость рабочих органов;

— разработана линейка перспективных конструкций пневмошинных рабочих органов вибрационных катков с расширенным диапазоном изменения жёсткости;

— разработана комплексная методика обоснования параметров вибрационных катков с пневмошинными рабочими органами;

— разработаны технологические рекомендации по уплотнению грунтов вибрационными катками с пневмошинными рабочими органами.

Методология и методы исследований. Методология исследований предусматривает использование метода системного анализа и статистических методов исследований. Общая методика исследований основывается на комплексном экспериментально-теоретическом подходе, включающем математическое моделирование и теоретические исследования процесса уплотнения упруговязкопластич-ной грунтовой среды вибрационными катками с пневмошинными рабочими органами. Эмпирические исследования, экспериментальную проверку результатов теоретических исследований.

Положения, выносимые на защиту:

— математическая модель взаимодействия нескольких последовательно соединённых элементарных упруговязкопластичных столбов среды с пневмошин-ным рабочим органом вибрационного катка;

— зависимости жёсткости и коэффициента вязкого трения пневмошинных рабочих органов от внутреннего давления и конструктивных параметров шин;

— зависимости параметров площади пятна контакта от жёсткости рабочих органов и плотности обрабатываемой среды (количества проходов);

— зависимости распределения напряжений и деформаций по толщине грунтового слоя, определяющие области эффективного использования катков;

— зависимости, определяющие эффективную зону проработки уплотняемой среды в зависимости от жёсткости рабочего органа и частоты приложения внешней силы;

— рекомендуемые значения жёсткости пневмошинных рабочих органов для различных этапов уплотнения;

— конструкции пневмошинных рабочих органов вибрационных катков с расширенным диапазоном изменения жёсткости;

— методика обоснования параметров вибрационных катков с пневмошинны-ми рабочими органами;

— технологические рекомендации по уплотнению грунтов вибрационными катками с пневмошинными рабочими органами.

Степень достоверности. Достоверность теоретических исследований обеспечена использованием общеизвестных положений теории деформирования упру-говязких и упруговязкопластичных сред, достаточным количеством эмпирических исследований и общепринятыми методами обработки экспериментальных данных. Сравнение теоретических и экспериментальных данных получено в результате проведения многофакторного эксперимента с использованием экспериментального образца вибрационного катка с пневмошинным рабочим органом.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены: на научно-практической конференции «Пути повышения качества и эффективности строительства, реконструкции, содержания автомобильных дорог и сооружений на них» (г. Барнаул, 9 — 23 марта 2002 г.); на семинаре-совещании «Совершенствование технологий проектирования строительства Федеральной автодороги Чита-Хабаровск» (г. Иркутск, 3—7 декабря 2001 г.); на международной научно-практической конференции «Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура» (г. Омск, 21—23 мая 2003 г.); на Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Проблемы функционирования систем транспорта» (г. Тюмень, 11-12 октября 2011 г.); на Всероссийской научно-технической конференции (с международным участием) «Ориентированные фундаментальные прикладные исследования - основа модернизации и инновационного развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплексов России (г. Омск, 2011 г.); на международной научно-практической конференции, посвященной 200-й годовщине победы России в Отечественной войне 1812 г. (г. Пермь, 26—28 апреля 2012 г.); на международной 66-й научно-практической конференции «Ориентиро-

ванные фундаментальные и прикладные исследования — основа модернизации и инновационного развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплексов Россию) (Омск, 2012 г.), на заседаниях кафедры ЭСМиК ФГБОУ ВПО «Си-6АДИ» и др.

Реализация работы. Изготовлен экспериментальный образец вибрационного катка с пневмошинным рабочим органом диаметром 1м, способный изменять жёсткость шин в диапазоне 500 — 6000 кН/м (за счёт изменения давления воздуха и установки дополнительных металлических бандажей), развивать удельные контактные давления в диапазоне 0,045—0,125 МПа. Практические результаты исследований внедрены на предприятиях строительной отрасли Сибирского региона и на ведущем в России заводе-производителе уплотняющей техники ОАО «Раскат» (г. Рыбинск). Результаты научно — исследовательской работы и методики расчёта параметров дорожных катков используются в учебном процессе, при дипломном и курсовом проектировании по УГС 19.00.00 на кафедре «Эксплуатация и сервис транспортных технологических машин и комплексов в строительстве (ЭСМиК)» ФГБОУ ВПО «СибАДИ».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано более 40 печатных работ, из них 17 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 5 свидетельств и патентов на изобретения и полезные модели РФ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы (160 наименований) и приложений. Объём диссертации составляет в целом 326 страниц, в том числе 62 таблицы, 151 рисунок и 6 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрена актуальность темы диссертации, представлена степень научной обоснованности проблемы, сформулированы цель и задачи исследований, показана научная новизна, теоретическая и практическая значимость результатов.

В первой главе выполнен обзор различных способов уплотнения, эффективность каждого из которых зависит от свойств и состояния уплотняемого грунта. В работе предложена иерархическая структура критериев: общим критерием эффективности процесса уплотнения для всех способов является коэффициент уплотнения. Для вибрационного способа в качестве критерия рассматриваются значения виброускорений в уплотняемом грунте. В качестве частного критерия эффективности использования пневмошинных рабочих органов для виброкатков предложен критерий — относительной энергоэффективности передачи вибрации.

Сложность и многообразие механических свойств контактирующих тел (рабочего органа уплотнителя, с одной стороны, и деформируемого грунта, с другой) привели к появлению разнообразных конструкций уплотняющих машин, процесс взаимодействия которых с уплотняемой средой протекает с разной степенью интенсивности. Выбор способа уплотнения грунта и создания в нём напряжённо-деформируемого состояния (далее НДС), приводящего к необратимой деформации, определяется контактными напряжениями, скоростью приложения внешней силы, структурой, состоянием самого материала и т.д. Для каждого материала не-

обходимо использовать наиболее эффективный способ его уплотнения. Практически все способы уплотнения обеспечиваются с помощью рабочих органов катков.

Гладковальцовые статические катки являются распространенными машинами для уплотнения грунтов, но они всё меньше используются в строительстве. Основная причина заключается в том, что они обладают невысокой производительностью. Статические катки не могут создать необходимое НДС для уплотнения материала в диапазоне от начальной до нормативной плотности грунта.

При статическом уплотнении достаточно эффективными являются катки на пневматических шинах, которые обладают определенной способностью адаптироваться к свойствам и состоянию уплотняемого материала, за счёт авторегулирования площади пятна контакта, изменяя давления в шинах и контактные напряжения. По сравнению с гладковальцовыми катками, они обладают высокой производительностью, способны прорабатывать слои большей толщины. В качестве недостатков таких катков можно отметить статический режим обработки грунтов, т.к. пневмошины являются демпфером и не позволяют эффективно использовать вибрацию. При статическом уплотнении наблюдается высокое структурное сопротивление грунта деформированию, что снижает производительность катков.

Эффективным средством уплотнения являются вибрационные катки, которые за счёт вибрации снижают структурное сопротивление грунтов деформированию и добиваются того же ку (коэффициента уплотнения), что и статические, при этом масса виброкатка может быть снижена в 3 раза. Снижается потребляемая мощность, используются менее мощные, а потому более дешёвые тягачи.

Несмотря на то, что вибрационные катки обладают высокой производительностью и меньшей металлоёмкостью, их применение зачастую экономически не оправдано на связанных грунтах, т.к. для их уплотнения требуется значительное время приложения внешней силы. Для чего необходимо либо снижать скорость катка, что приводит к снижению производительности, либо увеличивать площадь пятна контакта, что невозможно в силу конструктивных особенностей. Вибрационные катки не способны адаптироваться по контактным напряжениям в диапазоне, достаточном для уплотнения грунта до нормативной плотности одним катком.

Анализ состояния вопроса в данной области показал, что деформирование грунтов является сложным физическим процессом, зависящим от многих факторов, как со стороны грунтового массива, так и со стороны дорожных катков. Основной проблемой является сложность правильного выбора типа катка и режимов его работы. Наиболее интенсивно процесс деформирования грунтов протекает при применении вибрационных катков и катков на пневматических шинах. Но даже эти машины не способны адаптировать свойства своих рабочих органов, для уплотнения грунтов от свежеотсыпанного состояния до нормативной плотности одним катком.

Необходимо разработать такие методы и средства уплотнения, которые обеспечат изменение НДС грунтов в течение необходимого времени на всех стадиях процесса уплотнения. Нормативная плотность при этом должна достигаться одним катком при минимальном количестве проходов по одному следу, что повысит производительность уплотняющей техники, снизит энергоёмкость и себестоимость процесса уплотнения, улучшит технологию строительных работ.

Во второй главе рассматриваются теоретические предпосылки интенсификации процесса уплотнения и создания новых конструкций дорожных катков. Проводится анализ физических процессов, происходящих внутри уплотняемой среды. Анализ существующих исследований показывает, что на интенсивность процесса уплотнения грунтов влияют многие факторы: их структура, гранулометрический и минералогический составы, которые в свою очередь обуславливают их физико-механические свойства. Физико-механические свойства грунтов, как уплотняемой среды, являются наиболее важными показателями, с точки зрения прогнозирования поведения грунтовой среды при её уплотнении дорожными катками.

Рассмотрены основные факторы, которые оказывают значительное влияние на интенсивность процесса уплотнения грунтов. Это величина контактных напряжений. Согласно Н. Я. Хархуте, значения контактных напряжений должны соответствовать пределу прочности грунта, В. Б. Пермяков уточнил данное положение, ограничив не только верхний, но и нижний пределы контактных напряжений выражением

а(11)<сг[1р(11), (1)

где ат - предел текучести уплотняемого материала в, Па; а — контактные напряжения, Па; апр — предел прочности уплотняемого материала, Па; 1:, — ¡-й момент времени, с.

Ещё одним значительным фактором является скорость деформирования грунта. Увеличение скорости деформирования, особенно в связанных глинистых грунтах, приводит к увеличению вязкой составляющей силы сопротивления деформированию и требует увеличения времени приложения уплотняющей силы.

Значительное влияние на интенсивность уплотнения оказывает влажность грунта. При повышении влажности грунтов до определённого предела уменьшается их внутреннее сопротивление деформированию.

Число проходов катка по одному следу и толщина уплотняемого слоя являются важнейшими параметрами, характеризующими интенсивность процесса уплотнения. Отклонение от их оптимальных значений в ту или иную сторону способно вызвать недоуплотнение материала или обеспечить напрасные затраты энергии на непродуктивные проходы катка.

Проведённый анализ предшествующих исследований, позволил сделать следующие выводы:

• наиболее интенсивно грунты уплотняются динамическими вибрационными и трамбующими способами;

• интенсивность развития НДС упруговязкопластичных уплотняемых грунтов в первую очередь зависит от величины, частоты и времени действия внешней силы при оптимальной влажности грунта;

• время действия, частоту приложения и величину внешней силы необходимо увеличивать до максимально возможных значений, напряжения от которых при этом должны быть выше предела текучести, но в то же время не должны превышать предел прочности уплотняемого грунта;

• современные вибрационные катки адаптируются по контактным напряжениям, за счёт дискретного изменения величины внешней вынуждающей силы, в

довольно узком диапазоне. Время приложения внешней силы регулируется изменением поступательной скорости движения. Для увеличения времени действия внешней силы на уплотняемый грунт приходится снижать поступательную скорость, т.е. снижать производительность катков. Необходимо в широком диапазоне адаптировать контактные напряжения, не снижая производительности вибрационных катков при уплотнении грунтовых сред.

В третьей главе приводится теоретическая реализация предложенной гипотезы повышения производительности вибрационных катков, за счёт расширения диапазона жёсткости и снижения диссипации виброколебаний в пневмошинных рабочих органах (далее РО). Разработан математический аппарат, позволяющий проанализировать влияние деформативных свойств РО, прежде всего его жёсткости, на интенсивность процесса уплотнения грунтовых сред. Математическое описание деформационных процессов, в том числе и процесса уплотнения грунтов, является достаточно сложной задачей, в которой изменение напряжений и деформаций вследствие приложения внешних сил, приводит к изменению во времени физико-механических свойств. Решение данной задачи получено с помощью замены реальных физико-механических свойств уплотняемой среды реологическими моделями, отражающими её наиболее существенные характеристики при деформировании. Уплотняемый грунт в таком случае можно представить в виде упруговязкопластичной среды

+ оР1 + а, = (Р„ вт ол + Р„) / в , (2)

где ае| — напряжения, обусловленные упругими деформациями, Па (реологическая модель Гука); оР1 — напряжения, обусловленные пластическими деформациями, Па (реологическая модель Сен-Венана); — напряжения, обусловленные вязким сопротивлением деформированию, Па (реологическая модель Ньютона); со — частота колебаний, с"1; Р0 — амплитуда вынуждающей силы, Н; РСТ=М§ — сила тяжести РО, Н; Б — площадь пятна контакта, м2.

Реологическое уравнение упруговязкопластичной среды (2) запишется в виде

= + (3)

И0 Ь0 йх

где Еу — модуль упругости среды, Па; 0— функция Хевисайда, 0(х) = ^пх + 1)/2; Т| — вязкость среды, Нс/м2; Дх - деформация среды, м; — начальная толщина среды, м; о — напряжения, возникающие в среде от приложения внешних сил, Па; стт — напряжения предела текучести среды, Па.

С учётом некоторых допущений, рассматривается элементарный столб упруговязкопластичной среды определённых объёма и массы, на который действует внешняя периодическая сила Рй(1)=Р05т(о)1)+Рст (рисунок 1). Дифференциальное уравнение движения массы среды имеет вид:

рУ Дх + Ь2Дх + с2Дх = Рп 5ш(м1) + Рст, (4)

где Дх — деформация среды, м; ш=рУ — приведенная масса среды, кг; р — плот-

3 3

ность деформируемой среды, кг/м ; V — объём деформируемой среды, м ; Ь0 — толщина уплотняемого слоя среды, м; с2 — жёсткость деформируемого столба сре-

ды, Н/м; т) - вязкость деформируемой среды, Нс/м2; Ь2 — коэффициент вязкого трения деформируемого объёма Нс/м.

.Л...

1-10

Рисунок 1 — Схема деформирования элементарного упруговязкопластичного столба среды внешней периодической силой

ЕЯ , т^ с2 =-; Ь2=—•

-М.

С2е1 — , ' С2р1 -

Дл

где Еу - модуль упругости среды, Па; Е„ - модуль пластичности среды, Па.

с2 = "2с1 "2р1-. (7)

С2е1 + С2р1

Учет изменения параметров среды от деформации происходит на каждом периоде колебаний, когда вязкость и жесткость пересчитываются для новых значений высоты деформируемого столба и его эффективной площади.

Уравнение (4) записано в виде

Дх + кДх + ю^Дх = а0 вто^ + а,, (8)

где ю5=—, а0 =—, а, =— — коэффициенты влияния.

Деформация системы на каждом периоде, в силу соотношения между жесткостью и вязкостью, в значительной степени зависит от величины внешней силы и частоты её приложения, поэтому в полученном общем решении учитывается только составляющая для вынужденных колебаний:

Дх(1) =

а„кю

а„ зт(ш1-ф)

(ю^-ю2)2+к2ш2+ ^-щ2)2 + к2

, кщ ч ф = апОД ----).

(9) (10)

Циклический процесс приводит к накоплению пластических деформаций, т.е. к уплотнению среды на каждом цикле (периоде колебаний с номером п), поэтому суммарная деформация составит

дх=|;дхг (И)

Работа считается законченной при достижении граничных условий (заданного коэффициента уплотнения).

P(>/P„„t, =(Ь0-Дх)/Ь„=ку, (12)

где р0 — начальная плотность деформируемой среды, кг/м3; рКОНеч — конечная (нормативная) плотность среды, кг/м3.

Исходя из выражения для величины полной деформации (11) и учитывая граничные условия процесса уплотнения среды (12), определится необходимое количество циклов приложения внешней силы п для достижения граничных условий.

Число циклов, необходимых для этого, с учётом работ Хархуты Н. Я., Калужского Я. А., Пермякова В. Б. и др., определяет время работы

t = 2тш/ш. (13)

Соответствующая скорость уплотнителя, с учётом времени и частоты приложения внешней силы, для достижения необходимой плотности деформируемой среды определится:

и = d/t, (14)

где d — продольная ось пятна контакта РО со средой.

Таким образом, напряжения для каждого цикла, возникающие в деформируемой среде, определятся:

(15)

S, Sj(x)

Результаты моделирования показали, что подобный подход соответствует процессу динамического деформирования упруговязкопластичной грунтовой среды внешней силой, но не позволяет в полной мере оценить тенденции развития НДС среды по толщине уплотняемого слоя и не учитывает влияние деформации РО уплотнителя на интенсивность протекания процесса уплотнения.

Предложенная модель была усовершенствована, и деформируемая среда представлена в виде нескольких последовательно соединённых элементарных столбов, нагружаемых внешней периодической силой. Составлена обобщённая расчётная схема (рисунок 2), для которой записана система дифференциальных уравнений, учитывающая не только деформацию среды, но и деформацию РО катка:

MAxpo+b1(Axp„-Ax1)+c1(Axpo-1\xi) = F3(t);

т,Дх, + Ь2.(Дх, - Дх2) + с2.(Дх, -Дх^-Ь.СДх^ - Дх,) - с, (Дхро - Ах,) = m,g; (] g) mzAx2 + Ь2.(Лх2 -Дх3)-Ь2,(Дх, - Дх2) + с2,(Дх2 - Ax3)-c2,(Ax, -Дх2) = m2g; т3Дх3 + Ь2.Лх3 - Ь2.(Дх2 - Дх3) + с2.Дх3 -с2.(Дх2 - Дх3) = m3g,

где Ахро - деформация РО, м; с, — жёсткость РО, Н/м; Ь, - коэффициент вязкого трения РО, Нс/м; М — масса, приходящаяся на РО катка, кг; Лxi — деформация со-

ответствующего элементарного столба среды, м; т^р, V, — соответствующая приведенная масса соответствующего элементарного столба среды, кг; р, — плотность

з

соответствующего элементарного столба, кг/м ; V! — объём соответствующего

з

элементарного столба, м~; Ь0-толщина уплотняемого слоя среды, м; 8-площадь пятна контакта, м2; с ^ - жёсткость соответствующего элементарного столба среды, Н/м; Ь2,- коэффициент вязкого трения соответствующего элементарного столба, Нс/м; К„(1:}- внешняя периодическая сила, Н.

/

Рисунок 2 — Расчётная схема взаимодействия рабочего органа катка с упруговязкопластичной средой

На основании расчётной схемы записана полная функция Лагранжа системы «деформируемый объем среды — деформируемый рабочий орган» с учетом действия внешней силы, диссипации и зависимости характеристик РО и среды от их деформации. Учитывая, что вязкость и жёсткость РО зависят только от его деформации, в то время, как эти параметры деформируемого объема грунта зависят от деформации РО как функции величины пятна контакта, записаны уравнения движения Эйлера-Лагранжа, и получено уравнение движения для уплотняемого объема среды:

тЛх + Ь2 (Лх^, Дх)Дх - Ь, (Дхрт, Дх)(Дхро - Дх) + с2 (Лхрт, Дх)Дх -

/л л -и-л л ч Зс,(Дх Дх)(Ах,,,-Ах)2

-с,(Дх Дх)(Дх -Дх) +-—2=--Е--+ (17)

^ 0Дх 2

, ЭЬДА^.Ах) (Лх^-Ах)2 Эс2(Дх ,Дх) (Дх)2 ЗЬ^Дх^Дх) Дх2

Н----1----1---—

адх 2 адх 2 адх 2 а

Решение этого уравнения, являющегося нелинейным, крайне затруднительно, предполагаем зависимости вязкости и жесткости от координат слабыми по сравнению с зависимостями координат от времени. Пренебрегая членами, содержащими производные вязкости и жесткости по координатам, примем: ас^Ах^ДхНАх^-Ах)2 | ЗЬ,(Ахро,Ах)(Ахро-Дх)2 | йс.ГАх^.Лх) (Дх)- | аЬ2(Лхрт,Дх) Ах 2 ^ ЭДх 2 дЬк 2 + ЭДх 2 + ЭДх 2

Поскольку интерес представляет смещение РО, с учетом гармонического характера внешней силы, модель описывает вынужденные колебания системы около положения равновесия аналогично процессам для недеформируемого РО уравнением движения:

тДх + Ь2 (Дх^, Дх) Дх + с2(Дхрт, Дх)Дх = Рй(1). (18)

Отличие от линейной системы состоит в сложной зависимости коэффициентов от координат. Рассматривается физически обоснованное приближенное описание процесса в рамках циклической модели для системы с переменными параметрами.

Уравнение динамики системы записано следующим образом:

рв(о=р,а)+р2со. (19)

Для решения полученного уравнения необходимо наложить дополнительную связь, которая получена из условия равновесия сил сопротивления деформированию среды и РО в момент «равновесия» системы.

Сила сопротивления деформации РО записана в виде:

I Дх

Р,(Дхр„) = Е1Ь(^2-^)Дхр0 (20)

где Е] — модуль деформации РО, Па; Я — радиус РО, м; Ь — ширина РО, м.

Сила сопротивления деформации среды в виде:

Р2(Ахро,Дх) = ^(1/2КА^; + Ь01апф)(Е2Дх+т,Дх) (21)

где Е2 — модуль деформации среды, Па; ср — угол внутреннего трения среды,

Условие равенства сил в момент «равновесия» системы будет иметь следующий вид:

I Дх

Е,Ь(^2^)Дхро = —(^2КЛхр„ +Ь01апФ)Е2Дх. (22)

С учётом связи Ах = /(Лх;ю), записано уравнение (23)

I Дх„

Дх,

(2^/ЖДх^ + Мап<р)Е2

= 0.

.(23)

Ненулевое решение этого уравнения и представляет собой деформацию РО в момент «равновесия», из которого можно получить деформацию среды Ах в каждый момент времени, с учетом влияния деформации РО. Изменение жесткости и вязкости среды, в зависимости от числа периодов (циклов) виброуплотнения производится в соответствии формулами (5).

Запишем уравнение описывающее зависимость напряжений от деформации среды, с учётом влияния жёсткости рабочего органа:

+ Ax)J/S(x), (24)

площадь сечения уплотняемой области грунта в

где S(x) = L(2>/2RAxpo + 2Дх tan ф) зависимости от глубины.

Предложенный подход, позволяет определять значения виброускорений в уплотняемой среде, которые в данной работе могут служить критерием эффективности процесса виброуплотнения, и в полной мере характеризуют создание и развитие НДС в уплотняемой среде (по Д. Д. Баркану).

А(х)=-Ахш2=Лс(х)). (25)

Разработанная математическая модель позволила провести исследования влияния жёсткости РО, величины и частоты приложения внешней силы на интенсивность деформирования уплотняемой грунтовой среды.

В четвёртой главе представлены эмпирические исследования параметров пневмошинных РО (рисунок 3), предложенных в результате теоретических разработок. Результаты исследований выявили необходимость увеличения жёсткости пневмошинных РО катков, как минимум в 5 — 6 раз по сравнению с серийными шинами. Это позволило существенно расширить диапазон контактных напряжений и снизить диссипацию виброколебаний при уплотнении грунтовых сред.

4 ■■■

Рисунок 3 — Экспериментальное определение жёсткости и коэффициента вязкого / рения гидрошины и пневматической шины с металлическими бандажами

Разработана линейка пневмошинных РО с расширенным диапазоном жёсткости, защищенных патентами РФ. Определены зависимости деформативных свойств и максимальные значения жёсткости от внутреннего давления и конструктивных особенностей таких рабочих органов. Проведён ряд экспериментальных исследований по определению коэффициента вязкого трения bi и жёсткости с, представленных РО. К опытным образцам прикладывался ударный импульс в виде сбрасываемого груза, действие которого приводило к деформированию шин, возникновению затухающих колебаний. В качестве опытных образцов использовались пневматические шины 8,25 R20 (240x508) КИ-63. С учётом декремента затухания колебаний и деформации определялись Ь, и с, (рисунки 4, 5).

Установлено, что использование жидкости и металлических бандажей позволяет увеличить жёсткость пневматических шин в 3 — 6 раз (рисунки 4, 5) по сравнению с классическими пневматическими шинами. Анализ полученных зависимостей показал, что наиболее эффективным решением является использование пневмошин с металлическими бандажами. Такой РО за счёт изменения количества бандажей до 12 шт и внутреннего давления до 0,6 МПа создаёт жёсткость до 6000 кН/м, при этом коэффициент вязкого трения снижается до значений 150 Нс/м, что позволяет говорить о снижении диссипации энергии в шинах в 5 — 7 раз.

Ci, кН/м

от внутреннего давления

Рисунок 5 - Зависимости жёсткости и коэффициента вязкого трения пневмошин с бандажами ог внутреннего давления и количества бандажей N

Важной задачей исследований являлась оценка влияния жёсткости на изменение параметров пятна контакта шины с грунтовой средой. Исследованиями в области взаимодействия пневматического колеса с опорной поверхностью занимались: В. Ф. Бабков, О. Т. Батраков, А. К. Бируля, В. И. Кнороз, Н. А. Островцев, В. Н. Тарасов, Н. А. Ульянов и др., но расширение диапазона жёсткости РО потребовало дополнительных исследований по изучению зависимости параметров пятна контакта от свойств РО и состояния грунта. Определялись большая и малая оси эллипса контакта (рисунок 6), а также его площадь, поскольку именно эти параметры позволяют адаптировать прикладываемые к грунту контактные напряжения.

Установлено, что увеличение жёсткости РО в 5 — 6 раз обеспечивает уменьшение площади пятна контакта в 2 — 3 раза и позволяет в широком диапазоне регулировать контактные напряжения. Получены регрессионные зависимости параметров пятна контакта (таблица 1) от количества проходов с учётом жёсткости РО для шин 8,25 1120 (240*508) КИ-63.

Таблица 1 — Зависимости параметров пятна контакта (1 от количества проходов катка

Жестк-ть РО, С], кН/м; Регрессионные зависимости изменения параметра пятна контакта с! от количества проходов катка п

Суглинок Супесь

600 (1 = 0,0015п2 - 0,029п + 0,3093 0,996 а = 0,001 Зп2 - 0,0263п + 0,3004 0,998

4500 (1 = 0,0032п2 - 0,0425п + 0,32 0,998 а = 0,0026п2 - 0,03 5п + 0,2914 0,998

6000 с! = 0,0038п2 -0,0416п + 0,1941 0,980 с! = 0,0034п2 - 0,407п + 0,1936 0,984

В пятой главе приводятся результаты теоретических исследований (рисунки 7 — 10), анализируется влияние жёсткости пневмошинных РО катков на интенсивность процесса уплотнения. Решается задача синтеза, т. е. проводится оптимизация параметров вибрационных катков с пневмошинными РО при уплотнении различных грунтов. Были рассмотрены, связанный (суглинистый грунт с числом пластичности 7) и несвязанный (лёгкий супесчаный) грунты. Влажность грунтов для супеси составляла 14%, для суглинка — 16%, т.е. была близка к оптимальным значениям.

Результаты моделирования процесса уплотнения позволили получить зависимости изменения НДС уплотняемых грунтов, определить рациональный диапазон жёсткости РО для уплотнения связанных и несвязанных грунтов, эффективную зону их проработки, рациональную скорость катка за один условный проход. Параметры рабочего органа катка имели следующие значения: радиус РО Я=0,6

Рисунок 6 — Параметры пятна контакта

м; ширина Ь=1 м; вынуждающая сила Р0=50 — 100 кН; м; частота вибровозбудителя со= 180 - 250 с"1 (30-40 Гц), что соответствует общепринятому диапазону параметров для вибрационных катков.

а, МП а 1,2

1,0 0.8 0,6 0,4 0,2 0

С]=50 ЭОкНЛ

Ю0КН/ |Г" . с,=40< ОкНУм - -------- -:

о, МПа

0,9, О,! 0,7

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 И, м 0

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 Ь, м

а) б)

Рисунок 7 — Зависимость средних напряжений суглинистого (а) и супесчаного (б) грунтов

I

с, =80 Ю кН/м

1л=10 ООкНЙ| . .01-4

от деформации грунта при различной жёсткости рабочего органа

О, МПа 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

°0,1

/«1=6 000 кН/к

800 кН/М

1 С,=460С кН/м

;,=4300 (Н/м

о, МПа 0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

00 кН/м

с,=76 р0 кН/м

|_ =1= ргоокн/ Г" ¿¿¿й-..

с, =6700 кНлГП

0,15

0,2

0,25

0,3 0,35

(1, м

0,3 0,35 Ь, м

а)

б)

о. км/ч

0,7-

0,6 0,5 0,4 0,3

Рисунок 8 — Зависимости напряжений в суглинистом (а) и супесчаном (б) грунтах от глубины при различной жёсткости рабочего органа о, МПа 0,55

0,2 -4000

супе Л

\ N

\

глин ж \

С1, кН/м

/суГЛИНО!

/ /

/

супесь/ /

/

с,, кН/м

а)

б)

Рисунок 9 - Зависимости скорости катка за один условный проход (а) и средние значения напряжений в грунтах (б) от жёсткости рабочего органа

Анализ полученных зависимостей позволяет сделать вывод, о существенном влиянии жёсткости РО на НДС и скорость накопления необратимых деформаций грунтов, которые характеризуют интенсивность процесса уплотнения. Определена область эффективного использования пневмошинных рабочих органов вибрационных катков: для малосвязанных грунтов рекомендуемый диапазон макси-

мальных значений жёсткости пневмошин составляет 6000 — 8000 кН/м; для связанных грунтов — 4000 — 5000 кН/м.

а) б)

Рисунок 10 - Зависимости виброускорений в суглинистом (а) и супесчаном (б) грунтах от глубины при различной жёсткости рабочего органа Получены регрессионные зависимости распределения напряжений и виброускорений по толщине уплотняемого слоя от жёсткости РО катка (таблицы 2, 3).

Таблица 2 — Зависимости напряжений в грунтах от жёсткости рабочего органа катка

Напряжения^ Регрессионные зависимости, достоверность аппроксимации

Вид грунта Суглинок Я7 Супесь Я

Средние по толщине слоя с(с,) = 819,441п(с,) - 6463, 0,999 а(с1) = 795,151п(с,)-6677,! 0,998

В верхней части слоя (0,1 м) сг(с,) = 1490,71п(с,) -11888 0,999 а(с,) = 14131п(с1)-12003 0,999

Таблица 3 - Зависимости изменения виброускорений от глубины грунтового слоя с учётом

жёсткости рабочего органа катка

Регрессионные зависимости, достоверность аппроксимации

Жёсткость, Сь кН/м Суглинок Я2 Жёсткость сь кН/м Супесь К2

10000 А (И) = 35,06Ь2 - 46,615И +16,187 1,0 10000 А(Ь) = 59,772Ьг — 79,875Ь + 26,951 0,999

5000 А(Ь) = 30,91Ш2-41,76Ь + 14,096 1,0 6000 А(Ь) = 50 Д2Ш2 - 69,6561и- 24,182 1,0

1000 А(Ь) = 27,586Ь2 -34,73211 + 11,02 0,999 900 А(Ь) = 46,465Ь2 - 64,788Ь + 22,036 0,999

Результаты математического моделирования уплотнения грунтовой среды вибрационным катком с пневмошинным РО позволяют установить функциональные зависимости параметров РО катка от свойств грунта на различных этапах процесса уплотнения. Определяется область допустимых решений для задачи оптимизации параметров катка (рисунок 11). В качестве целевой функции принят коэффициент уплотнения ку, который является обобщённым качественным критерием эффективности уплотнения грунтовых сред.

ку=/(Х,П), (26)

где X — вектор-столбец переменных задачи, X = (с,,Р0,1",п)т; £2 - вектор-столбец задаваемых параметров, характеризующих свойства грунта и технологические факторы, 0 = (с2,Ь2,Е2,Ь0,Ь,11,р0)т.

Рисунок 11 - Оптимальные параметры катка для заключительной стадии процесса уплотнения суглинка и методика определения оптимальных параметров

Задача математического программирования в общем виде:

G(X) = (0,85-ку) min . (27)

Экстремум функции G(X) будет соответствовать максимальным значениям ку, которые должны достигаться за минимальное количество циклов п (периодов колебаний РО) с учётом остальных переменных, входящих в вектор-столбец X. Задача линейного программирования представлена в виде:

G(X) = (а,с, +a2F0 + a3f+ а4п) —> min . (28)

В результате имитационного моделирования были определены коэффициенты для линейного функционала и наложена система линейных ограничений. Решение задачи оптимизации и методика определения оптимальных параметров вибрационных катков с пневмошинными РО представлены на рисунке 11.

Задача оптимизации решалась симплекс-методом линейной оптимизации. В качестве инструмента, реализующего данный метод, использован пакет оптимизации программной среды Maple 11 — Optimization Assistant. Определены экстремумы целевой функции для начальной, средней и заключительной стадий процесса уплотнения суглинистого и супесчаного грунтов (таблица 4).

Теоретические результаты подтверждены экспериментальными исследованиями. Использовался экспериментальный образец адаптивного пневмошинного катка, способный изменять жёсткость в диапазоне 500 - 6000 кН/м (за счёт изменения давления воздуха и установки дополнительных металлических бандажей), развивать удельные контактные давления в диапазоне 0,045 - 0,125 МПа, вынуждающую силу 26, 47 кН (рисунок 12). Уплотнялись супесчаный и суглинистый грунты (рисунки 13-16).

Таблица 4 - Оптимальные параметры катка при уплотнении суглинистого и супесчаного грунтов оптимальной влажности___

Стадия процесса Жёсткость С[, кН/м Амплитуда вынуждающей силы, Ро, кН Частота £ Гц

Суглинок Супесь Суглинок Супесь Суглинок Супесь

Начальная, 0,85 < к < 0,90 998,5 1010 0 0 0 0

Средняя, 0,90 < ку <0,95 2999 4150 74,9 35 30 33

Заключительная, 0,95 <ку< 1,0 5000 6100 100 49,7 40 42

а) б)

Рисунок 13 — Амплитудно-частотные характеристики значений виброускорений при ку=0,90 (а) и 0,99 (б) (суглинок, экспериментальный образец катка, С1=1000кН/м)

Значения виброускорений в грунте измерялись при помощи четырёхканалъ-ного виброизмерителя «Экофизика». Помимо испытаний экспериментального образца катка, также проводились измерения значений виброускорений в уплотняе-

с металлическими вальцами ДУ—107.

Рисунок 12 - Уплотнение грунта экспериментальным образцом вибрационного катка с пневмошинным рабочим органом Исследования позволили сравнить значения виброускорений в грунтах при осуществлении процесса уплотнения экспериментальным образцом вибрационного катка с пневмошинным РО и катком с металлическими вальцами. По оси абсцисс откладывалась величина относительных виброускорений в грунте АВЬ1Х/А, здесь Авь|х - величина виброускорений, измеренная пьезоэлектрическим датчиком-акселерометром на соответствующей глубине грунтового слоя. А — величина виброускорений под рабочим органом катка на поверхности грунта.

А""/А Л

л п

24 26 28 30 32 Гц 34 36 38 40 42 (, Гц

а) б)

Рисунок 14 - Амплитудно-частотные характеристики виброускорений при ку=0,90 (а) 0,99 (б) (суглинок, экспериментальный образец катка, С|=5000кН/м)

А^/А А^/А

а) б)

Рисунок 15 - Амплитудно-частотиые характеристики виброускорений при ку=0,90 (а) и 1,0 (б) (супесь, экспериментальный образец катка, С1=1000кН/м)

А»ы*/А А^л/А

34 36 38 40 42 ^ Гц

а) б)

Рисунок 16 — Амплитудно-частотные характеристики виброускорений ку=0,90 (а) и 1,0 (б) (супесь, экспериментальный образец катка, С1=6000кН/м)

Предложен дополнительный критерий оценки относительной энергоэффективности процесса виброуплотнения грунтов катками с пневмошинными рабочими органами — коэффициент относительной энергоэффективности передачи вибрации кп (рисунок 17).

Сравнительный анализ эффективности применения вибрационных катков проводится по результатам обработки экспериментальных и теоретических данных, полученных при уплотнении суглинистого и супесчаного грунтов. Использовались данные при уплотнении грунтов экспериментальным образцом катка, серийными вибрационными катками производства (ОАО «Раскат», г. Рыбинск), а также данные по уплотнению суглинистого грунта вибрационным пневмошин-ным катком 8ака1 GW-750 (Япония). Оценка эффективности катков осуществля-

лась сравнением коэффициентов уплотнения, полученных при уплотнении грунтов разными катками, с учётом количества проходов и скорости движения катков. Количество проходов и средняя скорость движения позволяют оценить время, затраченное на получение итоговой плотности (коэффициента уплотнения), а удельные контактные напряжения являются обобщённой характеристикой распределённой массы в соответствии с количеством и типом вальцов уплотняющего

средства, с учетом их размеров.

к*

0.90

0,80

0,75

С! песь —'

-

¿г'

у* Сугли! юк

/

у У |

/

(мег)

1(с0

(29)

где А(мет) - величина виброускорений в грунте для металлического вальца, м/с2; А(С1) - величина виброускорений в грунте при различной жёсткости пневмошинных РО, м/с2.

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 с,, кН/м Рисунок 17 — Зависимость коэффициента относительной энергоэффективностипередачи вибрации от жесткости рабочего органа

Анализ позволил сделать вывод, что по эффективности применения каток с адаптивным пневмошинным рабочим органом показывает лучшие результаты по сравнению с серийными вибрационными катками и по сравнению с высокопроизводительным импортным аналогом 8ака1 0X^-750. В свою очередь Бака! С\У-750 превосходит по уплотняющему эффекту (достигаемому ку) все подобные по массе вибрационные катки и даже 25-тонный статический каток на пневмошинах. Проведённые расчёты для уплотнения суглинистого грунта показали преимущество экспериментального образца по производительности не менее чем на 30 %.

Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований по значениям напряжений, виброускорений и коэффициента уплотнения подтверждают адекватность математической модели, абсолютная погрешность не превысила 12 %.

В шестой главе представлена практическая реализация результатов теоретических и экспериментальных исследований. Разработана комплексная методика обоснования параметров вибрационных катков с пневмошинными рабочими органами. Режимные и технологические параметры выбираются с учётом типа уплотняемого грунта и стадии процесса уплотнения. Полученные результаты исследований используются для уточнения технологических рекомендаций по уплотнению грунтов вибрационными катками с пневмошинными РО.

Разработана экспресс-методика определения жёсткости пневмошинных РО вибрационных катков по значению коэффициента восстановления квосст, который характеризует степень упругости (жесткости) материалов. Схема установки для определения квоссг РО проиллюстрирована на рисунке 18. Установка проста в кон-

струкции и может быть изготовлена даже в полевых условиях. Валец закрепляется неподвижно, груз на подвесе длиной 1в отклоняется на угол С>0 = 55°. После соударения груза с вальцом необходимо зафиксировать угол отклонения груза 0|, и по формуле (30) определить коэффициент восстановления квосст. По графику на рисунке 18 определится жёсткость вальца.

кю<ет=зш((3,/2)/зт(д0/2). (30)

С,, КН/м 6000

-А

.X: Ог

¿К4'' ......\.:щ я ш :..

¿-""Ч У ¡с1=Ч

___- ч

квосст 0,19

Рисунок 18 — Установка для определения жёсткости и зависимость жёсткости рабочего органа от коэффициента восстановления Комплексная методика обоснования параметров адаптивных пневмошинных РО вибрационных катков включает:

1. Обоснование величины контактных напряжений при уплотнении грунтов вибрационными катками с пневмошинными РО. Определяется эквивалентная масса, способная проработать уплотняемый грунт на последней стадии уплотнения, когда он обладает максимальным сопротивлением деформированию. В соответствии с условием (1) площадь пятна контакта и масса катка должны обеспечивать соответствующие условию контактные напряжения.

Зависимость параметра контакта (3 от жёсткости пневмошинного РО катка можно определить по полученной в результате исследований эмпирической зависимости (31)

с1 = 17,91с^5%2, (31)

где с, — жёсткость РО, кШм, в зависимости от стадии процесса уплотнения жёсткость необходимо выбирать из таблицы 5.

Статическая масса катка для проработки грунта на заключительной стадии процесса уплотнения определится по общеизвестной формуле (32):

М = а1ТЬ(1/Е, (32)

где М — необходимая статическая масса катка, приходящаяся на РО кг; апр - предел прочности материала при ку=1,0, Н/м2; Ь - ширина рабочего органа, м; с! -продольный параметр пятна контакта, м (величина продольной длины пятна контакта на жёстком основании); g — ускорение свободного падения, м/с2.

Статическая масса должна проверяться по условию (1) в начале процесса уплотнения, когда грунт обладает низким пределом прочности.

а =М-ё/а-Ь. (33)

Предложенный в работе подход позволяет рассчитать массу катка и определить контактные напряжения на разных этапах процесса уплотнения грунтов.

Этап процесса уплотнения Жёсткость РО, кН/м

Несвязанный грунт Связанный грунт

Начальная, ку=(0,85 - 0,90) 600-1000 600-1000

Средняя, , ку=(0,90 — 0,95) 4000-5000 3000-4000

Заключительная, ку=(0.95 - 1,0) 6000-8000 4000-5000

2. Обоснование параметров вибрации катков с пневмошинными рабочими органами. Величина вынуждающей силы катка (по С. В. Жирковичу, Н. И. Нау-мец) должна превышать значения инерционных и структурных сил сопротивлений грунта (правая часть), но не должна превышать предела прочности уплотняемого материала опр (левая часть).

а,,р 0>-^-^(тд+тп-М), (34)

где С —сцепление грунта, Н/м2; Б — площадь пятна контакта, м~; а — контактные напряжения, Па; <р — угол внутреннего трения грунта; ш —масса грунта, кг; тпд —масса дебаланса вибровозбудителя, кг; М —масса уплотнителя, кг; та - эмпирический коэффициент (определённый С. В. Жирковичем); § — ускорение свободного падения, м/с2.

По величине амплитуды вынуждающей силы и частоте колебаний определится момент сил, создаваемый дебалансами:

тдгд = Р0/го2. (35)

Частота колебаний определяется временем, необходимым для получения заданной плотности, с учётом поступательной скорости катка и параметров пятна контакта. Используя формулу, учитывающую число повторностей приложения нагрузки, определённое проф. Н. Я. Хархутой с учётом уравнения (13), получим

1" = (6,75-22,41)о/с1, (36)

где Г — частота колебаний, Гц; с! - параметр контакта, м; V — скорость катка необходимая для достижения заданной плотности грунта за один условный проход, (с учётом переводных коэффициентов) км/ч.

3. Рациональная скорость катка определяется временем, необходимым для достижения необходимого коэффициента уплотнения при виброобработке грунта, учитывая изменения его свойств в процессе уплотнения (по С. В. Жирковичу). В данной работе доказана необходимость учитывать ещё и жёсткость пневмошин-ного РО.

и = 0,37 -17,91 ■ с?™2 . Р^ = 6,62 ■ с^5962 4 (3 7)

ум УМ

где С1 — жёсткость РО, кН/м (для разной стадии уплотнения по таблице 5); Е — модуль деформации грунта, Па; Ь — ширина РО катка, м; М — масса катка, кг.

Разработаны перспективные конструкции пневмошинных РО катков (рисунки 19 — 21), защищенные свидетельством и патентами на изобретения и полезные

а) б)

Рисунок 19 — Пневмошинный рабочий орган катка с металлическими бандажами (а) и устройство для регулирования жёсткости (б)

модели РФ. Предложены уточнённые технологические рекомендации уплотнения грунтов вибрационными катками с пневмошинными РО.

Рисунок 21 — Кулачковый пневмошинный рабочий орган дорожного катка

Разработанные технологические схемы учитывают изменение жёсткости РО в процессе работы катков, что выгодно отличает их от существующих ранее технологических рекомендаций. Наиболее эффективной является технологическая схема с возвратно-поступательным движением (челночная) при переменном скоростном режиме (рисунок 22, таблица 6), рекомендуемая для самоходных катков.

Рисунок 20

б)

— Вибрационный гидрошинный (а) и виброимпульсный пневмошинный (б) рабочие органы катков

Рисунок 22 - Технологическая схема уплотнения земляного полотна Таблица 6 - Технологическая схема при переменной скорости движения катка (челночная)

Порядковый номер прохода

1,2,7,8,13,14,19,20. 25,26,31,32.

3,4,9,10,15,16,21,22,27,28,33,34.

5,6,11,12,17,18,23,24,29,30,3 5,36

я), км/ч

Г, Гц

30

40

С[, кН/м

1000

4000

6000

Принимаемая толщина уплотняемого слоя лёгкого супесчаного грунта 0,5 м, требуемый ку=1,0. Рекомендуемая масса катка - 9 т., количество проходов по одному следу — 6, длина захватки — 200 м.

Экономическая эффективность от использования предложенных технических и технологических решений, согласно проведённым расчётам, составила от 600 000 до 1 200 000 руб.

Заключение

Итоги исследования, рекомендации и перспективы дальнейшей разработки темы:

1. Совокупность результатов теоретических и экспериментальных исследований открывает новое направление в области уплотнения грунтов и совершенствования конструкций вибрационных катков с пневмошинными рабочими органами. Решена крупная научная проблема повышения эффективности использования вибрационных катков в процессе строительства автомобильных дорог, имеющая важное хозяйственное значение в области развития транспортной инфраструктуры России и соответствующая реализации правительственной программы «Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 года».

2. Анализ существующих и проведённых исследований, а также практика строительства показывают, что резервы повышения эффективности и качества процесса уплотнения грунтов связаны с дальнейшим совершенствованием вибрационных пневмошинных катков и выбором оптимальных режимов их работы.

3. Разработана математическая модель динамического деформирования упру-говязкопластичной среды, позволившая определить рациональные параметры вибрационных катков с пневмошинными рабочими органами и режимы уплотнения с учётом свойств уплотняемой среды.

4. Сформированы и проанализированы модели силового взаимодействия рабочего органа катка с грунтовыми слоями, которые базируются на законах уплотнения упруговязкопластичных сред и учитывают условие интенсивного деформирования грунта. Их реализация на ЭВМ позволяет оценить влияние отдельных факторов эксплуатационного фона (жёсткости рабочих органов, частоты колебаний, вынуждающей силы, влажности, деформативных свойств грунта) на интенсивность накопления необратимых деформаций в упруговязкопластичной среде.

5. Получены уравнения регрессии, описывающие закономерности возникновения и развития напряжённо-деформируемого состояния грунтов в процессе уплотнения:

— зависимости жёсткости с, и коэффициента вязкого трения Ь, пневмошинных рабочих органов от внутреннего давления и количества бандажей, позволяющие оценить энергоэффективность колебательных процессов за счёт снижения диссипации энергии в шинах при изменении её жёсткости. Так увеличение жёсткости с 1000 кН/м до 6000 кН/м позволяет снизить затраты энергии на диссипацию в 5 — 6 раз;

— зависимости площади пятна контакта от жёсткости рабочих органов и плотности обрабатываемой среды (количества проходов). Увеличение значений жёсткости в 5 — б раз, обеспечивает уменьшение площади пятна контакта в 2 — 3 раза, что позволяет адаптировать контактные напряжения в широком диапазоне, обеспечивая уплотнение грунта одним катком от рыхлого состояния до нормативной плотности;

— зависимости распределения напряжений и деформаций по толщине грунтового слоя, определяющие области эффективного использования катков: для малосвязанных грунтов рекомендуемый диапазон жёсткости пневмошин составляет 1000 - 8000 кН/м; для связанных грунтов - 1000 - 5000 кН/м. С увеличение толщины слоя влияние жёсткости существенно снижается.

— зависимости, определяющие эффективную зону проработки уплотняемой среды от жёсткости рабочего органа и частоты приложения внешней силы. Для малосвязанных грунтов - до 0,5 м; для связанных грунтов - до 0,4 м. Рациональный диапазон частоты приложения уплотняющей силы составляет 30-40 Гц.

6. Разработана методика оптимизации основных параметров вибрационного катка с пневмошинным рабочим органом. Установлены значения оптимальных параметров для уплотнения суглинистого и супесчаного грунтов оптимальной влажности на начальной, средней и заключительной стадиях процесса уплотнения.

7. Установлены значения жёсткости пневмошинных рабочих органов для различных этапов уплотнения:

— для малосвязанных грунтов на начальном этапе (ку=0,85 - 0,90) рекомендуемый диапазон жёсткости 600... 1000 кН/м, на среднем этапе (ку=0,90 - 0,95) -4000.. .5000 кН/м и на заключительном этапе (ку=0,95 - 1,00) - 6000.. .8000 кН/м;

— для связанных грунтов на начальном этапе (ку=0,85 - 0,90) - 600...1000 кН/м, на среднем этапе (ку=0,90 - 0,95) - 3000...4000 кН/м и на заключительном этапе (ку=0,95 - 1,00) -4000.. .5000 кН/м.

8. Предложен критерий, оценивающий энергоэффективность передачи вибрации при уплотнении грунтов вибрационными катками с пневмошинными рабочими

органами, — коэффициент относительной энергоэффективности передачи вибрации Кп-

9. Практический опыт использования существующих пневмошинных рабочих органов катков статического действия показывает, что их жёсткость не превышает 1000 кН/м, при этом они обладают значительной диссипацией энергии колебательных процессов. Рекомендуемые вибрационные катки с пневмошинами имеют жёсткость в пределах 1000 - 6000 кН/м, что позволяет на одном катке регулировать контактные напряжения, обеспечивающие выполнение работ по уплотнению грунтов от рыхлого состояния до плотного.

10. Разработана комплексная методика обоснования параметров вибрационных катков с пневмошинными рабочими органами и режимов их работы при уплотнении малосвязанных и связанных грунтов. Результаты исследований внедрены на предприятиях строительной отрасли Сибирского региона, а также на ведущем в России заводе-производителе уплотняющей техники ОАО «Раскат» (г. Рыбинск).

11. Разработанные теоретические положения подтверждены экспериментальными исследованиями в лабораторных условиях на изготовленном экспериментальном образце вибрационного катка с адаптивным пневмошинным рабочим органом диаметром 1м, способном изменять жёсткость шин в диапазоне 500 — 6000 кН/м (за счёт изменения давления воздуха и установки дополнительных металлических бандажей), развивать удельные контактные напряжения в диапазоне 0,045 — 0,125 МПа, вынуждающую силу 26, 47 кН, частоту колебаний 30, 40 Гц. Сравнение результатов уплотнения грунтов экспериментальным образцом и импортным аналогом SAKAI GW-750 (Япония), показали преимущество разработанного катка по производительности до 30%. Погрешность между теоретическими и экспериментальными данными не превысила 12 %.

12. Проведенный расчёт экономической эффективности использования вибрационного катка с адаптивными пневмошинными рабочими органами по сравнению с импортным катком SAKAI GW-750 составил около 600 тыс. руб., по сравнению с двумя отечественными катками (средним и тяжёлым) около 1200 тыс. руб. в год.

Список работ, опубликованных автором по теме диссертации

а) статьи в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ:

1. Савельев С. В. Обоснование выбора параметров вибрационных катков/ С. В. Савельев, В. Б. Пермяков, А. В. Захаренко// Известия ВУЗов. — Новосибирск. — 2003. - №2. - С. 100-103. - (Строительство).

2. Савельев С, В. Адаптация режима работы дорожного катка для уплотнения грунтов/ С. В. Савельев, Н. А. Азюков// Известия ВУЗов. — Новосибирск. - 2004. — №8. - С. 90-93. - (Строительство).

3. Савельев С. В. Перспективные пути развития уплотняющей техники/ С. В. Савельев// Строительные и дорожные машины. — М., 2005. —№7. — С. 24-25.

4. Савельев С. В. Возможности совершенствования современной уплотняющей техники/ С. В. Савельев, А. Г. Лашко// Известия ВУЗов. — Новосибирск. — 2010. — №5.- С. 100-103. - (Строительство).

5. Савельев С. В. Исследования реологических параметров адаптивного рабочего оборудования дорожного катка/ С. В. Савельев, В. Б. Пермяков, В. А. Мещеряков, А. Г. Лашко //Строительные и дорожные машины, — М., 2011,— № 12, —С. 51-53.

6. Савельев С. В. Инновационные решения интенсификации процессов строительства дорожно-транспортной инфраструктуры/ С. В. Савельев, А. Г. Лашко// Вестник СибАДИ. - Омск: СибАДИ, 2012. - №1 (23). - С. 20 - 22.

7. Савельев С. В. Исследования напряжённо-деформированного состояния упруго-вязкой среды при вибрационном нагружении/С. В. Савельев, В. В. Михеев// Вестник СибАДИ. - Омск: СибАДИ, 2012. - №3 (25). - С. 83 - 87.

8. Савельев С. В. Исследования деформирования упруго-вязкой среды при ударном нагружении/ С. В. Савельев, В. В. Михеев// Вестник СибАДИ. — Омск: СибАДИ, 2012.-№4(26).-С. 100-103.

9. Савельев С. В. Эмпирические исследования эффективности применения пнев-мошинного вальца с бандажами для уплотнения грунтов/ С. В. Савельев, А. Г. Лашко// Известия ВУЗов. - Новосибирск, 2012. - №5 - С. 127-132. - (Строительство).

10. Савельев С. В. Экспериментальные исследования «активной области» деформируемой среды при вибрационном уплотнении/ С. В. Савельев, Г. Г. Бурый// Вестник СибАДИ.-Омск: СибАДИ, 2012.-№5 (27).-С. 88-95.

11. Савельев С. В. Анализ уплотнения грунтов перспективными вибрационными катками/ С. В. Савельев, Г. Г. Бурый// Строительные и дорожные машины. — М., 2013. —№ 1. —С. 8 - 10.

12. Савельев С. В. Модель взаимодействия рабочего органа вибрационного катка с уплотняемой средой/ С. В. Савельев, С. А. Милюшенко, А. Г. Лашко// Механизация строительства. -М„ 2013.-№ 1 (823).-С. 24-28.

13. Савельев С. В. Исследования процесса вибрационного деформирования грунта/ С. В. Савельев, Г. Г. Бурый// Вестник Государственного Иркутского технического университета. — Иркутск, 2013. — № 2 (73). — С. 66-69.

14. Савельев С. В. Обоснование параметров адаптивных катков для уплотнения грунтов/ С. В. Савельев// Вестник СибАДИ.- Омск: СибАДИ, 2013. - № 1 (29). - С. 35 -38.

15. Савельев С. В. Анализ эффективности применения адаптивных катков при уплотнении грунта/ С. В. Савельев// Вестник СибАДИ. — Омск: СибАДИ, 2013. —№ 2 (ЗО).-С. 47-51.

16. Савельев С. В. Математическое описание колебательной системы «вибрационный рабочий орган — грунт/ С. В. Савельев , Г. И. Шабанова, Г. Г. Бурый// Вестник СибАДИ. — Омск: СибАДИ,2013.-№3 (31).- С. 102-107.

17. Савельев С. В. Исследование влияния деформации адаптивного рабочего оборудования дорожного катка на процесс деформирования уплотняемого грунта/ С. В. Савельев, В. В. Михеев// Строительные и дорожные машины. — М., 2013. —№ 7. -С. 45-50.

б) монография:

18. Савельев С. В. Уплотнение грунтов катками с адаптивными рабочими органами: монография/ С. В. Савельев. — Омск: СибАДИ, 2010,— 122 с.

в) учебное пособие с грифом УМО:

19. Савельев С. В. Технологические машины и комплексы в дорожном строительстве (производственная и техническая эксплуатация):учеб. пособие/ В. Б. Пермяков, В. И. Иванов, С. В. Мельник, С. В. Савельев и др.; под ред. проф. В. Б. Пермякова. - Омск: изд-во СибАДИ, 2007. - 440 с. Гл. 20.

г) статьи, опубликованные в научно-технических изданиях:

20. Савельев С. В. Проблемы уплотнения дорожных материалов и возможности их решения при строительстве автомобильных дорог/ А. В. Захаренко, С. В. Савельев// сб. науч. тр. №3. Юбилейный. Машины и процессы в строительстве. — Омск: Изд-во СибАДИ, 2000 г. - С. 29 - 31.

21. Савельев С. В. К вопросу обоснования параметров вибрационного гидрошинного катка/ С. В. Савельев// Межвузовский сборник трудов молодых учёных, аспирантов и студентов. — Омск: Изд-во СибАДИ, 2004. — Вып. 1,4.1. С. 76 — 78.

22. Савельев С. В. Обоснование параметров вибрационного гидрошинного катка для уплотнения грунтов/С. В. Савельев// Машины и процессы в строительстве: сб. науч. тр. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2004. - №5. - С. 42 - 45.

23. Савельев С. В. Новые направления повышения эффективности процесса уплотнения дорожно-строительных материалов /С. В. Савельев// Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук: межвузовский сб. тр. студентов, аспирантов и молодых учёных— Омск: СибАДИ, 2005. — Вып. 2, Ч. 1. — С. 3-4.

24. Савельев С. В. Расширение возможностей эффективного уплотнения строительных материалов/ С. В. Савельев, А. Г. Лашко// Вестник СибАДИ. — Омск: Изд-во СибАДИ, 2009. - Вып. 3 (13). - С. 19 - 21.

25. Савельев С. В. К вопросу развития и практического применения теории вибрационного уплотнения грунтов/ С. В. Савельев, А. Г. Лашко // Юбилейный сборник, посвященный 75-летию со дня рождения первого заведующего кафедрой «Строительно-дорожные машины», д.т.н., проф. Янцена И. А. — Караганды: «Болшак-Баспа», 2010.-С.136- 139.

26. Савельев С. В. Метод повышения эффективности процесса уплотнения дорожно-строительных материалов/ С. В. Савельев, А. Г. Лашко, С. А. Мшпошенко// Сборник материалов молодёжных работ по проекту «Повышение научно-инженерной активности омской молодежи (Создание Омского молодёжного международного бизнес-инкубатора» Под. ред. Лизунова В. В., Польского В. С. — Омск: Полиграфический центр «Хамелион,2011. С. 10—13.

27. Савельев С. В. Интенсификация процесса уплотнения - обоснование параметров вибрационных уплотняющих машин/ С. В. Савельев, А. Г. Лашко// Международный научный журнал «Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные, коммунальные машины и оборудование»: 60-летию Кадырова Адиля Суратовича, д-р. техн. наук, профессора кафедры «Строительно-дорожные машины» Карагандинского гос. техн. ун-та. — Караганды: Болшак-Баспа, 2011. — С. 99-101.

д) отчёты НИР:

28. Развитие теории виброуплотнения упруго-вязких материалов катками с адаптивными рабочими органами: отчёт о НИР (I этап): тема № 1.3.10фУСибАДИ; рук. Пермяков В. Б.; отв. исполн.: Савельев С. В.— Омск, 2010. - 64 с. — № ГР 01201055467.

29. Развитие теории виброуплотнения упруго-вязких материалов катками с адаптивными рабочими органами: отчёт о НИР (промежуточный) тема № 1.3.10 ф./ СибАДИ; рук. Пермяков В. Б.; отв. исполн. Савельев С. В. — Омск, 2011 — 40 с. № ГР 01201055467.

30. Развитие теории виброуплотнения упруго-вязких материалов катками с адаптивными рабочими органами: отчёт о НИР (промежуточный) тема № 1.3.10 фУ СибАДИ; рук. Пермяков В. Б.; отв. исполн. Савельев С. В. - Омск, 2012.— 47 с. № ГР 01201055467.

е) материалы конференций:

31. Савельев С. В. К вопросу о создании рабочего органа вибрационного гидрошинного катка/ С. В. Савельев, В. Б. Пермяков, А. В. Захаренко// Пути повышения качества и эффективности строительства, реконструкции, содержания автомобильных дорог и искусственных сооружений на них: сб. тр. Всероссийской

научно-практической конф. (9 — 23 марта). - Барнаул: Изд - во АлтГТУ, 2001. — С. 332-334.

32. Савельев С. В. Обоснование амплитуды колебаний вибраторов и рабочих скоростей дорожных катков/ С. В. Савельев, А. В. Захаренко// Актуальные проблемы повышения надёжности и долговечности автомобильных дорог и искусственных сооружений на них: сб. тр. всероссийской научно-практической конф. (22-25 апреля 2003 г.). - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2003. - С. 165-168.

33. Савельев С. В. Обоснование параметров вибрационного гидрошинного катка/ С. В. Савельев//Материалы международной научно-практической конференции «Дорожно-транспортный комплекс, экономика экология, строительство и архитектура» (21 - 23 мая 2003 г.).- Омск. - 2003. - С. 150-151.

34. Савельев С. В. Проблемы уплотнения дорожно-строительных материалов, возможности интенсификации процесса уплотнения: материалы Всероссийской науч-но-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных «Проблемы функционирования систем транспорта» 11.11.2011 г./ С. В. Савельев, А. Г. Лашко; отв. ред. В. И. Бауэр. - Тюмень: ТюмГНУ, 2011. - С.370 - 375.

35. Савельев С. В. К вопросу о прикладном применении теории вибрационного уплотнения дорожно-строительных материалов/ С. В. Савельев// Материалы Всероссийской научно-техн. конф. (с международным участием) «Ориентированные фундаментальные прикладные исследования - основа модернизации и инновационного развития архитектурно-строительного и дорожно - транспортного комплексов России»,- Омск: СибАДИ, 2011. - Кн. 2. - С. 430 - 436.

36. Савельев С. В. К вопросу оптимизации параметров вибрационных катков с пневмошинными рабочими органами/ С. В. Савельев// Материалы Международного конгресса Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации: - Омск: СибАДИ, 2013. Кн. 1 С. 199-204

ж) свидетельства, патенты на изобретения и полезные модели РФ:

37. Свид. 21401 Российская Федерация, МПК7 Е01С19/27, Е01С19/28, E02D 3/046. Валец дорожного катка /Захаренко А. В., Пермяков В. Б., Савельев С. В., Иванов В. Н., Дубков В. В.; заявитель и патентонаблюдатель Сибирская гос. Автомобильно-дорожная академия. - №2000102134/20; заявл. 26.01.2000; опуб. 20.01.2002. Бюл. №2.

38. Пат. 2213825 Российская Федерация, МПК7 Е01С19/27, Е01С19./28, E02D3/046. Валец дорожного катка /Савельев С. В., Захаренко А. В., Пермяков В. Б.; заявитель и патентонаблюдатель Сибирская гос. Автомобильно-дорожная академия. — № 2001132500; заявл. 29.11.2001; опуб. 10.10.2003. Бюл. 28.

39. Пат. 68524 Российская Федерация, МПК7 Е01С19/28 Валец дорожного катка/ Дубков В. В., Серебренников В. С., Савельев С. В.; заявитель и патентонаблюдатель Сибирская гос. Автомобильно-дорожная академия,— № 2007119927/22; заявл. 28.05.2007; опуб. 27.11.2007. Бюл. № 33.

40. Пат. 2341609 Российская Федерация, МПК: Е01С19/28. Валец дорожного катка /Савельев С. В.; заявитель и патентонаблюдатель Сибирская гос. Автомобильно-дорожная академия,- № 2006139545/03; заявл. 07.11.2006; опуб. 20.12.2008. Бюл. 35.

41. Пат. 93090 Российская Федерация, МПК Е01С19/28. Валец дорожного катка /Савельев С. В.; Лашко А. Г.; заявитель и патентонаблюдатель Сибирская гос. Автомобильно-дорожная академия.-№2009146463/22; заявл. 14.12.2009; опуб. 24.04.2010. Бюл. №11.

Подписано к печати 12.02.2014 Формат 60x90 1/16. Бумага писчая. Оперативный способ печати. Усл. п. л. 2,0; Уч.-изд. 1,52. Тираж 150. Заказ № 48.

Отпечатано в подразделении оперативной полиграфии УМУ ФГБОУ ВПО «СибАДИ» 644080 г. Омск, пр. Мира, 5