СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ В УСЛОВИЯХ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА (ВАРИАНТЫ)
METHOD OF INVESTIGATING PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF ROAD SURFACES IN TEST SYSTEM CONDITIONS (VERSIONS)

Изобретение относится к области испытательной техники и технологий и может быть использовано для осуществления ускоренного испытания и комплексного исследования физико-механических характеристик дорожных покрытий в условиях, приближенных к реальным условиям эксплуатации автодорожных сетей.
В настоящее время стремительно развивается область производства новых материалов и композиций для формирования дорожных покрытий автодорожных сетей, эксплуатируемых преимущественно в условиях мегаполисов, характеризующихся перегрузкой автодорожных сетей транспортными средствами различной грузоподъемности.
В связи с этим во главу угла повышения эффективности пропускной способности имеющихся дорожных сетей, помимо их расширения и строительства дополнительных аквидуков, эстакад и многоярусных развязок, необходимо обеспечить увеличение межремонтного срока дорожных покрытий. Следовательно, до начала использования какого-либо материала для формирования дорожного покрытия в промышленном масштабе необходимы предварительные ускоренные испытания и комплексные исследования его физико-механических, акустических и иных показателей. В связи с этим возникает необходимость для создания высокопроизводительных технологий испытания с использованием многофункциональных испытательных комплексов с испытательными динамическими стендами, позволяющих осуществлять вышеуказанные ускоренные комплексные исследования в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации дорожных сетей и в максимально короткие сроки.
Из уровня техники известен способ исследования физико-механических характеристик дорожных покрытий в условиях испытательного комплекса, согласно которому осуществляют циклическую обкатку с заданной скоростью ходовым колесом исследуемого дорожного покрытия кольцевой формы, сформированного на, по меньшей мере, одной испытательной площадке, которую оснащают:
- непосредственно испытательным стендом динамическим карусельного типа с, по меньшей мере, одной парой радиально направленных вдоль поверхности испытательной площадки стреловидных рабочих структур, кинематически связанных с движителем, которые в совокупности функционально образуют динамическую систему;
- центром управления упомянутым стендом;
- расположенной в центральной части испытательной площадки платформой-основанием с размещенной на ней осью вращения динамической системы и силовой установкой-приводом, которую коммутативно связывают с центром управления и кинематически связывают с движителем рабочих структур;
- движитель конструктивно-технологически организуют с возможностью осуществления упомянутыми структурами вращательного движения.
При этом каждую из упомянутых рабочих структур испытательного стенда оснащают:
- динамическим звеном, которое снабжают обтекателем и ходовым колесом, установленным с возможностью динамического воздействия на испытуемое дорожное покрытие в процессе его обкатки;
- основным звеном, которое конструктивно-технологически организуют с возможностью осуществления кинематической связи с соответствующим динамическим звеном и движителем (Интернет, сайт: www.tranzit.govt.nz, Canterbury Accelerated Pavement Testing Indoor Facility).
К недостаткам данного известного из уровня техники способа можно отнести следующее.
Отсутствие возможности комплексного исследования основных физико-механических параметров дорожного покрытия (в том числе одновременно нескольких покрытий с различными физико-механическими свойствами и химическим составом) при сокращении временного периода проведения полного цикла испытаний.
В основу заявленного технического решения была положена задача реализации многофункционального высокопроизводительного способа осуществления испытаний физико-механических параметров дорожного покрытия в условиях испытательного комплекса с динамическим испытательным стендом для осуществления упомянутого комплексного исследования основных физико-механических параметров различных дорожных покрытий в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации автодорожных сетей.
Технический результат - повышение достоверности результатов исследований при обеспечении одновременного исследования комплексом основных физико-механических параметров, а также при обеспечении повышения производительности заявленного способа вследствие его многофункциональности.
Поставленный технический результат согласно первому варианту реализации способа (п.п.1-14 формулы изобретения) достигается посредством того, что в способе исследования физико-механических характеристик дорожных покрытий в условиях испытательного комплекса, согласно которому осуществляют циклическую обкатку с заданной скоростью ходовым колесом исследуемого дорожного покрытия кольцевой формы, сформированного на, по меньшей мере, одной испытательной площадке, которую оснащают непосредственно испытательным стендом динамическим карусельного типа с, по меньшей мере, одной парой радиально направленных вдоль поверхности испытательной площадки стреловидных рабочих структур, кинематически связанных с движителем, которые в совокупности функционально образуют динамическую систему; центром управления упомянутым стендом; расположенной в центральной части испытательной площадки платформой-основанием с размещенной на ней силовой установкой-приводом, которую коммутативно связывают с центром управления и кинематически связывают с движителем рабочих структур, который конструктивно-технологически организуют с возможностью осуществления упомянутыми структурами вращательного движения; при этом каждую из упомянутых рабочих структур испытательного стенда оснащают динамическим звеном, которое снабжают обтекателем и ходовым колесом, установленным с возможностью динамического воздействия на испытуемое дорожное покрытие в процессе его обкатки; а также основным звеном, которое конструктивно-технологически организуют с возможностью осуществления кинематической связи с соответствующим динамическим звеном и движителем, согласно изобретению в качестве динамического звена используют стандартную подвеску транспортного средства, преимущественно легкового; кинематическую связь каждого основного звена рабочих структур испытательного стенда с соответствующим динамическим звеном осуществляют посредством дополнительного сменного звена, а с движителем - посредством плоских шарниров, оси поворота которых располагают в горизонтальной плоскости; упомянутые основные и дополнительные звенья рабочих структур оснащают обтекателями; испытательный стенд оснащают средствами плавного торможения и разгона; при этом массу всех вышеупомянутых звеньев каждой рабочей структуры, включая обтекатели, выбирают из условия обеспечения величины динамической нагрузки со стороны ходового колеса динамического звена на исследуемое дорожное покрытие аналогичной величине динамической нагрузки, обеспечиваемой соответствующим колесом, преимущественно ведущим, транспортного средства в реальных дорожно-транспортных условиях эксплуатации дорожного покрытия.
Исследуемое дорожное покрытие формируют в виде секторных участков, причем дорожные покрытия в смежных секторных участках выполняют с различными физико-механическими характеристиками и составом.
Испытательный стенд оснащают, по меньшей мере, одной дополнительной парой радиально направленных вдоль поверхности испытательной площадки стреловидных рабочих структур, которые кинематически связывают с движителем и динамическим звеном аналогично первой паре, вылеты рабочих структур в каждой паре организуют преимущественно с одинаковой величиной, а вылеты рабочих структур в смежных парах - с различной величиной, при этом основные звенья в каждой паре оснащают преимущественно идентичными динамическими звеньями, а в качестве динамических звеньев смежных пар используют стандартные подвески с различными физико-механическими характеристиками, например с летней и зимней резиной соответственно.
Испытательный стенд оснащают, по меньшей мере, одной дополнительной динамической системой с независимым движителем, которую каскадно размещают над первой, ранее упомянутой, динамической системой и конструктивно-технологически организуют аналогично первой из указанных динамических систем, при этом величины вылетов рабочих структур в каждой паре каждой динамической системы формируют преимущественно одинаковой величины, а величины вылетов данных структур в верхней динамической системе организуют с величиной вылетов, превышающей величину вылетов аналогичных структур в нижней динамической системе, кроме того, основные звенья в каждой паре оснащают преимущественно идентичными динамическими звеньями, а в качестве динамических звеньев смежных пар в каждой динамической системе используют стандартные подвески с различными физико-механическими характеристиками, например с летней и зимней резиной соответственно.
Исследуемое дорожное покрытие допустимо формировать в виде, по меньшей мере, двух концентрично расположенных дорожек, причем в смежных дорожках используют дорожные покрытия с различными физико-механическими характеристиками и составом.
Исследуемое дорожное покрытие и/или непосредственно динамические звенья целесообразно оснащать датчиками для контроля и регистрации изменений заданных физико-механических параметров исследуемого дорожного покрытия в процессе его износа.
Для обеспечения динамическими системами кругового движения используют силовую установку-привод и движитель, которые конструктивно-технологически организуют с возможностью обеспечения динамическими системами переменных скоростей до 140 км/ч.
Коммутативную связь силовой установки-привода с центром управления осуществляют с использованием электрокоммуникаций.
Испытательную площадку, как правило, оснащают транспортными проездами и подсобными помещениями, которые изолируют от испытательного стенда дополнительным ограждением.
Допустимо динамическую систему организовывать с возможностью смещения оси вращения в горизонтальной плоскости относительно исходного положения.
Оптимально угловое смещение рабочих структур в смежных парах рассчитывать из условия обеспечения расстояния между осями колес динамических звеньев в каждой паре в соответствии с базой стандартного транспортного средства.
Разумно динамические звенья оснащать средствами независимого управляемого торможения.
Допустимо исследуемое дорожное покрытие оснащать дополнительными исследуемыми структурами, например деформационными швами с различным направлением относительно радиуса вращения; стандартной горизонтальной разметкой; элементами, сформированными в процессе ремонтных работ и т.п.
Оптимально стреловидные рабочие структуры оснащать регулируемыми аэродинамическими средствами, которые конструктивно организуют с возможностью изменения динамической нагрузки на исследуемое дорожное покрытие со стороны ходовых колес.
Поставленный технический результат согласно второму варианту исполнения (пп.15-28 формулы изобретения) достигается посредством того, что в способе исследования физико-механических характеристик дорожных покрытий в условиях испытательного комплекса, согласно которому осуществляют циклическую обкатку с заданной скоростью ходовым колесом исследуемого дорожного покрытия кольцевой формы, сформированного на, по меньшей мере, одной испытательной площадке, которую оснащают непосредственно испытательным стендом динамическим карусельного типа с, по меньшей мере, одной парой радиально направленных вдоль поверхности испытательной площадки стреловидных рабочих структур, кинематически связанных с движителем, которые в совокупности функционально образуют динамическую систему; центром управления упомянутым стендом; расположенной в центральной части испытательной площадки платформой-основанием с размещенной на ней осью вращения динамической системы и силовой установкой-приводом, которую коммутативно связывают с центром управления и кинематически связывают с движителем рабочих структур, который конструктивно-технологически организуют с возможностью осуществления упомянутыми структурами вращательного движения; при этом каждую из упомянутых рабочих структур испытательного стенда оснащают динамическим звеном, которое снабжают обтекателем и ходовым колесом, установленным с возможностью динамического воздействия на испытуемое дорожное покрытие в процессе его обкатки; а также основным звеном, которое конструктивно-технологически организуют с возможностью осуществления кинематической связи с соответствующим динамическим звеном и движителем, согласно изобретению в качестве динамического звена используют стандартную подвеску транспортного средства, преимущественно легкового, оснащенную автономным приводом, которые в совокупности функционально являются движителем динамической системы, при этом автономные приводы каждого динамического звена конструктивно-технологически организуют с возможностью синхронизации по скоростному режиму; кинематическую связь каждого основного звена рабочих структур испытательного стенда с соответствующим динамическим звеном осуществляют посредством дополнительного сменного звена, а с осью вращения - посредством плоских шарниров, оси поворота которых располагают в горизонтальной плоскости; упомянутые основные и дополнительные звенья рабочих структур оснащают обтекателями; испытательный стенд оснащают средствами плавного торможения и разгона; при этом массу всех вышеупомянутых звеньев каждой рабочей структуры, включая обтекатели, выбирают из условия обеспечения величины динамической нагрузки со стороны ходового колеса динамического звена на исследуемое дорожное покрытие аналогичной величине динамической нагрузки, обеспечиваемой соответствующим колесом, преимущественно ведущим, транспортного средства в реальных дорожно-транспортных условиях эксплуатации дорожного покрытия.
Исследуемое дорожное покрытие формируют в виде секторных участков, причем дорожные покрытия в смежных секторных участках выполняют с различными физико-механическими характеристиками и составом.
Испытательный стенд оснащают, по меньшей мере, одной дополнительной парой радиально направленных вдоль поверхности испытательной площадки стреловидных рабочих структур, которые кинематически связывают с движителем и динамическим звеном аналогично первой паре, вылеты рабочих структур в каждой паре организуют преимущественно с одинаковой величиной, а вылеты рабочих структур в смежных парах - с различной величиной, при этом основные звенья в каждой паре оснащают преимущественно идентичными динамическими звеньями, а в качестве динамических звеньев смежных пар используют стандартные подвески с различными физико-механическими характеристиками, например с летней и зимней резиной соответственно.
Испытательный стенд оснащают, по меньшей мере, одной дополнительной динамической системой с независимым движителем, которую каскадно размещают над первой, ранее упомянутой, динамической системой и конструктивно-технологически организуют аналогично первой из указанных динамических систем, при этом величины вылетов рабочих структур в каждой паре каждой динамической системы формируют преимущественно одинаковой величины, а величины вылетов данных структур в верхней динамической системе организуют с величиной вылетов, превышающей величину вылетов аналогичных структур в нижней динамической системе, кроме того, основные звенья в каждой паре оснащают преимущественно идентичными динамическими звеньями, а в качестве динамических звеньев смежных пар в каждой динамической системе используют стандартные подвески с различными физико-механическими характеристиками, например с летней и зимней резиной соответственно.
Исследуемое дорожное покрытие допустимо формировать в виде, по меньшей мере, двух концентрично расположенных дорожек, причем в смежных дорожках используют дорожные покрытия с различными физико-механическими характеристиками и составом.
Исследуемое дорожное покрытие и/или непосредственно динамические звенья целесообразно оснащать датчиками для контроля и регистрации изменений заданных физико-механических параметров исследуемого дорожного покрытия в процессе его износа.
Для обеспечения динамическими системами кругового движения используют силовую установку-привод и движитель, которые конструктивно-технологически организуют с возможностью обеспечения динамическими системами переменных скоростей до 140 км/ч.
Коммутативную связь силовой установки-привода с центром управления осуществляют с использованием электрокоммуникаций.
Испытательную площадку, как правило, оснащают транспортными проездами и подсобными помещениями, которые изолируют от испытательного стенда дополнительным ограждением.
Целесообразно динамическую систему конструктивно организовывать с возможностью смещения оси вращения в горизонтальной плоскости относительно исходного положения.
Разумно угловое смещение рабочих структур в смежных парах рассчитывать из условия обеспечения расстояния между осями колес динамических звеньев в каждой паре в соответствии с базой стандартного транспортного средства.
Оптимально динамические звенья оснащать средствами независимого управляемого торможения.
Допустимо исследуемое дорожное покрытие оснащать дополнительными исследуемыми структурами, например деформационными швами с различным направлением относительно радиуса вращения; стандартной горизонтальной разметкой; элементами, сформированными в процессе ремонтных работ и т.п.
Оптимально стреловидные рабочие структуры оснащать регулируемыми аэродинамическими средствами, которые конструктивно организуют с возможностью изменения динамической нагрузки на исследуемое дорожное покрытие со стороны ходовых колес.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленных изобретений, позволил установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками и связями между ними, идентичными всем существенным признакам заявленных технических решений, а выбранный из выявленных аналогов прототип как наиболее близкий по совокупности признаков аналог позволил выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявленных объектах, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленные технические решения соответствуют условию патентоспособности «новизна» по действующему законодательству.
Для проверки соответствия заявленных изобретений требованию условия патентоспособности «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных технических решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленных изобретений, результаты которого показывают, что заявленные изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленных изобретений преобразований на достижение усматриваемого заявителем технического результата.
В частности, заявленными изобретениями не предусматриваются следующие преобразования известных объектов-прототипов:
- дополнение известного объекта каким-либо известным признаком, присоединяемым к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
- замена какого-либо признака известного объекта другим известным признаком для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какого-либо признака известного объекта с одновременным исключением обусловленной наличием этого признака функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;
- увеличение количества однотипных признаков в известном объекте для усиления технического результата, обусловленного наличием в объекте именно таких признаков;
- выполнение известного объекта или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;
- создание объекта, включающего известные признаки, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами признаков этого объекта и связей между ними.
Следовательно, заявленные изобретения соответствуют требованию условия патентоспособности «изобретательский уровень» по действующему законодательству.
Заявленное техническое решение поясняется графическими материалами.
Фиг.1 - общая схема динамического испытательного комплекса по первому варианту (вид сбоку).
Фиг.2 - общая схема фрагмента динамического испытательного комплекса для реализации способа по первому варианту (данный фрагмент включает часть испытательной площадки, испытуемое дорожное покрытие /являющееся покровной частью показанной стандартной дорожной одежды/, платформу-основание с движителем и одну рабочую структуру) - вид сбоку.
Фиг.3 - общая схема динамического испытательного комплекса по первому варианту (вид сверху).
Фиг.4 - вид в плане заявленного испытательного комплекса для реализации заявленного способа по первому варианту с одной испытательной площадкой.
Фиг.5 - вид в плане заявленного испытательного комплекса для реализации заявленного способа по первому варианту с двумя испытательными площадками.
В графических материалах основные функциональные средства, агрегаты и узлы испытательного комплекса для реализации заявленного способа обозначены нижеуказанными позициями:
1 - комплекс (испытательный);
2 - покрытие (дорожное);
3 - площадка (испытательная);
4 - ограждение (испытательной площадки 3);
5 - стенд (испытательный динамический);
6 - структура (стреловидная рабочая стенда 5);
7 -движитель (структур 6 стенда 5);
8 - центр (управления стендом 5);
9 - платформа-основание;
10 - установка-привод (силовая движителя 7);
11 - звено (динамическое структуры 6);
12 -обтекатель (звена 11 динамического);
13 - колесо (ходовое звена 11 динамического);
14 - звено (основное структуры 6);
15 - звено (дополнительное сменное структуры 6);
16 - шарнир (плоский, осуществляющий связь звена 14 основного с движителем 7 с возможностью свободного перемещения структуры 6 в вертикальной плоскости);
17 - обтекатель (основного звена 14);
18 - обтекатель (дополнительного звена 15);
19 - ступица (динамического звена 11);
20 - электрокоммуникации;
21 - ограждение (дополнительное);
22 - помещение (подсобное);
23 - проезд;
24 - ось (вращения динамических систем).
Заявленный способ исследования физико-механических характеристик дорожных покрытий с элементами их обустройства в условиях испытательного комплекса (согласно первому варианту реализации, п.п.1-9 формулы изобретения) реализуется следующим образом.
Поставленный технический результат согласно первому варианту реализации заявленного способа (п.п.1-9 формулы изобретения) достигается посредством того, что в способе исследования физико-механических характеристик дорожных покрытий в условиях испытательного комплекса 1 осуществляют циклическую обкатку с заданной скоростью ходовым колесом 13 исследуемого дорожного покрытия 2 кольцевой формы, сформированного на, по меньшей мере, одной испытательной площадке 3. Испытательную площадку 3 оснащают
- непосредственно испытательным стендом 5 динамическим карусельного типа с, по меньшей мере, одной парой радиально направленных вдоль поверхности испытательной площадки 3 стреловидных рабочих структур 6, кинематически связанных с движителем 7, которые в совокупности функционально образуют динамическую систему;
- центром 8 управления упомянутым стендом 5;
- расположенной в центральной части испытательной площадки 3 платформой-основанием 9 с размещенной на ней силовой установкой-приводом 10, которую коммутативно связывают с центром 8 управления и кинематически связывают с движителем 7 рабочих структур 6, который конструктивно-технологически организуют с возможностью осуществления упомянутыми структурами 6 вращательного движения.
При этом каждую из упомянутых рабочих структур 6 испытательного стенда 5 оснащают
- динамическим звеном 11, которое снабжают обтекателем 12 и ходовым колесом 13, установленным с возможностью динамического воздействия на испытуемое дорожное покрытие 2 в процессе его обкатки;
- основным звеном 14, которое конструктивно-технологически организуют с возможностью осуществления кинематической связи с соответствующим динамическим звеном 11 и движителем 7.
В качестве динамического звена 11 используют стандартную подвеску транспортного средства, преимущественно легкового. Кинематическую связь каждого основного звена 14 рабочих структур 6 испытательного стенда 5 с соответствующим динамическим звеном 11 осуществляют посредством дополнительного сменного звена 15, а с движителем 7 - посредством плоских шарниров 16, оси поворота которых располагают в горизонтальной плоскости. Упомянутые основные и дополнительные звенья 14 и 15 рабочих структур 6 оснащают обтекателями 17 и 18. Испытательный стенд 5 оснащают средствами плавного торможения и разгона. При этом массу всех вышеупомянутых звеньев 11, 14 и 15 каждой рабочей структуры 6, включая обтекатели 12, 17 и 18, выбирают из условия обеспечения величины динамической нагрузки со стороны ходового колеса 13 динамического звена 11 на исследуемое дорожное покрытие 2 аналогичной величине динамической нагрузки, обеспечиваемой соответствующим колесом, преимущественно ведущим, транспортного средства в реальных дорожно-транспортных условиях эксплуатации дорожного покрытия.
Исследуемое дорожное покрытие 2 формируют в виде секторных участков (в графических материалах условно не показаны), причем дорожные покрытия 2 в смежных секторных участках выполняют с различными физико-механическими характеристиками и составом.
Испытательный стенд 5 можно оснащать, по меньшей мере, одной дополнительной парой радиально направленных вдоль поверхности испытательной площадки 3 стреловидных рабочих структур 6, которые кинематически связывают с движителем 7 и динамическим звеном 11 аналогично первой паре. При этом вылеты рабочих структур 6 в каждой паре организуют преимущественно с одинаковой величиной, а вылеты рабочих структур 6 в смежных парах - с различной величиной. Кроме того, основные звенья 14 в каждой паре оснащают преимущественно идентичными динамическими звеньями 11, а в качестве динамических звеньев 11 смежных пар используют стандартные подвески с различными физико-механическими характеристиками, например с летней и зимней резиной соответственно.
Испытательный стенд 5 целесообразно оснащать, по меньшей мере, одной дополнительной динамической системой с независимым движителем, которую каскадно размещают над первой, ранее упомянутой, динамической системой и конструктивно-технологически организуют аналогично первой из указанных динамических систем. При этом величины вылетов рабочих структур 6 в каждой паре каждой динамической системы формируют преимущественно одинаковой величины, а величины вылетов данных структур 6 в верхней динамической системе организуют с величиной вылетов, превышающей величину вылетов аналогичных структур 6 в нижней динамической системе. Кроме того, основные звенья 14 в каждой паре оснащают преимущественно идентичными динамическими звеньями 11, а в качестве динамических звеньев 11 смежных пар в каждой динамической системе используют стандартные подвески с различными физико-механическими характеристиками, например с летней и зимней резиной соответственно.
Исследуемое дорожное покрытие 2 допустимо формировать в виде, по меньшей мере, двух концентрично расположенных дорожек (в графических материалах условно не показаны), причем в смежных дорожках используют дорожные покрытия 2 с различными физико-механическими характеристиками и составом.
Исследуемое дорожное покрытие 2 и/или непосредственно динамические звенья 11 целесообразно оснащать датчиками (в графических материалах условно не показаны) для контроля и регистрации изменений заданных физико-механических параметров исследуемого дорожного покрытия 2 в процессе его износа при обкатке ходовыми колесами 13.
Для обеспечения динамическими системами кругового движения используют силовую установку-привод 10 и движители 7, которые конструктивно-технологически организуют с возможностью обеспечения динамическими системами переменных скоростей до 140 км/ч.
Коммутативную связь силовой установки-привода 10 с центром 8 управления осуществляют с использованием электрокоммуникаций 20.
Испытательную площадку 3, как правило, оснащают транспортными проездами 23 и подсобными помещениями 22, которые изолируют от испытательного стенда 5 дополнительным ограждением 21.
Допустимо динамическую систему организовывать с возможностью смещения оси 24 вращения в горизонтальной плоскости относительно исходного положения.
Оптимально угловое смещение рабочих структур 6 в смежных парах рассчитывать из условия обеспечения расстояния между осями ходовых колес 13 динамических звеньев 11 в каждой паре в соответствии с базой стандартного транспортного средства.
Разумно динамические звенья 11 оснащать средствами независимого управляемого торможения.
Допустимо исследуемое дорожное покрытие 2 оснащать дополнительными исследуемыми структурами, например деформационными швами с различным направлением относительно радиуса вращения; стандартной горизонтальной разметкой; элементами, сформированными в процессе ремонтных работ и т.п. (в графических материалах условно не показаны).
Оптимально стреловидные рабочие структуры оснащать регулируемыми аэродинамическими средствами (в графических материалах условно не показаны), которые конструктивно организуют с возможностью изменения динамической нагрузки на исследуемое дорожное покрытие 2 со стороны ходовых колес 13.
Заявленный способ, реализуемый согласно второму варианту исполнения (пп.15-28 формулы изобретения), аналогичен способу по первому варианту и отличается лишь тем, в способе исследования физико-механических характеристик дорожных покрытий в условиях испытательного комплекса:
- каждую стандартную подвеску транспортного средства, преимущественно легкового, оснащают автономным приводом (в графических материалах условно не показаны), которые в совокупности функционально являются движителем 7 динамической системы, при этом автономные приводы каждого динамического звена 11 конструктивно-технологически организуют с возможностью синхронизации или асинхронизации по скоростному режиму;
- кинематическую связь каждого основного звена 14 рабочих структур 6 испытательного стенда 5 с осью 24 вращения осуществляют посредством плоских шарниров 16, оси поворота которых располагают в горизонтальной плоскости.
Заявленный способ согласно первому варианту его реализации может быть реализован посредством нижеописанного испытательного комплекса.
Испытательный комплекс для исследования физико-механических характеристик дорожных покрытий с элементами их обустройства (стыков, дорожной разметки, специализированных участков остановки автотранспорта и т.п.) согласно первому варианту исполнения включает нижеуказанные средства, агрегаты и узлы.
По меньшей мере, одну испытательную площадку 3 с защитным ограждением 4 и исследуемым дорожным покрытием 2 кольцевой формы. Испытательный стенд 5 динамический карусельного типа с, по меньшей мере, одной парой радиально направленных вдоль поверхности испытательной площадки 3 рабочих структур 6, кинематически связанных с движителем 7, которые в совокупности функционально образуют динамическую систему. Центр 8 управления упомянутым стендом 5. Расположенную в центральной части площадки 3 платформу-основание 9 с размещенной на ней силовой установкой-приводом 10, коммутативно связанной с центром 8 управления и кинематически связанной с движителем 7 рабочих структур 6. Движитель 7 конструктивно-технологически организован с возможностью обеспечения осуществления упомянутыми структурами 6 вращательного движения с заданной скоростью. Каждая из упомянутых рабочих структур 6 испытательного стенда 5 включает динамическое звено 11, оснащенное обтекателем 12 и ходовым колесом 13, установленным с возможностью динамического воздействия на испытуемое дорожное покрытие 2 в процессе его обкатки, и основное звено 14, конструктивно-технологически организованное с возможностью осуществления кинематической связи с соответствующим динамическим звеном 11 и движителем 7. В качестве динамического звена 11 использована стандартная подвеска транспортного средства, преимущественно легкового. Кинематическая связь каждого основного звена 14 рабочих структур 6 стенда 5 с соответствующим динамическим звеном 11 осуществлена посредством дополнительного сменного звена 15, а с движителем 7 - посредством плоских шарниров 16, оси поворота которых расположены в горизонтальной плоскости. Упомянутые основные и дополнительные звенья 14 и 15 рабочих структур 6 оснащены обтекателями 17 и 18. Стенд 5 оснащен средствами плавного торможения и разгона. Масса всех вышеупомянутых звеньев каждой рабочей структуры 6, включая обтекатели 12, 17 и 18, выбрана из условия обеспечения величины динамической нагрузки со стороны ходового колеса 13 динамического звена 11 на исследуемое дорожное покрытие 2 аналогичной величине динамической нагрузки, обеспечиваемой соответствующим колесом, преимущественно ведущим, транспортного средства в реальных дорожно-транспортных условиях эксплуатации дорожного покрытия.
Исследуемое дорожное покрытие 2 может быть выполнено в виде секторных участков (в графических материалах условно не показаны), причем дорожные покрытия в смежных секторных участках должны обладать различными физико-механическими характеристиками и составом. Это позволяет обеспечить одновременное исследование физико-механических характеристик различных по своим свойствам покрытий в течение периода осуществления одного технологического цикла.
Испытательный стенд 5 может быть оснащен, по меньшей мере, одной дополнительной парой радиально направленных вдоль поверхности испытательной площадки стреловидных рабочих структур 6, кинематически связанных с движителем 7 и динамическим звеном 11 аналогично первой паре, в этом случае вылеты рабочих структур 6 в каждой паре имеют преимущественно одинаковую величину, вылеты данных рабочих структур 6 в смежных парах различны, при этом основные звенья 14 в каждой паре кинематически связаны преимущественно с идентичными динамическими звеньями 11, а в качестве динамических звеньев 11 смежных пар используются стандартные подвески с различными физико-механическими характеристиками, например с летней и зимней резиной соответственно.
Данное конструктивное выполнение стенда 5 с очевидностью вытекает из приведенного описания, в связи с чем в графических материалах не иллюстрируется.
В заявленном испытательном комплексе испытательный стенд 5 может быть оснащен, по меньшей мере, одной дополнительной динамической системой с независимым движителем, которая каскадно размещена над первой, ранее упомянутой, динамической системой и конструктивно-технологически организованной аналогично первой из указанных динамических систем, при этом величины вылетов рабочих структур 6 в каждой паре каждой динамической системы имеют преимущественно одинаковую величину, а величины вылетов данных структур 6 в верхней динамической системе превышают величину вылетов аналогичных структур в нижней динамической системе, кроме того, основные звенья 14 в каждой паре кинематически связаны преимущественно с идентичными динамическими звеньями 11, а в качестве динамических звеньев 11 смежных пар в каждой динамической системе использованы стандартные подвески с различными физико-механическими характеристиками, например с летней и зимней резиной соответственно.
Данное конструктивное выполнение стенда 5 с очевидностью вытекает из приведенного описания, в связи с чем в графических материалах не иллюстрируется.
Исследуемое дорожное покрытие 2 может быть выполнено в виде, по меньшей мере, двух концентрично расположенных дорожек (в графических материалах условно не показаны), причем в этом случае дорожные покрытия в смежных дорожках обладают различными физико-механическими характеристиками и химическим составом. Это позволяет обеспечить одновременное исследование физико-механических характеристик различных по своим свойствам покрытий в течение периода осуществления одного технологического цикла при различных скоростях и при различной величине динамического воздействия на исследуемое покрытие со стороны ходового колеса 13.
Исследуемое дорожное покрытие 2 и/или непосредственно динамические звенья могут быть оснащено датчиками для контроля и регистрации изменения заданных физико-механических параметров исследуемого дорожного покрытия в процессе его износа.
В качестве средств обеспечения динамическими системами кругового движения могут быть использованы силовая установка-привод 10 и движитель 7, конструктивно-технологически организованные с возможностью придания динамическим системам переменных скоростей до 140 км/ч.
Коммутативная связь силовой установки-привода 10 с центром 8 управления должна быть осуществлена посредством электрокоммуникаций 20 или гидравлической системы.
Испытательная площадка 3, как правило, оснащена транспортными проездами 23 и подсобными помещениями 22, которые изолированы от испытательного стенда 5 дополнительным ограждением 21.
Допустимо динамическую систему организовывать с возможностью смещения оси 24 вращения в горизонтальной плоскости относительно исходного положения.
Оптимально угловое смещение рабочих структур 6 в смежных парах рассчитывать из условия обеспечения расстояния между осями ходовых колес 13 динамических звеньев 11 в каждой паре в соответствии с базой стандартного транспортного средства.
Разумно динамические звенья 11 оснащать средствами независимого управляемого торможения.
Допустимо исследуемое дорожное покрытие 2 оснащать дополнительными исследуемыми структурами, например деформационными швами с различным направлением относительно радиуса вращения; стандартной горизонтальной разметкой; элементами, сформированными в процессе ремонтных работ и т.п. (в графических материалах условно не показаны).
Оптимально стреловидные рабочие структуры оснащать регулируемыми аэродинамическими средствами (в графических материалах условно не показаны), которые конструктивно организуют с возможностью изменения динамической нагрузки на исследуемое дорожное покрытие 2 со стороны ходовых колес 13.
Заявленный способ согласно второму варианту исполнения может быть реализован на основе аналогичного с вышеописанным испытательного комплекса. Отличия этого испытательного комплекса будут заключаться лишь в том, что:
- рабочие структуры 6 динамических систем кинематически связаны с осью 24 вращения этих систем посредством шарниров;
- динамические звенья оснащены автономными приводами, которые в совокупности функционально являются движителями;
- упомянутые автономные приводы в каждой динамической системе конструктивно-технологически организованы с возможностью синхронизации по скоростному режиму эксплуатации.
Принцип работы испытательного динамического стенда 5 понятен исходя из вышеприведенного описания конструкции полигона и графических материалов, в связи с чем для специалиста в данной области дополнительных пояснений не требуется.
Посредством вышеописанных вариантов исполнения заявленного способа и испытательного комплекса для его реализации можно осуществлять контроль изменения, например, следующих физико-механических параметров исследуемых дорожных покрытий в процессе их обкатки:
- формы образуемой колеи;
- глубины образуемой колеи;
- сцепления колеса с дорожным покрытием, а также его шероховатости бесконтактным методом;
- шумовых характеристик дорожного покрытия (спектральный анализ звуковых колебаний) и т.п.
Таким образом, заявленные технические решения могут быть широко использованы в области испытательной техники в качестве средств и методов комплексной диагностики эксплуатационных показателей объектов дорожного хозяйства до их проектирования и ввода в эксплуатацию в массовом масштабе (практические результаты полученных с ее /испытательной техники/ использованием необходимы и достаточны для массового применения исследуемых дорожных покрытий в области строительства и эксплуатации улично-дорожных сетей, преимущественно в мегаполисах);
Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объекты, воплощающие заявленные технические решения, при их осуществлении предназначены для использования в области строительства и эксплуатации улично-дорожных сетей в качестве методов комплексного исследования (испытания) эксплуатационных показателей перспективных (новых) дорожных покрытий (в т.ч. дорожных одежд) объектов дорожного хозяйства (преимущественно высоконасыщенных автотранспортным потоком магистралей) до их ввода в массовое использование, при обеспечении соответствующих рекомендаций и инструкций в части гарантированного срока службы исследуемых объектов в реальных условиях, а также по организации мониторинга за их технико-эксплуатационным состоянием в режиме реального (массового) использования в народном хозяйстве;
- для заявленных объектов в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах нижеизложенной формулы, подтверждена возможность их осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объекты, воплощающие заявленные технические решения, при их осуществлении способны обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует требованию условия патентоспособности «промышленная применимость» по действующему законодательству.