Введение. На примере ножа автогрейдера оцениваются пути повышения надежности эксплуатации дорожно-строительных машин (ДСМ). С этой целью проводится анализ характера силовых воздействий на данный рабочий орган ДСМ и выделяются его конструктивные особенности (наличие сварного соединения). На основании проведенного анализа определяется круг характеристик, необходимых для принятия решения о возможности замены материала рабочего органа ДСМ, дополнительно проводится их термоциклическая обработка (ТЦО). Описываются экспериментальные исследования влияния данного вида термического воздействия на структуру и свойства сталей.
Материалы и методы. С помощью металлографического анализа авторами было исследовано влияние количества циклов термических воздействий на размер зерна и комплекс физико-механических характеристик различных материалов рабочего органа ДСМ на различных этапах ТЦО.
Результаты. Было определено, что повышение уровня физико-механических характеристик исследуемых сталей возможно посредством применения ТЦО вследствие получения мелкозернистой структуры металла. Рассмотрены зависимости основных физико-механических характеристик исследуемых сталей (предел прочности и предел текучести) от числа циклов термического воздействия. Подобраны корреляционные соотношения для описания этих зависимостей. Рассмотрена связь пределов текучести и прочности сталей 09Г2С и 30MnB5 с размером зерна. Кроме этого, проведены исследования усталостных характеристик указанных сталей, для сварного соединения представлены данные по определению микротвердости. Для различных температур эксплуатации проведены фрактографические исследования на образцах после циклического нагружения.
Обсуждение и заключение. На основании сравнительного анализа комплекса физико-механических характеристик авторами сделано заключение о возможности замены стали 09Г2С на сталь 30MnB5.

Введение. Производительность и эффективность работы землеройно-транспортных машин отвального типа зависит от характера и физико-механических свойств грунтов – прочности, связности, влажности, уплотнённости, климатического условия и от региона Республики Казахстан. По данным профессора Р.А. Кабашева, регионы Казахстана в основном имеют глинистые, песчаные, суглинистые, песчано-гравийные, крупнообломочные, полускальные и скальные грунты. Для разработки данных категорий грунтов необходимы различные конструкции и формы режущих ножей, соответственно и отвалов, позволяющих минимизировать сопротивление резания и копания грунтов. Совершенствование конструкций ножей и отвалов приводит к повышению производительности и энергоемкости, эффективно используется тяговый фактор бульдозера.
При изучении и анализе литературных источников ученые СНГ и зарубежных стран пришли к выводу, что обоснованно созданы теории взаимодействия рабочих органов землеройно-транспортных машин с грунтами, характерными для средней полосы России и Украины, которые отличаются некоторой связью между частицами II, III категорий прочности грунта. Механизмы взаимодействия таких грунтов с бульдозерным оборудованием отличаются процессами, протекающими при копании несвязанных и плотных суглинистых грунтов, характерных для Казахстана.
Материал данной статьи представляет установление рациональных форм отвала и определение оптимальных его параметров в зависимости от категории разрабатываемого грунта, то есть создание адаптирующего рабочего органа бульдозера, соответствующего его профилю с естественной траекторией стружкообразования пласта грунта.
Материалы и методы. В качестве материалов использовались разные категории грунтов, широко распространенных в регионе Казахстана, и новые конструкции отвала бульдозера, оснащенные разнообразными комплектами ножей, то есть обычные прямолинейные ножи – для планировочных работ и разработки I-III категорий грунтов; с выступающими средними ножами – для разработки плотных IV-V категорий или со ступенчатыми ножами – для разработки твердых, прочных грунтов. Был исследован процесс их взаимодействия при максимальном формировании призмы волочения грунта перед отвалом с использованием графоаналитического метода исследования.
Результаты. При изучении процессов взаимодействия рабочего органа и ножей бульдозера с разными категориями грунтов установлены рациональные конструкции ножей, предназначенных для разработки различных категорий грунтов.
Определены оптимальные параметры отвала при максимальном наборе призмы волочения перед отвалом. Также отвал оснащен боковыми уширителями ножей, верхними козырьками и боковыми скосами. Радиус кривизны отвала в поперечном сечении соответствует естественному углу стружкообразования пласта грунта, позволяющему уменьшить сопротивление копания грунта.
Обсуждение и заключение. До настоящего времени ученые СНГ и зарубежных стран в области рабочего органа землеройно-транспортных машин отвального типа подробно изучали в теоретическом плане и экспериментальным путем установили перспективные конструкции рабочего органа и установленные на нем ножи бульдозера. Предложены многочисленные методики определения параметров рабочего органа бульдозера в зависимости от категории разрабатываемого грунта и с учетом тягового фактора движителя. Однако ими было упущено исследование при максимальном наборе призмы волочения грунта перед отвалом, его площадь касания с лобовой поверхностью отвала и одновременно адаптированного в поперечном сечении отвала с естественной траекторией стружкообразования пласта грунта. Учитывая эти положения, нами были разработаны несколько вариантов расположения ножей на отвале с учетом разрабатываемых категорий грунтов:
– бульдозерный отвал с боковыми скосами лобовой поверхности для мягких или песчаных грунтов;
– бульдозерный отвал с выступающим средним ножом, боковыми косынками и верхними боковыми скосами для разработки прочных и глинистых грунтов;
– бульдозерный отвал с боковыми скосами и боковыми ножами-уширителями для разработки разрыхленных грунтов;
– бульдозерный отвал с выступающим средним ножом, боковыми косынками, боковыми ножами-уширителями и верхними скосами для разработки плотно-прочных грунтов или суглинков средних.
На все эти четыре вида конструкции отвала и расположение ножей рекомендованы определения оптимальных параметров отвала с учетом разработки различных категорий грунтов.

Введение. Наличие внешних сил на рабочих орудиях тракторных агрегатов и строительно-дорожных машин часто приводит к неуправляемому отклонению от заданной траектории. Такое движение можно представить как сумму управляемого движения и неуправляемого смещения (сдвига). В настоящее время неуправляемое движение мало изучено в силу отсутствия адекватных моделей сдвига (страгивания). Целью является построение модели неуправляемого сдвига под действием внешней силы, позволяющей определить максимальное значение сдвигающей силы в зависимости от ее направления.
Материалы и методы. Математическая модель предельного равновесия была построена на примере бульдозерного агрегата, работающего с перекосом отвала. Входящие в нее силовые факторы взаимодействия движителя с грунтом сформированы на основе математической теории трения. Модель была усовершенствована путем введения различных коэффициентов сцепления в продольном и поперечном направлениях, что позволило учесть анизотропию взаимодействия гусеничного движителя с грунтом.
Результаты. В результате численного эксперимента построен годограф предельной сдвигающей силы. Его анализ показал, что сдвигающая сила равна пределу сцепления в единственном случае поступательного сдвига. Во всех остальных случаях (при мгновенно вращательном сдвиге) значение предельной сдвигающей силы значительно меньше предела сцепления. Учет анизотропных свойств дополнительно снижает значение предельной сдвигающей силы.
Заключение. Годограф позволяет рассчитать значение предельной поперечной силы и оценить возможность неконтролируемого отклонения машины от заданной траектории. Полученная модель впоследствии может быть использована при разработке системы управления работой беспилотной машины с учетом внешнего воздействия со стороны рабочих орудий.

Введение. В статье приведена новая конструкция ковша одноковшового гидравлического экскаватора, позволяющая увеличить производительность данных машин. Увеличение производительности достигается за счет установки ковшей большего объема без изменения характеристик гидропривода. Целью представленной работы является подбор объема сферического ковша для осуществления процесса копания. Задачей исследований является получение зависимостей скоростей ковша и грунта от параметров процесса копания. Подбор объема сферического ковша позволит определить, насколько он может быть увеличен по сравнению с объемом серийного ковша для осуществления процесса копания.
Материалы и методы. Процесс копания новым ковшом был рассмотрен в виде двухмассовой реологической модели Кельвина–Фойгта. Данная модель была описана системой дифференциальных уравнений второго порядка. В системе решалась задача Коши, что позволило определить общее решение уравнения, удовлетворяющего двум уравнениям системы. В итоге были определены производные от перемещений ковша и грунта, которые есть не что иное, как скорости ковша и грунта.
Результаты. Решение приведенной системы позволило получить зависимости скоростей ковша и масс грунта от параметров процесса копания. Осуществление процесса копания возможно при положительных значениях скоростей. При подстановке в зависимости параметров процесса при условии положительности скоростей можно определить объем сферического ковша.
Практическое значение. Для упрощения и применения на практике полученных зависимостей был составлен алгоритм для расчета объема сферического ковша. Представленный алгоритм может быть реализован в программе для ЭВМ.

Введение. Большое количество погибших на дорогах Российской Федерации является весомой государственной проблемой, для снижения данного показателя на национальном уровне разрабатываются различные целевые программы. Для оценки достижения установленных целевых программ необходим математический анализ определенных показателей безопасности дорожного движения, позволяющий установить наиболее точную математическую модель, описывающую определенные взаимосвязи рассматриваемых показателей для последующего прогноза и оценки достижения установленных целевых показателей, что позволит оценить эффективность определенных ориентиров государственной политики в рассматриваемой области.
Методы и материалы. В научно-исследовательской работе применены методы статистического и математического анализа, модели определения состояния безопасности дорожного движения на различных уровнях – мировом, государственном и региональном, зависящих от различных параметров.
Результаты. Предложена математическая модель оценки показателей безопасности дорожного движения по результату анализа параметров транспортного и социального риска, определена их невысокая взаимосвязь и установлена возможность использования их как независимых параметров для оценки состояния безопасности дорожного движения на национальном уровне.
Заключение. Установлено отсутствие тесной взаимосвязи между показателем социального риска и автомобилизацией, измеряемой в количестве автомобилей на 1000 жителей (значение коэффициента корреляции составляет 0,422), что позволяет судить о наличии иных факторов, оказывающих влияние на рассматриваемый параметр.

Введение. Смена зимнего сезона на летний сопровождается резким ростом аварийности на дорогах, при этом количество аварий имеет прямую зависимость от температуры воздуха. Причиной является неблагоприятное воздействие высоких температур и солнечной активности, которые создают в салоне автомобиля эффект «парной».
В данной статье произведён анализ тепловых полей водителя, находящегося в салоне автомобиля, в жаркое время года при разных режимах компенсации теплового эффекта. Высокие температуры способны оказывать значительное негативное влияние на состояние водителя. Этим обусловлена актуальность рассматриваемого вопроса.
Материалы и методы. В работе замер температуры и освещённости произведен с помощью электронного термометра TP101 и люксметра Мегеон-21550. Визуализация тепловых полей внешнего и внутреннего пространства автомобиля произведена с помощью тепловизора Testo-875. По завершении съёмки тепловых полей данные обрабатывались с помощью специализированного программного обеспечения.
Результаты. Основным результатом работы являются характеристика и распределение тепловых полей водителя, находящегося в салоне автомобиля с открытым окном, с кондиционером и системой «климат-контроль» в условиях высоких температур окружающего воздуха, которые позволят разработать меры по повышению надежности водителя и минимизации аварийности. Эти результаты представляют научную новизну исследования.
Обсуждение и заключение. Применение результатов работы позволит выработать рекомендации комплексным автотранспортным предприятиям по организации работы их технических и эксплуатационных служб с учетом температур в летнее время.

Введение. С целью повышения безопасности и снижения аварийности объекты транспортной инфраструктуры оборудуются все большим числом дополнительных светосигнальных и осветительных устройств. В работе рассмотрены вопросы электрификации объектов транспортной инфраструктуры, проанализированы варианты организации автономного электроснабжения этих объектов, дана оценка возможностей применения различных типов генераторов, использующих возобновляемые источники электрической энергии.
Материалы и методы. Для проведения исследования авторами разработан экспериментальный образец автономного генератора, встраиваемого в искусственную дорожную неровность.
Результаты. Произведена оценка потребления электрической энергии светосигнальным и осветительным оборудованием нерегулируемого пешеходного перехода и выработки электрической энергии экспериментальным образцом генератора, встраиваемого в искусственную дорожную неровность.
Обсуждение и заключение. Дана оценка эффективности разработанного генератора, встраиваемого в искусственную дорожную неровность, для обеспечения электрической энергией светового оборудования нерегулируемого пешеходного перехода, выявлена недостаточная производительность экспериментального образца. Определены задачи дальнейшего исследования.

Введение. Автомобильное транспортное средство состоит из большого количества деталей, по-разному влияющих на безопасность движения. К элементам, критически влияющим на безопасность транспортного средства, относятся автомобильные пневматические шины. Их техническое состояние в настоящее время оценивается визуально, без применения специального оборудования. Такой способ диагностики не обеспечивает выявления скрытых повреждений шин. В данной статье приводится описание предлагаемого способа диагностирования пневматических шин легковых автомобилей, а также схема стенда для его реализации.
Материалы и методы. На основании предыдущих исследований было предложено использовать статическую жесткость автомобильных шин в качестве диагностического параметра при оценке их технического состояния. Для реализации использования данного диагностического параметра был предложен новый метод оценки технического состояния шин. Он заключается в определении и сравнении значений статической жесткости шины в различных ее точках с усредненным значением жесткости во всех точках измерения. Для реализации данного метода в лабораторных условиях была предложена принципиальная схема стенда.
Результаты. В соответствии с предложенной схемой стенда была разработана объемная модель стенда для реализации предлагаемого метода в лабораторных условиях, а также изготовлена рама стенда и подобраны основные его элементы. В качестве преобразователя вращательных движений ручки потенциометра в электронный сигнал было решено использовать аналого-цифровой преобразователь Arduino Uno R3. Также была осуществлена разработка программного обеспечения для автоматизации считывания и обработки результатов диагностирования шин.
Обсуждение и заключение. Предложенный метод диагностирования шин и стенд, его реализующий, могут повысить оперативность и простоту оценки технического состояния пневматических шин легковых автомобилей. Для оценки эффективности предложенных решений необходимы дальнейшие исследования.

Введение. В статье представлен анализ научных работ по транспортному поведению, транспортной мобильности населения и паттернам поведения пассажиров (индивидов). Построение математических моделей транспортного поведения на основе теории макросистем имеет научную новизну и перспективы для изучения и внедрения на практике. Актуальной задачей на этом пути является изучение природы коллективного поведения, возникающего в результате взаимодействия множества мотивов при принятии решения о поездке. При этом в потоках пассажиров и транспортных средств предполагается наличие пространственно-временных структур, которые отражают транспортное поведение на макроуровне.
Описание проблемы (обзор). Транспортное поведение населения изучается как иностранными, так и отечественными учеными и специалистами транспортной отрасли, однако глубина и изученность темы не позволяют говорить о том, что есть обобщенные схемы, модели и математическое описание поведения пассажиров. Очень мало информации имеется о том, как именно пассажир принимает решение – совершит он поезду или нет, т. е. поведенческие модели практически не исследуются. Основные направления исследований транспортного поведения, предлагаемые авторами настоящей работы, следующие: создание теоретического аппарата для описания «транспортного поведения»; разработка математической модели транспортной системы индивидуальных перемещений; построение системы управления транспортным поведением.
Материалы и методы. В качестве основного метода исследования в статье применяется общий системный подход. Модели поведения пассажиров, а также их реакции на изменения, происходящие в транспортной системе, описываются с помощью термина «паттерн». Таким образом, дополнительно применяется метод анализа паттернов в нелинейной динамике.
Результаты. Дано определение понятию «паттерн» транспортного поведения. С позиций теории транспортных макросистем паттерном можно назвать совокупность конкретных состояний, которые «выбирает» элемент (индивид, транспортное средство и т. д.) на различных структурных уровнях транспортной макросистемы из подмножества допустимых.
Обсуждение и заключение. В настоящей работе предложен новый подход к описанию транспортного поведения с позиций различных научных дисциплин, теории макросистем, что закладывает базис для создания теории транспортного поведения, которая в настоящее время отсутствует. В результате исследований получено: 1) формулировка системы, которая наиболее полным образом отражает сущность «транспортного поведения», – это транспортная система индивидуальных перемещений; 2) показано, что построение такой системы лучше всего делать в рамках теории макросистем; 3) предложено такое понятие, как «пространственно-временная диаграмма» транспортного поведения, установлена ее связь с традиционным термином нелинейной динамики, таким как «паттерн поведения нелинейной системы»; 4) предложено развитие термина «граф транспортного поведения» в направлении учета всех фаз транспортного процесса (дотранспортная, транспортная, послетранспортная), что отражается на пространственно-временной диаграмме.

Введение. В связи с многокомпонентностью состава цементный бетон обладает высоким потенциалом повышения технических характеристик путем управления технологическими процессами или качеством исходных материалов, что позволяет разрабатывать композиты с заданными требованиями для строительства современных ресурсо- и энергосберегающих зданий, в том числе для северных территорий России. При переходе на микроуровень формирования структуры цементных бетонов открываются новые возможности для направленного регулирования свойств. Исходя из этого, для повышения качества бетонов посредством улучшения структуры цементного камня предложен метод введения в смесь добавок модификаторов, направленно воздействующих на новообразования в системе «цемент-вода», что дает возможность управлять процессом структурообразования цементного камня.
Материалы и методы. Проведены исследования с применением методов испытаний, изложенных в национальных стандартах, и физико-химического анализа: термического анализа и электронной растровой микроскопии. Приведены результаты исследования влияния комплексных модифицирующих добавок (КМД) на основе водного раствора глиоксаля и органических кислот на реологические и прочностные свойства цементного камня, определены закономерности процессов и механизм структурообразования модифицированного цементного теста.
Результаты. Установлены оптимальные составы цементной композиции на основе водного раствора глиоксаля. В первые сутки твердения цементного камня с КМД, включающей полимолочную кислоту и водный раствор глиоксаля, а также молочную кислоту и водный раствор глиоксаля, прочность повышается на 23,5%, а в 28-суточном возрасте – до 63% по сравнению с контрольным составом. Физико-химическими исследованиями установлено, что в цементном камне с КМД на основе водного раствора глиоксаля и органических кислот повышается плотность и однородность структуры, а также увеличивается содержание низкоосновных гидросиликатов.
Заключение. Разработанные комплексные добавки рекомендованы для использования при производстве цементных бетонов с требуемой скоростью структурообразования и высокой прочностью.

Введение. Целью статьи является исследование зависимости модуля деформации грунтощебеночного слоя дорожной одежды от содержания щебня в грунтово-щебеночной смеси и влажности грунта в ней. Поставленная цель достигнута выполнением штамповых испытаний моделей дорожных одежд и земляного полотна.
Материалы и методы. Исследования проведены выполнением штамповых испытаний моделей земляного полотна и однослойных дорожных одежд с грунтощебеночным покрытием. Перед штамповыми испытаниями проведены лабораторные работы по определению параметров, подлежащих входному контролю для щебня и грунта. Из щебеночных материалов и грунта в лотке построены модели дорожных одежд. Испытания земляного полотна и дорожных одежд выполнены при помощи жесткого круглого штампа, входящего в комплект стандартной установки.
Результаты. Модули деформации грунта земляного полотна и дорожных одежд с грунтощебеночным слоем вычислены из полиномиальной зависимости осадки от давления, регламентированной ПНСТ 311– 2018. По результатам испытаний определен модуль деформации грунта земляного полотна и общий модуль деформации на поверхности грунтощебеночного слоя, при различном содержании щебня по объему смеси. Наименьшее значение модуля деформации соответствует минимальному содержанию щебня в смеси, которое составляет 40% по объему смеси. Наибольшее значение модуля деформации получено при максимальном содержании щебня в смеси, которое составляет 60% по объему смеси. Используя общие модули деформации разных дорожных одежд и модули деформации грунта земляного полотна, выполнен расчет модуля деформации грунтощебеночного слоя при разном содержании в нем щебня. Для учета влияния влажности связного грунта, используемого в смеси, приведены поправочные коэффициенты, значения которых установлены лабораторными испытаниями. Эти коэффициенты позволяют рассчитывать модуль деформации грунтощебеночного слоя в зависимости от содержания щебня и влажности грунта, применяемого в нем.
Обсуждение и заключение. В результате экспериментальных работ определены модули деформации грунтощебня разных составов, при помощи которых произведено проектирование дорожных одежд с последующим строительством опытных участков в каждой из трех ДКЗ Омской области.

Введение. В статье изучены актуальные вопросы использования технологических отходов, образующихся при дроблении горных пород.
Материалы и методы. В проведенных исследованиях использованы отсевы дробления горных пород производства Режевского щебеночного завода и доломитовый отсев Саткинского щебеночного завода. Приведены данные физико-механических свойств отходов дробления, а также исследования пылевидных частиц отсевов горных пород, выполненных лазерным анализатором размеров частиц Fritsch Analysette 22. Для изучения структуры бетона применялся электронный сканирующий микроскоп JEOL JSM-6510.
Результаты. Приводятся результаты исследования тяжелых цементных бетонов классов В22,5-В40 с использованием отходов дробления горных пород. Для регулирования свойств бетонов использована добавка гиперпластификатор марки MC-PowerFlow 3100 и воздухововлекающая добавка Centrament Air 202. Исследован фазовый состав контактной зоны между цементным камнем и заполнителем – гранитным отсевом.
Заключение. Разработаны составы тяжелых бетонов с применением отсевов дробления щебня и химических добавок для регулирования свойств бетона. Выпущена опытная партия железобетонных изделий на заводе ЖБИ «Ротор» п. Винзили Тюменской области.

Введение. Обилие в Сибирском федеральном округе источников глинистых грунтов с влажностью выше оптимальной существенно усложняет технологию производства работ, снижает скорость работы, а также делает некоторые резервы непригодными для использования. Для решения этих проблем была рассмотрена возможность использования негашёной извести для подготовки к разработке карьеров с глинистыми грунтами с влажностью выше оптимальной.
Были проведены экспериментальные исследования по изучению динамики осушения грунта (суглинка легкого пылеватого) в результате бурения скважины, которая заполнялась негашёной известью (метод сосредоточенного воздействия извести). В ходе данного исследования выполнено три эксперимента над массивами грунта с различной начальной влажностью, два из которых проводились при воздействии извести и один (контрольный) без её воздействия.
Дополнительно была проведена оценка изменения оптимальной влажности и максимальной плотности сухого грунта при введении извести в суглинистый грунт (дозировка от 2 до 6% по массе). На основе полученных результатов и анализа литературных источников обоснованы рациональные расстояния между прорезями (скважинами) при использовании технологии сосредоточенного воздействия извести для осушения грунтов с повышенной влажностью в карьерах.
Обсуждение и заключение. На основании полученных в ходе исследования результатов, можно сделать вывод, что осушение грунта известью предложенным методом сосредоточенного воздействия оказывает положительный эффект на физико-механические показатели грунта.