Введение. Энергия при фрезеровании асфальтобетонных покрытий затрачивается на разрушение ка­менной фракции, битумных связей, а также прочих факторов, которые в совокупности не влияют на появление новых поверхностей. Целью данной работы является поиск и предварительная оценка ме­тода косвенного определения эффективности работы фрезерных рабочих органов на основе анализа энергозатрат.

Материалы и методы. В работе используются два набора асфальтобетонного гранулята марки Б типа 2, полученные при холодном фрезеровании покрытий. Для сравнения применялись идентичные фрезерные барабаны с разной схемой расстановки режущих элементов. Применение технологии 3D-CKaнирования позволило получить полигональные модели частиц и количественно оценить изменение пло­щади поверхности материала в процессе фрезерования. Для фракций, не подвергавшихся сканированию, параметры поверхности определялись через уравнения регрессии, построенные на основе эксперимен­тальных данных. Основой исследования послужил энергетический подход, связывающий затраты энер­гии с образованием новых поверхностей при разрушении асфальтобетонного композита.

Результаты. Основная часть энергии (до 99%) при фрезеровании расходуется на разрушение битум­ных связей, а не каменной фракции. Сравнение двух фрезерных барабанов показало, что одна из двух конструкций на 19,25% энергоэффективнее за счет расположения режущих элементов. Разработанная методика 3D-сканирования и гранулометрического анализа подтвердила универсальность оценки про­цессов измельчения, а также выявила ключевые факторы энергопотребления: толщину стружки (пря­мая зависимость), температуру материала (обратная) и конструкцию оборудования. Вместе с тем уточнены зависимости для оценки удельных поверхностей каменных фракций и получены зависимости для определения удельных поверхностей асфальтобетонного гранулята.

Обсуждение и заключение. Полученные результаты позволяют производить оценку затрачиваемой энергии при удалении изношенных слоев асфальтобетонных покрытий. Вместе с тем разработанный метод демонстрирует точность и эффективность по сравнению с расчетными методами. Это позво­ляет рекомендовать метод не только для оценки энергозатрат в процессе фрезерования асфальтобе­тонов, но и в процессе измельчения других твердых материалов.

Введение. Грунтовые вибрационные катки являются наиболее распространенным типом спецтехники для уплотнения грунтов благодаря своей универсальности и высокой производительности. На эф­фективность уплотнения грунтов вибрационными катками оказывают влияние большое количество параметров, которые оценивают статические (общая масса и распределение массы между тяговым и уплотняющим модулем), динамические (частота и вынуждающая сила колебаний) и общие (мощность двигателя, транспортная и рабочая скорости движения, диаметр и ширина вальца) характеристики. Статистическая обработка технических характеристик является эффективным инструментом для изучения взаимосвязи между параметрами и выявления тенденций развития, в том числе для грунтовых вибрационных катков различных поколений.

Материалы и методы. В исследовании анализировались технические характеристики грунтовых ви­брационных катков различных поколений. Статистическая обработка проводилась в программе Microsoft Excel. Общее количество рассмотренных грунтовых вибрационных катков составило 432 модели, из них 252 машины 3-го и 4-го поколений и 180 машин 5-го поколения.

Результаты. Показаны графические представления взаимосвязей различных технических характери­стик грунтовых вибрационных катков разных поколений в зависимости от массы вибровальцового моду­ля. Также получены уравнения регрессии и соответствующие значения коэффициентов детерминации. Предложен параметр «линейная относительная вынуждающая сила», характеризующий совместное влияние относительной вынуждающей силы и ширины вальца грунтового катка.

Обсуждение и заключение. В результате исследования определены диапазоны изменения основных технических характеристик вибрационных катков различных поколений, выпускавшихся в течение по­следних 20...30 лет, и выявлены некоторые тенденции изменения этих параметров при переходе к различным поколениям грунтовых катков. Сравнительно большой разброс значений технических характе­ристик, отвечающих за динамические возможности грунтовых вибрационных катков, свидетельствует об отсутствии у производителей и исследователей единого мнения по обоснованию численных значений данных параметров.

Введение. Предварительные проведенные исследования показали, что смазочные композиции на водно-спиртовой основе обладают высоким индексом вязкости (более 150 ед.), низким коррозионным воздействием и низкой температурой застывания (ниже 56 °С), что является преимуществом по срав­нению с традиционными трансмиссионными маслами. Это особенно важно для закрытых узлов трения дорожно-строительных машин, которые требуют надежной и долговременной смазки для предотвра­щения износа и продления службы оборудования. Также эти композиции состоят их экологически чистых компонентов, что делает их пригодными в условиях эксплуатации с высокими требованиями по эколо­гии.

Материалы и методы. Найдена область оптимальных концентраций в воде предельных одноатом­ных спиртов. При максимуме антифрикционных и противоизносных свойств с эффектом максимальной стабилизации структуры воды. Предложен возможный механизм смазочного действия водно-спиртовых растворов с образованием на поверхности трения модифицированных пленок, обладающих противоза­дирными свойствами.

Результаты. Экспериментальным путем найден предельный одноатомный спирт, раствор которого при определенном соотношении с водой обладает высокими смазочными свойствами. Рассмотрен меха­низм смазочного действия двойных и тройных систем и определен эффект максимальной стабилизации структуры воды, который вызывает изменение объемных и поверхностно-активных свойств компози­ции.

Заключение. Исследование является научной работой, посвященной актуальной проблеме замены ми­неральных масел синтетическими жидкостями путем разработки новых составов смазочных водосодер­жащих композиций с улучшенными антифрикционными и противоизносными свойствами, в результате чего решение этой проблемы имеет важное значение в деле повышения износостойкости узлов трения коробок перемены передач, червячных редукторов, входящих в состав трансмиссии строительно-дорож­ных машин, автотранспорта и других транспортно-технологических комплексов.

Введение. В статье представлены методы теории транспортных макросистем для повышения уров­ня технической готовности автомобильного транспорта после ДТП. Определены проблемы, приводя­щие к снижению эффективности транспортных систем при нахождении в ремонте за счет страховых компаний. Приведена математическая модель, в наиболее общем случае описывающая транспортную систему, состоящую из элементов автомобилей, занимающих одно из множества состояний в СТОА. Описаны свойства элементов, находящихся в рассматриваемом объекте исследования.

Материалы и методы. В работе применяется теория транспортных макросистем, которая выте­кает из известной научной дисциплины теории макросистем. Среди ее задач имеются постановки о распределении элементов по подмножествам состояний и задачи о равновесии системы в целом. В макроскопических системах по определению стохастическое поведение большого числа элементов пре­образуется в детерминированное поведение системы в целом. Макросистема является динамическим преобразователем хаотического поведения элементов в некоторое множество параметров поведения (фазовых переменных), образующих пространство небольшой размерности. Поэтому в рамках теории макросистем используются базовые понятия максимизации энтропии при равновесных состояниях си­стемы. При этом функция распределения макросостояний выбирается в зависимости от способа за­полнения элементами некоторых состояний из соответствующих подмножеств; необходимые значения априорных вероятностей и доказательства параметрических свойств моделей макросистем с различ­ными статистиками (Ферми-, Эйнштейни Больцман-распределения). Дается описание объекта иссле­дования транспортной системы, состоящей из автомобилей, требующих ремонта на основе выпол­нения обязательств со стороны страховых компаний.

Результаты. В работе представлены результаты расчетов, показывающих характер зависимостей между ёмкостями множества состояний, априорными вероятностями и количеством автомобилей, на­ходящихся на ремонте в СТОА в рамках теории транспортных макросистем. Установлены распределе­ния автомобилей, соответствующие равновесным состояниям при выбранных исходных данных.

Обсуждение и заключение. В рамках работы решены следующие задачи: доказана возможность иссле­дований с применением методов теории транспортных макросистем для решения задач поиска рав­новесия в системах автомобильного транспорта после ДТП. Определены проблемы взаимодействия СТОА и Страховщика в области организации и согласовании стоимости восстановительного ремонта поврежденных автомобилей. Предложены подходы к организации взаимодействия СТОА и Страховщика в области проведения ремонта поврежденных автомобилей по автострахованию, основанные на воз­можностях математического моделирования при обосновании методик.

Введение. В статье рассматривается разработка теоретической модели для внедрения цифровых двойников автомобильных дорог и оценка их эффективности в системе организации дорожного движе­ния с адаптацией принципов их построения к особенностям транспортной инфраструктуры России.

Материалы и методы. Интеграция цифровых двойников в управлении дорожным движением демон­стрирует свою эффективность благодаря тесной взаимосвязи с интеллектуальными транспортными системами. В основе исследования лежит современный метод и системный анализ создания и приме­нения цифровых двойников. Авторами предложена математическая модель для формализации и оценки эффективности, которая интегрирует такие ключевые факторы, как затраты на содержание дорог, снижение времени простоя транспорта, экономия топлива и повышение безопасности. Цифровые двой­ники приносят экономическую выгоду за счет более точного прогнозирования ремонтных и профилак­тических работ, сокращения эксплуатационных расходов и уменьшения необходимости постоянного присутствия персонала на объектах. Кроме того, они также выступают ключевым инструментом дол­госрочного планирования, предоставляя возможность моделировать будущие сценарии развития транс­портной сети с минимальными финансовыми затратами.

Результаты. Исследование охватило методы прогнозной аналитики, данные пилотных проектов и подходы к созданию цифровых двойников, использующих данные, собранные с помощью сетей датчиков, видеокамер и беспилотников. Обработка и объединение этой информации в единую цифровую платфор­му позволяют в режиме реального времени отслеживать изменения на дорогах, прогнозировать разви­тие ситуаций и принимать обоснованные управленческие решения с помощью инструментов предска­зательной аналитики.

Для оценки эффективности цифровых двойников разработана и формализована теоретико-экономиче­ская модель, которая позволяет количественно обосновать инвестиционные решения. Определены не­которые специфические проблемы масштабирования технологий в Российской Федерации, включая не­достаточную нормативно-правовую базу, разработку единых стандартов данных, кадровый дефицит. Представлена структурированная таблица развития цифровых двойников и их ключевых направлений.

Обсуждение и заключение. Исследование показало, что объединение цифровых двойников с интеллек­туальными транспортными системами открывает широкие возможности для оптимизации управления дорожным потоком, улучшения безопасности на дорогах и увеличения транспортной емкости.

Комплексная оптимизации дорожного движения невозможна без показанной практической значимости цифровых двойников. Предложенная модель может являться основой для планирования и обоснования инвестиций в цифровизацию транспортной инфраструктуры на различных государственных и муници­пальном уровнях. Однако успешная реализация зависит от многих факторов и требует комплексного подхода, включая серьезную подготовку кадров на всех уровнях, развитие нормативной базы и формиро­вание единой цифровой экосистемы.

Введение. Ежедневно все виды городского пассажирского транспорта общего пользования г. Москвы пе­ревозят около 17,81 млн пассажиров. В рамках реализации масштабной транспортной реформы, наме­ченной до 2030 г., планируется модернизация всех компонентов транспортной инфраструктуры. Целью реформы является повышение эффективности, безопасности и экологичности транспортной систе­мы столицы.

Материалы и методы. В условиях глобальной турбулентности мероприятия по адаптации транс­портной инфраструктуры, системы общественных перевозок и обеспечения оптимальных условий до­рожного движения определяют путь устойчивого развития мегаполисов и их способность эффективно подстраиваться и к происходящим изменениям климата. В г. Москве выбран путь декарбонизации и перехода на низко-углеродные виды транспорта электробусы. Новые электробусы адаптированы к прогнозируемым климатическим изменениям, в том числе обеспечена техническая возможность безава­рийной работы в диапазоне температур от -40 до + 40 0 С.

Результаты. В статье авторы анализируют перспективы и сложности внедрения данного вида транспорта в транспортную систему столицы с учетом технических, экологических и эксплуатаци­онных особенностей самого подвижного состава и обеспечения соответствующей транспортной инфраструктуры. В статье также показаны пропускная способность и динамика развития зарядной инфраструктуры, в том числе ультрабыстрых зарядных станций. Для исключения сбоев в движении электробусов на маршрутах важно перераспределять транспортные средства по зарядным станциям, что позволит минимизировать риски простоев и образования очередей.

Обсуждение и заключение. В завершение статьи авторы определяют перечень основных мероприятий по адаптации транспортного комплекса г. Москвы к климатическим изменениям.

Введение. В данной статье рассмотрен порядок расчета на прогрессирующее обрушение эстакады под технологические трубопроводы в прямой динамике с использованием различных методов задания времени инициирующего воздействия. Особенность проектирования эстакад под технологические тру­бопроводы с учетом обеспечения прочности на прогрессирующее обрушение связана с тем, что из-за расположения трубопроводов, как правило, нет возможности поместить связи в плоскости рамы опор эстакады.

Материалы и методы. Расчет выполнен на базе программного комплекса SCAD Office, использующего метод конечных элементов для определения напряженно-деформированного состояния расчетной мо­дели. Произведено исследование на асимптотическую сходимость расчетной модели в трех итерациях с последующим увеличением числа конечных элементов. Оценка сходимости производилась на основе анализа разности усилий в элементах, полученных при расчете каждой итерации. При расчете в прямой динамической постановке используется три метода оценки времени инициирующего воздействия.

Результаты. Произведен анализ асимптотической сходимости расчетной модели, по результатам анализа была выбрана модель с размерностью, при которой усилия в элементах последующих моделей отличаются не более чем на 3%. Выполнено сравнение результатов динамических расчетов с учетом трех вариантов задания времени инициирующего воздействия.

Обсуждение и заключение. По результатам исследования определяется необходимость исследования расчетных моделей на асимптотическую сходимость для оценки и верификации результатов. Делают­ся выводы по результатам использования трех методов задания времени инициирующего воздействия. Определена зависимость усилий и перемещений от величины времени инициирующего воздействия.

Введение. Строительство подземных объектов в виде трубопроводов, тоннелей и метрополитенов в слабопроницаемых водонасыщенных грунтах, обладающих подвижностью, трудоёмко, дорогостояще и опасно. Системы строительного водопонижения удаляют значительную часть воды из таких грунтов, превращая их в устойчивые породы, пригодные для эффективного проведения земляных работ. Разра­ботка систем передвижных участков водоотлива и строительного водопонижения для трубопроводов, тоннелей и метрополитенов может быть произведена с использованием методологии теории филь­трации воды и воздуха в городском строительстве, метода компьютерного моделирования фильтра­ции флюидов и производства работ с помощью электронных таблиц, с привлечением новых технологий искусственного интеллекта и обучения машин.

Методы и материалы. Рабочей гипотезой статьи является идея создания комплексного подхода для эффективного решения проблемы подтопления подземными водами в период строительства линейных строительных объектов, подземных трубопроводов, тоннелей и метрополитенов в слабопроницаемых водонасыщенных грунтах. Методы теории фильтрации, применённые в работе, подразделяются на аналитические и численные. Аналитическим операторным методом решены задачи нестационарной фильтрации подземных вод к системам строительного водопонижения. Моделирование с помощью элек­тронных таблиц относится к нескольким процессам рассматриваемого строительного производства. Методом конечных разностей в электронных таблицах решаются фильтрационные модели водопони­зительных систем, которые не поддаются аналитическому решению. Кроме того, новой особенностью является применение электронных таблиц для моделирования организации и технологии строительно­го водоотлива и водопонижения. Рассмотрена возможность применения самообучающихся рекурсивных компьютерных программ.

Обсуждение. Обзор отечественных и зарубежных авторов показал, что прямых публикаций по теме статьи нет. Имеются лишь отдельные вопросы, близкие к тематике представленной работы, свя­занные со строительством подземных трубопроводов, тоннелей и метрополитенов. При этом про­анализированы особенности осушения слабопроницаемых водонасыщенных грунтов, обладающих под­вижностью. Предложены к рассмотрению в качестве примера мобильные передвижные участки систем строительного водоотлива и водопонижения, скорость монтажа и демонтажа которых соизмерима со скоростью передвижения разработки траншеи при открытом способе работ или проходческого щита при закрытом способе работ, например, для перегонного тоннеля метрополитена.

Заключение. Таким образом, разработку систем передвижных участков строительного водоотлива и водопонижения для подземных трубопроводов, тоннелей и метрополитенов предложено производить новым комплексным подходом с использованием методологии теории фильтрации воды и воздуха в го­родском строительстве, методов компьютерного моделирования фильтрации флюидов и производ­ства работ с помощью электронных таблиц, с привлечением новых технологий искусственного интел­лекта и обучения машин.

Введение. Вектор технологий информационного моделирования в дорожной отрасли (ТИМ АД) посте­пенно смещается из области проектирования объектов в область непосредственного управления строительством. Элементы ТИМ пока слабо используются в сфере производства из-за отсутствия необходимых инструментов и методик для управления ходом работ в условиях строительной площадки. Повысить результативность оперативного управления технологическими процессами может приме­нение электронных технологических карт (ЭТК). Для этого технологические карты должны адекватно отражать реальные условия строительства: параметры техники, объемы работ по длине автомо­бильной дороги, свойства материалов, учитывать погодные факторы. Эти проблемы и актуальность применения ТИМ на стадии строительства определили цель данной статьи: разработать модель и алгоритм привязки параметров технологических карт в дорожном строительстве к реальным усло­виям производства для оперативного управления организационными и технологическими процессами с использованием ТИМ и компьютерных программ календарно-сетевого планирования.

Модели и методы. В статье представлен метод настройки функциональных, временных и простран­ственных параметров ЭТК с применением технологий информационного моделирования. На первом эта­пе базовую модель ЭТК строят в виде потоковой структуры технологического процесса (ТП). Модель включает элементы системы и связи между ними в виде выполняемых операций преобразования элемен­тов из одного состояния в другое. На втором этапе формируют пространственную структуру моде­ли с декомпозицией фронта работ на сменные участки (захватки) с оценкой длительности операций при заданном ресурсном обеспечении. Реализацию ТИМ выполняют в среде компьютерных программ по управлению проектами.

Результаты. Использование метода продемонстрировано на примере разработки цифровой модели типовой ТК в программе MS Project и трансформации её параметров к условиям реального производ­ства при строительстве земляного полотна автомобильной дороги.

Заключение. Применение электронных ТК в условиях строительной площадки повышает точность и оперативность текущего планирования, обеспечивает актуальной информацией производителей ра­бот.

Статья посвящена вопросам механики тонкостенных стержней. В статье приводится решение урав­нения В.З. Власова для изгиба с кручением тонкостенного стержня с двумя осями симметрии, учитыва­ющее влияние жёсткости (податливости) опорных узлов.

Введение. Описывается текущее состояние вопроса расчётов тонкостенных стержней при попереч­ном изгибе с кручением.

Материалы и методы. Приводится решение системы дифференциальных уравнений устойчивости плоской формы изгиба В.З. Власова для тонкостенных стержней при поперечном изгибе с кручением с учётом влияния жёсткости (податливости) опорных узлов. Исходные уравнения В.З. Власова для изгиба с кручением тонкостенного стержня с двумя осями симметрии преобразовываются в правую систему координат. Далее из двух дифференциальных уравнений В.З. Власова получается система из 12 уравне­ний для всех расчётных усилий и деформаций в тонкостенном стержне. Также получены граничные усло­вия, учитывающие связь между усилиями и деформациями в опорном сечении. Далее в работе приведены результаты решения указанной системы уравнений методом Эйлера.

Результаты. Получено решение системы уравнений В.З. Власова для устойчивости тонкостенных стержней при поперечном изгибе с учётом жёсткости (податливости) опорных узлов методом Эйлера и общий вид функции угла поворота поперечного сечения. Решение получено для стержней с любыми опор­ными узлами, от чистого шарнира до абсолютно жёстких узлов. В разделе приведены результаты чис­ленной верификации и сделаны выводы о точности полученного решения. При верификации рассмотрен частный случай балок различного сечения с абсолютно жёсткими опорными узлами. Разница между чис­ленным решением в ПК «ЛИРА-САПР» и решением, предлагаемым в статье, находится в пределах 12%.

Обсуждение и заключение. Сделаны выводы о точности разработанной математической модели. Разница вызвана точностью определения моментов инерции сечения на чистое кручение и жёсткости опорных узлов.