3.3.4 Методика расчёта основных параметров вибрационных катков

Подбор вибрационного катка осуществляется, исходя из линейного давления q в зависимости от вида грунта (для супесчаных грунтов q =150…300 Н/см), (для суглинистых грунтов q=500…600 Н/см).

Оптимальная скорость движения катка определяется как:

, м/с, (3.17)

где ω –частота колебаний, Гц.

Расчёт эксплуатационной производительности производится по формуле (3.14).

Таблица 3.4- Техническая характеристика вибрационных катков

Марка катка	Ширина уплотняемой полосы, (м)	Линейное давление, (Н/см)	Частота колебаний,(Гц)	Скорость движения , (км/ч)
ДУ-54	0,85	150	67	1,35; 2,46
ДУ-47А	1,2	500	50	2,17; 7,01
ДУ-40 (прицепной)	2,0	330	40	1,5; 3,00

3.3.5 Методика расчёта основных параметров трамбовочных машин

При подборе трамбовочных машин следует учитывать площадь контактной поверхности (F) рабочего органа, массу трамбующей плиты (М).

Площадь контактной поверхности (F) рабочего органа определяется как:

, м² (3.18)

где В, L – ширина и длина контактирующей части рабочего органа, м.

Ширина рабочего органа (В ) определяется, м :

, (3.19)

где h_сл – толщина уплотняемого слоя, м

При этом меньший размер соответствует грунтам, близким к пескам, а больший размер – супесям.

Длину L в расчётах следует принимать равной ширине В.

Масса трамбующей плиты( рабочего органа) определяется по формуле:

, кг (3.20)

где m – удельная масса, кг/м² , (см. таблицу 3.5)

Таблица 3.5 – Значения удельной массы трамбующей плиты от уплотняемых материалов

Уплотняемый материал	m, кг/м2
Переувлажнённые пески	300…400
Пески оптимальной влажности	600…1000
Супесчаные грунты оптимальной влажности	1500…2000
Тяжёлые супеси оптимальной влажности	2500…3000

Эксплуатационная часовая производительность трамбовочной машины определяется:

, м³/ч (3.21)

где V_T – cкорость движения трамбовочной машины, м/с;

- величина перекрытия смежных проходов, м (= 0,15…0,2м);

к_в – коэффициент использования машины по времени (коэффициент сменности), показывающий долю времени непосредственной работы машины на объекте в смене, (среднее значение к_в = 0,75…0,8);

h_сл – толщина уплотняемого слоя, м

Количество проходов N определяется как:

, (3.22)

где k- коэффициент, зависящий от оптимальной плотности и вида грунта ( для связных грунтов - k = 4…7; для несвязных - k = 2…4);

i_p – предельный удельный ударный импульс, Н∙с/м² (см. таблицу 3.6);

i – ударный импульс, Н∙с/м² ;

h_o – оптимальная толщина слоя уплотнения (h_o =0,6…0,8 м).

Таблица 3.6 – Значения предельного ударного импульса трамбующей плиты от уплотняемых материалов

Уплотняемый материалы	ip, Н∙с/м2
Малосвязные песчаные, супесчаные, пылеватые	5000…8000
Средней вязкости (суглинистые)	8000…15000
Высокой связности (тяжелосуглинистые)	15000…22000
Весьма связные (глинистые)	22000…30000

Удельный импульс трамбовочной машины определяется:

, (3.23)

где М-масса трамбующей плиты, кг;

F-Площадь контактной поверхности, м²;

V₁- скорость удара, м/с, определяемая как:

, (3.24)

где Н – высота падения трамбовочной плиты, м;

g-ускорение свободного падения.

Таблица 3.7- Техническая характеристика трамбовочных машин

Марка машины	Масса рабочего органа, (т)	Площадь поверхности рабочего органа (м2)	Высота падения рабочего органа (м)	Скорость движения машины, (км/ч)	Глубина уплотнения, (м)
ДУ-12Б	1,3	1	1	0,1…0,3	0,8
ДУ-12В	1,3	1	2	0,1…0,3	1,2

Практическая работа № 6

Выбор и комплектование машин для уплотнения грунтов

Исходные данные

Для требуемого объёма работ осуществить выбор и комплектование машин для уплотнения грунтов и дорожных материалов.

Порядок выполнения работы

1. Используя исходные данные по варианту заданий (таблица 3.8), произвести согласно рекомендациям в п.3.2 выбор типа и параметров уплотняющей машины. Привести схему выбранной машины и ее параметры.

2. Осуществить расчёт производительности выбранной машины по формулам (3.7 и 3.9).

3. С учётом исходных данных рассчитать требуемый темп работ по формуле (3.4).

4. По исходным данным выбрать целесообразное количество смен в сутках.

5. Определить требуемое количество машин по формуле (3.6).

Таблица 3.8 – Исходные данные и варианты заданий

№ варианта	Вид уплотняемого материала	Протяжённость полосы захватки уплотняемого материала (ℓз), (км)	Ширина полосы уплотняемого материала, В, (м)	Толщина уплотняемого слоя материала hсл, (м)
1	Глинистый грунт	По формулам (3.1 …3.3)	15	0,40
2	Связный комковатый грунт	-- \ --	10	0,20
3	Асфальтобетонное покрытие	-- \ --	10	0,10
4	Малосвязный грунт	-- \ --	20	0,50
5	Тяжёлый суглинистый грунт	-- \ --	8	0,8
6	Щебёночное основание	-- \ --	12	0,35
7	Связный грунт	-- \ --	15	0,25
8	Асфальтобетонное покрытие	-- \ --	15	0,15
9	Гравийное основание (прочное)	-- \ --	14	0,2
10	Тяжёлый суглинистый грунт	-- \ --	10	1,2

Таблица 3.9- Пределы прочности грунтов при укатке (σ_р) , МПа

Грунты	Катки
	с гладкими вальцами	пневмоколёсные
Малосвязные песчаные, супесчаные, пылеватые	0,3-0,6	0,3-0,4
Средней вязкости (суглинистые)	0,6-1,0	0,4-0,6
Высокой связности (тяжело суглинистые)	1,0-1,5	0,6-0,8
Весьма связные (глинистые)	1,5-1,8	0,8-1,0

Таблица 3.10-Допускаемые значения контактных давлений при укатке различных материалов, МПа

Вид уплотняемого материала	В начале уплотнения	В конце уплотнения
Щебёночное основание	0,6-0,7	3,0-4,5
Гравийное основание	0,4-0,6	2,5-3,0
Асфальтобетон горячий	0,4-0,5	3,0-3,5
Грунт, укреплённый цементом	0,3-0,4	4,0-5,0
Грунт, укреплённый битумом	0,3-0,4	1,0-1,5

Таблица 3.11-Модуль деформации уплотняемых материалов (Е₀) , МПа

Вид уплотняемого материала	Модуль деформации
Связные грунты	15-20
Несвязные грунты	10-15
Щебёночные и гравийные основания	30-100
Асфальтобетонные смеси	30-80

Выводы по работе ______________________________________________________

_______________________________________________________

Контрольные вопросы к практической работе № 6

1.Дать характеристику укатки.

2.Как осуществляется процесс трамбовки?

3.В чём особенности виброуплотнения?

4.Где используются пневмоколёсные катки?

5.Как осуществляется процесс уплотнения кулачковыми катками?

6.В каких случаях используются катки с гладкими вальцами?

7.Охарактеризовать область применения вибрационных катков.

8.На чём основан эффект уплотнения трамбовочных машин?

9.Дать характеристику технологических схем при уплотнении материалов.

10. Как определить часовую эксплуатационную производительность пневмоколёсных катков.

11.Как осуществить выбор кулачковых катков?

12.Как рассчитать потребное количество проходов кулачковых катков?

13. Как определить часовую эксплуатационную производительность катков с гладкими вальцами?

14.В чём заключается методика расчёта вибрационных катков?

15.Как рассчитать массу трамбующей плиты?

16.Как определить необходимое количество проходов трамбующих машин?