Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Шпоры по ТиОС 7 семестр.doc
Скачиваний:
29
Добавлен:
26.04.2019
Размер:
19.18 Mб
Скачать

13. Принципы выбора уплотняющих машин.

В практике дорожного строительства применяют следующие методы уплотнения: укатку, трамбование, виброуплотнение.

При укатке по поверхности уплотняемого слоя перекатывается валец, под действием силы тяжести которого в слое материала образуется остаточная деформация. Эта деформация по мере увеличения плотности материала уменьшается и к концу укатки приближается к нулю: Дальнейшее повышение плотности материала может быть достигнуто лишь увеличением нагрузки на валец.

Уплотняющее действие зависит от массы катка, площади контакта рабочего органа с уплотняемым слоем, скорости укатки и числа проходов катка по одному следу.

Трамбование осуществляют периодическим поднятием какой-либо массы рабочего органа на высоту и ее последующим свободным падением на поверхность уплотняемого материала. Для трамбования характерна большая глубина уплотнения. Поэтому такой метод применяют преимущественно для уплотнения грунтов слоями большой толщины. Для уплотнения слоев дорожной одежды метод трамбования используют редко, так как сила удара должна быть ограничена во избежание разрушения зерен щебня в каменных слоях.

Виброуплотнение — метод, сущность которого заключается в следующем: колеблющаяся масса m сообщает кинетическую энергию частицам или зернам материала, расположенным в зоне вибровозбудителя, и приводит их в колебательное состояние.

Разные по крупности частицы или зерна получают различные ускорения, взаимно перемещаются, и поры между крупными частицами заполняются более мелкими, благодаря чему материал уплотняется.

Вибрационный метод особенно эффективен для уплотнения малосвязных материалов. Взаимодействие между частицами (зернами) в этом случае определяется только силами трения. При вибрировании частицы (зерна) разделяются и сопротивление материала уплотнению резко уменьшается. Если между частицами действует значительная сила сцепления, то при вибрировании они не разъединяются и основное преимущество метода не реализуется.

Эффект уплотнения вибрированием зависит от амплитуды колебаний, их частоты, ускорения и массы вибровозбудителя. С увеличением амплитуды и массы вибровозбудителя уплотняющее действие вибрирования возрастает.

Комбинированные способы широко сочетаются с укаткой, трамбованием; их применяют в вибрационных дорожных катках и вибротрамбующих машинах.

Для уплотнения слоев дорожной одежды автомобильных дорог широко применяют самоходные катки многообразных параметров и принципов действия рабочих органов.

По виду рабочих органов различают катки с гладкими вальцами, пневмоколесные и с комбинированными рабочими органами.

Наиболее распространены комбинированные катки с точки зрения уплотнения различных материалов — от суглинка, асфальтобетонных смесей до крупнообломочных, материалов.

По принципу действия самоходные катки делят на статические и вибрационные. Статический каток уплотняет под действием силы тяжести и при перекатывании рабочего органа (вальцов) по материалу, вибрационный — под действием силы тяжести и периодического колебания одного или двух рабочих органов. Для создания вибрации в валец встраивают дебалансный вибровозбудитель колебаний, приводимый в действие от двигателя через трансмиссию катка. Использование вибрации позволяет снизить примерно 1,5—3 раза число проходов катка по одному следу, увеличивать толщину уплотняемого слоя в 1,5 раза и более, уплотнять крупнообломочные материалы. По количеству вальцов различают катки двухвальцовые (тандем), трехвальцовые двухосные и трехвальцовые трехосные.

Критерием оценки комплектов являются производительность и стоимость уплотнения.

При использовании самоходных катков статического давления (действия) через определенное число проходов каток заменяют более тяжелым.

Это позволяет изменить контактное давление в соответствии с повышением прочности слоя.

При последовательных проходах катка ввиду повышения жесткости смеси деформация слоя под вальцом катка после каждого прохода снижается, что приводит к повышению контактного давления. При работе одного катка контактное давление не может быть повышено более чем в 1,8—2 раза. Следовательно, процесс уплотнения необходимо вести не менее чем тремя типами катков: легким, средним и тяжелым, что подтверждает практика строительства дорог.

Требуемая ровность покрытия достигается путем применения на последней стадии уплотнения трехвальцового трехосного катка с гладкими вальцами.

Вибрационные катки имеют меньшую массу, чем статические. При их использовании сокращаются номенклатура машин и число катков, одновременно находящихся на месте работы.

В исследованиях установлено, что при температуре, превышающей 100—110°С, вибрационный каток эквивалентен статическому, масса которого в 3—3,5 раза больше. При температуре 80—90 °С вибрационный каток эквивалентен статическо­му катку, масса которого превышает массу вибрационного в 1,7 раза.

Вибрационное воздействие на уплотняемую смесь, имеющую температуру 130—140 °С, оказывается невозможным из-за малой прочности смеси. Следует считать рациональным применение вибрационных катков в интервале температуры 125— 130 °С. При этом уплотнение смеси можно вести одним вибрационным катком массой 4—6 т, начиная уплотнение при выключенных вибраторах.

Завершить укатку вибрационным катком до того, как температура смеси снизится до 100 °С, не всегда удается и необходимо на заключительной стадии уплотнения применять тяжелый каток статического действия.

Производительность виброкатков на 40—60 % выше статических.

Пневмоколесные катки успешно применяют для смесей с высоким содержанием щебня.

Контактное давление зависит от давления воздуха в шинах. На контактное давление оказывает влияние и жесткость шины. Кроме положительных качеств, пневмоколесные катки имеют и отрицательные — невозможность обеспечить требуемую ровность покрытий. Неровности в поперечном направлении образуются из-за наличия зазоров между колесами. Причиной неровностей в продольном направлении являются колебания всей массы катка, зависящие непосредственно от шины. В этом случае на заключительной стадии уплотнения следует применять тяжелый гладковальцовый трехосный каток статического действия.

При проектировании организации работ по строительству автомобильной дороги следует более точно назначать катки для уплотнения земляного полотна, дорожных оснований и покрытий.