Строительные машины и оборудование, справочник







Трамбующие машины в дорожном строительстве

Категория:
   Машины для уплотнения грунтов


Трамбующие машины в дорожном строительстве

При трамбовании грунт уплотняется за счет энергии падающей массы. В момент соприкасания ее с грунтом начинается удар. Здесь за очень короткий промежуток времени движение трамбовки получает конечное, а не малое изменение, вследствие чего должны развиваться очень большие напряжения на поверхности контакта трамбовки с грунтом.

В отличие от вполне упругих тел развитие деформации грунта все время отстает от соответствующего изменения напряжения. Поэтому деформация достигает максимума тогда, когда напряжение уже значительно снизилось. В некоторых случаях максимум деформации соответствует полному спаду напряжений. Удар начинается с момента начала контакта трамбовки с грунтом. За конец удара логично принять момент достижения деформацией своего максимального значения. Этот отрезок времени и есть время удара, за которое происходит превращение кинетической энергии трамбовки в другие виды энергии. Кинетическая энергия трамбовки в начале удара определяется ее массой и скоростью, а в конце удара она равна нулю. По окончании удара начинается процесс восстановления обратимой деформации, т. е. процесс обратного упругого последействия, который уже ничего общего с явлением удара не имеет.

Во время удара вблизи поверхности грунта напряжение возрастает за весьма короткое время, измеряемое несколькими миллисекундами. Скорость роста напряжений достигает при этом нескольких тысяч кГ/см2-сек.. По мере удаления от поверхности процесс растягивается во времени, а максимальное напряжение непрерывно снижается. Вслед за волной напряжения по объему грунта начинает распространяться волна деформации.

Установлено, что скорости распространения волн напряжений и деформаций зависят от состояния грунта, т. е. от его плотности и влажности, и не зависят ни от удельного импульса, ни от скорости трамбовки в момент удара. Отдельные точки фронта этих волн движутся с различными скоростями. Наибольшие значения скоростей соответствуют началам этих процессов, а наименьшие — движению гребней этих волн. При плотных грунтах возникновение напряженного состояния распространяется по объему грунта в пределах активной зоны со средней скоростью 400— 600 м/сек, а гребни волн напряжений и деформаций — со скоростью 80—150 м/сек. В случае рыхлых грунтов эти скорости в 2—3 раза меньше.

Время удара тесно связано с продолжительностью деформации грунта и потому зависит от тех же факторов, которые влияют на эту продолжительность. Сюда надо отнести величину самой деформации и скорость ее течения. Та деформация, которая успевает развиться за время удара, определяется степенью податливости грунта внешним нагрузкам и потому зависит от вида и состояния грунта и в первую очередь от его плотности и влажности. Величина деформации зависит также от интенсивности воздействия на грунт внешней нагрузки. Поэтому деформация и время удара растут по мере увеличения веса трамбовки и высоты ее падения. Для данного вида и состояния грунта время удара можно принимать зависящим только от величины удельного импульса. Под удельным импульсом понимается отношение полного импульса удара к площади трамбовки. По мере увеличения удельного импульса время удара повышается.
Влажность грунта оказывает влияние на время удара лишь когда она выше оптимальной величины.

Время удара для плотных грунтов в 2 раза меньше тех его значений, которые соответствуют рыхлым грунтам. Отсюда можно сделать тот практически важный вывод, что в процессе уплотнения грунта трамбованием напряжение на их поверхностях увеличивается примерно в 2 раза.

Эффект уплотнения грунтов при их трамбовании логично полагать зависящим от величины удельного импульса. Это положение и следует положить в основу практических расчетов. При трамбовании, так же как при укатке и других видах уплотнения, развивающиеся на поверхности грунта напряжения не должны превышать пределов прочности. В противном случае верхняя часть слоев будет разрыхляться, а активная зона переместится в глубину, что с точки зрения рационального использования механической работы оказывается негодным. Здесь предел прочности лучше всего задавать не предельными напряжениями, а предельными удельными импульсами. Опытным путем получены следующие значения предельных удельных импульсов (кГ -сек/см2) применительно к грунтам оптимальной влажности:
Малосвязные (песчаные, супесчаные пылеватые) 0,05—0,07
Средней связности (суглинистые) 0,07—0,12
Высокой связности (тяжелосуглинистые) 0,12—0,20
Весьма связные (глинистые) 0,20—0,27

Трамбованием можно уплотнять как связные, так и несвязные грунты. Преимуществом этого способа по сравнению с укаткой является возможность уплотнения грунтов слоями большой толщины, в силу чего этот способ уплотнения является наиболее целесообразным при работе в зимних условиях.

Для определения глубины активной зоны при уплотнении связных грунтов может быть использована формула, в которой отношение напряжений можно

На рис. 110 представлена трамбующая машина, выполненная на базе гусеничного трактора. Ее рабочими органами являются две плиты, поочередно поднимаемые и свободно сбрасываемые специальным механизмом. Движение плит осуществляется по направляющим. Трактор снабжен ходоуменьшителем, подобранным таким образом, чтобы на каждую точку поверхности грунта приходилось 4—6 ударов плиты. При весе каждой плиты в 1300 кГ и высоте падения 1,3 м машина может уплотнять связные грунты толщиной до 0,6 кг.

Разработана конструкция трамбующей машины, рабочим органом которой являются пять дизель-молотов, навешиваемых сзади на трактор. За границей получили некоторое распространение взрывные трамбовки, работающие по циклу Ленуара, т. е. без предварительного сжатия рабочей смеси, что обусловливает возможность работы этих трамбовок только на легких дорогих сортах топлива.

Рис. 110. Трамбующая машина

При вспышке топлива трамбовка ввиду того, что ее ось наклонена, подпрыгивая вверх, одновременно продвигается также и вперед.

Машины с дизель-молотами и взрывные трамбовки могут работать только на предварительно уплотненных грунтах. На рыхлых грунтах, ввиду большой их податливости, в дизель-молотах не достигается необходимая для вспышки топлива степень сжатия, а недостаточная высота прыжков, при взрывных трамбовках делает невозможным их продвижение вперед.

При расчете машин по заданной толщине уплотняемого слоя основ-пые параметры, т. е. массу плиты или молота, высоту, его падения и размеры в плане, выбирают по приведенным выше формулам. Минимальный размер рабочего органа в плане не должен быть менее 0,9/г (h — толщина уплотняемого слоя). Его не рекомендуется выбирать также и излишне большим, так как в противном случае уплотнение будет энергетически невыгодным. Верхним пределом этого размера следует полагать 1,2/г. Масса рабочего органа и высота его падения подбираются по выбранному по условиям уплотнения значению удельного импульса. По энергетическим соображениям выгодно увеличивать массу трамбовки, а не высоту его падения. Однако последняя не должна быть ниже 0,3—0,4 м — У машин, где падению рабочего органа ничто не препятствует, и 0,6—0,8 м — у машин, где падение рабочего органа тормозится наличием каната, раскручиванием лебедки и т. п.


Читать далее:

Категория: - Машины для уплотнения грунтов





Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины