ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО
Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции
_______________________________________________________________________________________
УДК 629.084
МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИОННЫХ КАТКОВ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВЫХ НАСЫПЕЙ, УЧИТЫВАЮЩАЯ ЗОНУ АКТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ ВИБРАЦИИ
С.В. Савельев, профессор,доктор технических наук
Г. Г. Бурый, доцент, кандидат технических наук
З. Р. Аднагулова, магистрант
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)», Омск, Россия
Аннотация: В статье раскрывается тема актуальности уплотнения грунтов земляного полотна при строительстве автодорог. Описывается важность обоснования рациональных параметров вибрационных катков для уплотнения грунтовых насыпей. Приводится инженерная методика выбора режимных параметров виброкатков для уплотнения грунтов, а также интерфейс программного продукта для её практической реализации.
Ключевые слова: Уплотнение, методика, параметры, катки, вибрация, эффективность, автодороги.
METHODOLOGY FOR SUBSTANTIATING THE PARAMETERS OF VIBRATORY ROLLERS FOR COMPACTION OF SOIL EMBANKMENTS, TAKING INTO ACCOUNT THE ZONE OF ACTIVE VIBRATION
S.V. Saveliev, professor, doctor of technical sciences;
G.G. Bury, Associate Professor, Candidate of Technical Sciences;
Z.R.Adnagulova,student
Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «The Siberian State Automobile and Highway University», Omsk, Russia
Abstract: The article reveals the topic of the relevance of compaction of soil subgrade in the construction of roads. The importance of substantiating the rational parameters of vibratory rollers for compaction of soil embankments is described. The engineering technique of selecting the operating parameters of vibratory rollers for compaction of soils, as well as the software product interface for its practical implementation, is presented.
Keywords:Сompaction, methodology, parameters, rollers, vibration, efficiency, roads
Введение
Уплотнение грунтов земляного полотна является важнейшей технологической операцией, от которой во многом зависит прочность и долговечность всей автомобильной дороги. Многочисленными исследованиями установлено, что разрушение дорожных одежд в ряде случаев происходит вследствие недоуплотнения грунтов полотна. Результаты обследования автомобильных дорог показали, что удельный вес разрушений дорожных одежд вследствие недоуплотнённости грунтов составляет 10 – 30% [1 – 3].
Наиболее распространённые дорожные машины для уплотнения грунтов земляного полотна – это дорожные катки. Для обеспечения их эффективной работы необходимо правильно выбирать конструктивные и режимные параметры в зависимости от характеристик уплотняемого материала и стадии процесса уплотнения. Для вибрационных катков обоснование методики выбора рациональных параметров является наиболее актуальной задачей, потому что по мимоскорости движения и массово-габаритных параметров катка, необходимо учитывать величину вынуждающей силы вибровозбудителя, его амплитуду и частоту колебаний.
54
Направление 1. Транспортное и строительное машиностроение
_______________________________________________________________________________________
Основная часть.Рассмотрим частоты колебаний вибровозбудителя, рекомендованные для вибрационных катков (на примере катков ОАО «Раскат»).
Таблица 1 –Частоты колебаний вибровозбудителя, рекомендованные для вибрационных катков (на примере катков ОАО «Раскат»)
ДУ-98 |
Самоходный |
11500 |
Связный |
42 |
|
Несвязный |
50 |
||||
|
|
|
50 |
||
|
|
|
|
||
ДУ-99 |
Самоходный |
10500 |
Связный |
35 |
|
Несвязный |
40 |
||||
|
|
|
50 |
||
|
|
|
|
||
RV-11DT |
Самоходный |
11000 |
Связный |
30 |
|
Несвязный |
35 |
||||
|
|
|
40 |
||
|
|
|
|
||
RV-13DT |
Самоходный |
13000 |
Связный |
30 |
|
Несвязный |
34 |
||||
|
|
|
43 |
||
|
|
|
|
||
RV-15DT |
Самоходный |
15000 |
Связный |
30 |
|
Несвязный |
30 |
||||
|
|
|
40 |
||
|
|
|
|
||
RV-7,0DD |
Самоходный |
7500 |
Связный |
40 |
|
Несвязный |
45 |
||||
|
|
|
57 |
||
|
|
|
|
||
RV-9,0DD |
Самоходный |
9000 |
Связный |
35 |
|
Несвязный |
40 |
||||
|
|
|
50 |
||
|
|
|
|
||
RV-11,0DD |
Самоходный |
11000 |
Связный |
30 |
|
Несвязный |
35 |
||||
|
|
|
Частотный режим обработки грунтов, задаётся заводом изготовителем на основе проведённых экспериментальных исследований. Опираясь на указанные заводские характеристики, определим основные режимные параметры.
Амплитуда вынуждающей силы вибраторахарактеризуется выражением[3].
Р = 39,4 |
m |
д |
r |
f 2 , |
(1) |
|
|
д |
|
где mд – масса дебаланса, кг; rд – радиус вращения центра тяжести дебаланса, м; f – частота колебаний вибровозбудителя, Гц [4].
Поступательную скорость уплотняющей машины, как правило определяют по зависимости(2), при этом необходимо учитывать текущее значения параметра контакта рабочего органа катка с грунтом - по формуле (3), а так же величину, учитывающую динамическую составляющей от вебрации - коэффициент превышения силового воздействия на деформируемый грунт – формула (4)[5]:
|
|
v = |
60 |
d nпр f |
; |
|
|
|
|
|
(2) |
|||||
|
|
|
|
|
nц |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кпр (Р + 9,81 m2 ) |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3) |
|||||
d = 2 |
R arcsin |
|
2 |
|
|
|
|
В R E |
; |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
||
К |
пр |
= −0,018 |
|
|
|
|
|
|
+ 5,18, |
|
|
(4) |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
m2 a |
|
|
|
|
|
|
||||
где d – длина параметра пятна контактагрунта с рабочим органом катка, м; nц – необходимое число циклов приложения вибрации (для связного грунта nц =20000; для несвязного - nц =5000); nпр – число проходов катка; f – частота колебаний вибровозбудителя, Гц; m2 – масса вальца с пригрузом от веса катка, кг; В – ширина рабочего органа катка, м; а/ - единичное значение виброускорения (а/=1м/с2);R
– радиус вальца, м; Е – модуль деформации грунта, Па [95,132].
55
ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО
Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции
_______________________________________________________________________________________
В соответствии с исследованиямиХархуты Н.Я., Вялова С.С., Трофимова В.Т. [4, 6], по аналитическим зависимостям[5] на примере суглинистого (5) и супесчаного (6) грунтов оптимальной влажности, определим модуль деформации грунта.
|
|
ρ |
|
2 |
|
|
|
ρ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|||||||||
E = 743 |
|
|
|
|
-1279 |
|
|
|
|
|
|
; |
(5) |
|||
|
|
|
|
|
|
+560 Е |
||||||||||
|
|
ρmax |
|
|
|
ρmax |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
ρ |
|
2 |
|
|
|
ρ |
|
|
|
/ |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
E = 864 |
|
|
|
|
|
−1498 |
|
|
|
|
+653 Е |
|
, |
(6) |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
ρmax |
|
|
|
|
ρmax |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где ρ – текущая плотность грунта, кг/м3; ρmax –стандартная плотность грунта, кг/м3; Е/ - единичное значение модуля деформации, МПа.
Обоснование рациональной поступательной скорости вибрационного катка напряжение на пятне контакта рабочего органа с грунтом(по Н. Я. Хархуте и В. Б. Пермякову) не должно превышать предела прочности грунта.
Определим контактные напряжения на поверхности уплотняемого грунтового слоя [4]
σ = Кпр |
P +9,81 m2 . |
(7) |
|
B d |
|
В соответствии с исследованиямиХархуты Н.Я., Вялова С.С., Трофимова В.Т. [4, 6], используя аппроксимационные зависимости экспериментов выявим напряжения для связного (8) и несвязного (9) грунтов:
|
|
|
|
|
ρк |
|
8,2245 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
||||
σпр |
= |
|
1,66 |
|
|
|
|
|
|
σ |
|
; |
(8) |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
ρmax |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρк |
|
|
9,6672 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ , |
(9) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
σпр = 0,8756 |
ρmax |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где σ/ - единичное значение напряжения (σ/=1МПа).
Рациональную глубину проработки грунтового слоя, определимв зависимости от величины зоны активного распространения вибрации[5].Для связного грунта запишем выражение (10), для несвязного грунта - выражение (11):
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ |
|
|
|
|
|
|
|
|
ρк |
|
|
50,2 |
|
К у a / + |
13,3·К у a / |
- 35,2· |
a / - 9,3 a / |
|
|
|
|
|||||||||
|
/ |
|
|
σ/ |
|
σ/ |
|
|||||||||||||||||
h = h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
logКЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
;(10) |
|
|
ρ |
|
|
|
Р |
|
2 |
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
−0,018 |
|
|
|
|
|
+ 5 |
|
|
+ 50,8 а |
|
0,86 |
−1,3 К у +1,44 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m2 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
m2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
σ/ |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ |
К у a / +8,1·К у a / -19,5· |
σ |
a / - 5,6 a / |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
27,4· |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
/ |
|
ρк |
|
σ / |
σ / |
|
|
|
|
||||||||||||||
h = h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
logКЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, (11) |
|
|
ρ |
|
|
|
Р |
|
|
2 |
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
−0,018 |
|
|
|
|
|
|
+5 |
|
+50,8 a |
3,3 −4,1 К у +2,3 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m2 |
σ |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
m2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где ρк – конечная плотность грунта, кг/м3; Кз – коэффициент, учитывающий понижение значений виброускорений по толщине грунта; σк – напряжение на пятне контакта вальца с грунтом на конечной стадии уплотнения, МПа; σ/ - единичное значение напряжения (σ/=1МПа); а/ - единичное значение виброускорения (а/=1м/с2); h/ - единичное значение толщины (h/=1м); Рк – вынуждающая сила вибровозбудителя на конечной стадии уплотнения, Н [5, 7].
56
Направление 1. Транспортное и строительное машиностроение
_______________________________________________________________________________________
По результатам проведённых экспериментальных опытов коэффициент Кз, учитывающий снижениевиброускорений в зависимости от удаления источника вибрации в грунтовом слое (уменьшение эффективного действия вибрации): для суглинистого связанного грунта (12), для супесчаного несвязного грунта (13).Контактные напряжения на конечной стадии уплотнения определяются выражением (14), величина дуги пятна контакта рабочего органа с грунтом на конечной стадии уплотнения - по формуле (15):
|
|
ρк |
|
|
|
|
σк |
|
|
|||||
КЗ = 0,073 −0,077 |
|
|
+0,0065 |
; |
(12) |
|||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
σ |
/ |
|
||||||||
|
|
ρmax |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
ρк |
|
|
|
|
σ |
к |
|
|
|
|
||
К З = 0,08 −0,086 |
|
|
|
|
+0,014 |
|
|
; |
|
(13) |
||||
|
|
|
|
/ |
|
|
||||||||
|
|
|
|
σ |
|
|
||||||||
|
|
ρmax |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
σк = Кпр2 |
Рк +9,81 m2 ; |
|
|
(14) |
|||
|
|
|
|
|
В dк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кпр2 (Рк +9,81 m2 ) |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dк = 2 |
R arcsin |
|
2 |
|
|
, |
(15) |
|
|
|
|
|
В R Eк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где dк – длина дуги пятна контакта на конечной стадии уплотнения, м; Кпр2 – коэффициент превышения на конечной стадии уплотнения; Ек – модуль деформации грунта на конечной стадии уплотнения, Па; Рк – вынуждающая сила вибровозбудителя на конечной стадии уплотнения, Н [5, 7].
Коэффициент превышения, характеризующий увеличение уплотняющей силы от динамического действия вибрациидля финальной стадии уплотнения Кпр2выявим по формуле (16), амплитуду вынуждающей силы вибратораРк для финальной стадии процесса уплотнения - по формуле (17):
|
|
|
|
Р |
к |
|
|
|
|
К |
пр2 |
= −0,018 |
|
|
|
|
+5,18; |
(16) |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
a |
/ |
|
|
||
|
|
|
m2 |
|
|
|
|
||
Р |
к |
= 39,4 m |
д |
r |
f |
2 |
, |
(17) |
|
|
д |
|
к |
|
|
где fк – частота колебаний вибровозбудителя на конечной стадии уплотнения, Гц; а/ - единичное значение виброускорения (а/=1м/с2) [4, 5].
Опираясь на результаты исследований [4, 5, 7] установим модуль общей деформации грунта дляфинальной стадии уплотнения по уравнениям регрессии для связного (18) и несвязного ( 19) грунтов:
|
|
|
ρк |
|
2 |
|
|
|
ρк |
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Eк |
= 743 |
|
|
|
|
|
-1279 |
|
|
|
|
|
+560 Е ; |
(18) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
ρmax |
|
|
|
ρmax |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ρк |
|
2 |
|
|
|
ρк |
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Eк |
= 864 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+653 Е , |
(19) |
|
|
|
|
|
|
−1498 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
ρmax |
|
|
|
|
ρmax |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Е/ - единичный модуль деформации грунта (Е/=1МПа).
Контактные напряжениядляфинальной стадии процесса уплотнения должны соответствовать условию эффективного протекания процесса уплотнения [4], т.е. не превышать предел прочности грунта [4, 5, 7]. Предел прочности грунта для уплотненного грунта определится по уравнениям регрессии: для связного (20) и несвязного (21) грунтов:
|
|
|
ρк |
|
8,2245 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
/ |
|
||||
σпр2 |
= 1,66 |
|
|
|
|
|
|
|
σ ; |
(20) |
|
|
|
|
|
||||||||
|
ρmax |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ρк |
|
|
9,6672 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
||||
σпр2 |
= 0,8756 |
|
|
|
|
|
|
σ , |
(21) |
||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
ρmax |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где σ/ - единичное значение напряжения (σ/=1МПа).
57
ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО
Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции
_______________________________________________________________________________________
Коэффициент детерминации составил R2=0,98, что доказывает хорошую сходимость результатов теоретических и экспериментальных исследований.
В процессе проведения дальнейших исследований необходимо было установить величину «активной» массы грунта, которая наиболее интенсивно взаимодействует с колеблющимся рабочим органом дорожного катка. Зона активного действия вибрации, характеризуется массой грунта, находящимся в её объёме. Данную массу можно определить из уравнения (22), где объём активной зоны представлен в виде усечённой призмы. Верхнее основание призмы является пятном контакта рабочего органа катка с уплотняемым грунтом, а нижнее обусловлено касательными, характеризующими условное распространения вибрации от верхнего основания под определёнными в результате экспериментальных исследований углами [5, 7].
m1 |
= ρ ( |
1 h ((В +2h |
tg α) (d +2h |
tg β) + |
(22) |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
+ |
d В (В + 2h tg α) (d + 2h tg β) |
+d В)), |
|
|||
где ρ – плотность грунта, кг/м3; h – толщина уплотняемого слоя грунта в зоне активного действия вибрации, м; α и β – углы распространения зоны активного действия вибрации от пятна контакта, град; В – ширина вальца, м;d – длина дуги пятна контакта вальца с грунтом, м.
Углы распространения зоны активного действия вибрации определялись экспериментально [5, 7]для связного грунта: α=50, β=140; для несвязного грунта: α=80, β=180.
Выбор режимов работы вибрационных катков, обусловлен, что контактные напряжения не выходят за предел прочности грунта. Обоснование рационального частотногорежима в диапазоне от 30 до 60Гц, рекомендуемом заводом изготовителем,производится перерасчетом значений частоты колебаний вибровозбудителя, до тех пор, пока не будут выполняться условия (23)[8, 9].
Условия, эффективной работы вибровозбудителя при уплотнении грунтов земляного полотна:
a1,fк → max;
σ < σпр;
(23)
σк < σпр2;
d < R;
dк < R.
Рисунок 1 – Реализация методики обоснования режимных параметров вибрационных катков в программном продукте MicrosoftVisualBasic на примере катка Hamm 3518
58
Направление 1. Транспортное и строительное машиностроение
_______________________________________________________________________________________
Автоматизации расчёта рациональных режимных параметров для вибрационных дорожных катков производится на базе разработанной авторами блок-схемы алгоритма обоснования режимных параметров виброкатков. Алгоритм реализованс помощью программного продукта
MicrosoftVisualBasic (рисунок 1) [10, 11].
Разработанная методика, учитывающая уплотняемую массу грунта в зоне активного действия вибрации, позволяет уточнить режимные параметры вибрационных катков, выпускаемых ОАО «РАСКАТ» (таблица 2).
Таблица 2 –Рекомендуемые режимные параметры для вибрационных катков ОАО «РАСКАТ» с учетом разработанной методики
Модель |
Тип |
Масса |
Тип |
|
|
|
|
|
a1, м/с2 |
|
Достига |
|
катка, |
уплотняемог |
f, Гц |
P, кН |
v, км/ч |
h, м |
m1, кг |
nпр |
|||||
катка |
катка |
кг |
о грунта |
|
|
|
|
|
|
|
емый Ку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ДУ-74 |
Самоход |
8500 |
Связный |
40 |
70 |
2,7 |
0,3 |
560 |
10,6 |
10-12 |
0,95 |
|
|
45 |
85 |
9,5 |
0,55 |
930 |
14,1 |
6-8 |
0,95 |
||||
|
ный |
|
Несвязный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
140 |
12,2 |
0,6 |
1020 |
23,6 |
8-10 |
0,98 |
|||
|
|
|
|
|||||||||
ДУ-84 |
Самоход |
14000 |
Связный |
35 |
110 |
2,4 |
0,3 |
880 |
14,2 |
8-10 |
0,95 |
|
|
40 |
135 |
10,5 |
0,55 |
1430 |
5,8 |
6-8 |
0,95 |
||||
ный |
Несвязный |
|||||||||||
50 |
225 |
13,5 |
0,6 |
1570 |
24,6 |
8-10 |
0,98 |
|||||
|
|
|
|
|||||||||
ДУ-96 |
Самоход |
7800 |
Связный |
47 |
50 |
2,2 |
0,3 |
420 |
2,6 |
8-10 |
0,95 |
|
|
53 |
65 |
9,8 |
0,5 |
720 |
4,8 |
6-8 |
0,95 |
||||
|
ный |
|
Несвязный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55 |
110 |
12,7 |
0,55 |
790 |
26 |
10 |
0,98 |
|||
|
|
|
|
|||||||||
ДУ-98 |
Самоход |
11500 |
Связный |
42 |
55 |
2,2 |
0,25 |
470 |
1,8 |
8-10 |
0,95 |
|
|
50 |
70 |
10,2 |
0,5 |
850 |
9,6 |
6-8 |
0,95 |
||||
ный |
Несвязный |
|||||||||||
50 |
120 |
13,2 |
0,5 |
930 |
16,5 |
10 |
0,98 |
|||||
|
|
|
|
|||||||||
ДУ-99 |
Самоход |
10500 |
Связный |
35 |
54 |
1,8 |
0,25 |
470 |
8,9 |
8-10 |
0,95 |
|
|
40 |
71 |
8,1 |
0,45 |
420 |
9,6 |
6-8 |
0,95 |
||||
ный |
Несвязный |
|||||||||||
50 |
122 |
13,2 |
0,5 |
420 |
16,5 |
10 |
0,98 |
|||||
|
|
|
|
|||||||||
RV- |
Самоход |
11000 |
Связный |
30 |
125 |
1,9 |
0,35 |
990 |
22,1 |
8-10 |
0,95 |
|
|
35 |
160 |
8,8 |
0,6 |
1550 |
21,4 |
6-8 |
0,95 |
||||
11DT |
ный |
Несвязный |
||||||||||
40 |
245 |
13,6 |
0,6 |
1650 |
12,0 |
10 |
0,98 |
|||||
|
|
|
|
|||||||||
RV- |
Самоход |
13000 |
Связный |
30 |
140 |
2,1 |
0,35 |
1100 |
14,2 |
8-10 |
0,95 |
|
|
34 |
170 |
9,4 |
0,6 |
1680 |
19,5 |
6-8 |
0,95 |
||||
13DT |
ный |
Несвязный |
||||||||||
43 |
270 |
11,9 |
0,6 |
1810 |
11,9 |
10 |
0,98 |
|||||
|
|
|
|
|||||||||
RV- |
Самоход |
15000 |
Связный |
30 |
125 |
1,9 |
0,3 |
990 |
9,9 |
8-10 |
0,95 |
|
|
30 |
153 |
8,6 |
0,55 |
1580 |
15,3 |
6-8 |
0,95 |
||||
15DT |
ный |
Несвязный |
||||||||||
40 |
255 |
13,8 |
0,6 |
1740 |
31,8 |
10 |
0,98 |
|||||
|
|
|
|
|||||||||
RV- |
Самоход |
7500 |
Связный |
40 |
80 |
2,1 |
0,35 |
640 |
14,4 |
8-10 |
0,95 |
|
|
45 |
98 |
9,3 |
0,6 |
1000 |
22,8 |
6-8 |
0,95 |
||||
7,0DD |
ный |
|
Несвязный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
57 |
156 |
14,8 |
0,6 |
1080 |
11,7 |
10 |
0,98 |
||||
|
|
|
|
|||||||||
RV- |
Самоход |
9000 |
Связный |
35 |
67 |
1,8 |
0,3 |
560 |
14,9 |
8-10 |
0,95 |
|
|
40 |
88 |
8,3 |
0,55 |
940 |
17,9 |
6-8 |
0,95 |
||||
9,0DD |
ный |
|
Несвязный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
138 |
13,0 |
0,6 |
1010 |
28,1 |
10 |
0,98 |
||||
|
|
|
|
|||||||||
RV- |
Самоход |
11000 |
Связный |
30 |
56 |
1,6 |
0,25 |
480 |
10,6 |
8-10 |
0,95 |
|
|
35 |
76 |
7,3 |
0,5 |
870 |
13,2 |
6-8 |
0,95 |
||||
11,0DD |
ный |
|
Несвязный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
126 |
11,7 |
0,55 |
950 |
21,7 |
10 |
0,98 |
||||
|
|
|
|
Обозначения приведённые в таблице 2: f – частота колебаний вибровозбудителя, Гц; Р – вынуждающая сила вибровозбудителя, кН; v – рабочая скорость вибрационного катка, км/ч; h – толщина отсыпаемого слоя грунта, м; m1 – масса уплотняемого грунта, кг; a1 – значение виброускорений массы уплотняемого грунта, м/с2; nпр – число проходов катка по следу.
Заключение
На основании проведённых теоретических и экспериментальных исследований была разработана методика, позволяющая выявлять рациональные параметры работы вибрационных катков и учитывать массу грунта в зоне активного действия вибрации, которая изменяется в зависимости от стадии процесса уплотнения. Разработан новый алгоритм проведения расчётов и создан оригинальный программный продукт дляобоснования рациональных режимных параметров вибрационных катков. Использование результатов исследований повышает производительность и эффективность применения вибрационных катков в строительстве, увеличивает темпыработ и снижает себестоимость уплотнения грунтовых слоёв земляного полотна при строительстве автомобильных дорог.
59
ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО
Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции
_______________________________________________________________________________________
Библиографический список
1.Бируля, А. К. Деформация и уплотнение грунта при качении колеса/ А. К. Бируля//Труды ХАДИ. – 1950. – Вып. 6. – С. 7-11.
2.Калужский, Я. А. Закономерности укатки грунтовых слоёв жёсткими катками/ Я. А. Калужский// Труды ХАДИ.
–1959. –Вып. 20. – С. 34-36.
3.Форсблад, Л. Вибрационное уплотнение грунтов и оснований/ Л. Форсблад; пер. с англ. И. В. Гагариной. – М.: Транспорт, 1987. –188с.
4.Хархута, Н. Я. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог/ Н. Я. Хархута, Ю.М. Васильев. – М.: Транспорт, 1975. –288с.
5.Бурый, Г. Г. Обоснование режимных параметров вибрационных катков с учетом массы уплотняемого грунта
взоне активного действия вибрации:дис…. канд-та техн. наук/ Г. Г. Бурый; СибАДИ. – Омск, 2016. – 169 с.
6.Трофимов, В.Т. Грунтоведение/ В.Т. Трофимов и др.; ред. В.Т. Трофимов. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГУ, 2005. – 1024 с.
7.Бурый, Г. Г. Исследования процесса вибрационного деформирования грунта/ C.В. Савельев, Г.Г. Бурый// Вестник Государственного Иркутского технического университета. – 2013. –№ 2 (73). – С. 66-69.
8.Савельев, С. В. Инновационная уплотняющая техника и рекомендации по её использованию для ресурсосберегающих технологий дорожного строительства: монография / С. В. Савельев, В. Б. Пермяков, В.В.Михеев, И. К.Потеряев.– Омск: СибАДИ, 2019. – 193 с.
9.Saveliev, S.V.Complex approach to the optimal energy efficient work pattern for vibratory roller / S. V. Saveliev, V.V .Mikheyev, V. B. Permyakov//JournalofPhysics: ConferenceSeries. – 2019. – 1260(11), 112020.
10.Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Обоснование режимных параметров вибрационных катков с учетом массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации// Савельев С. В., Бурый Г. Г. Организация-разработчик: Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ).(дата регистрации: 12.11.2014).
11.Свидетельство о государственной регистрации электронного ресурса № 20339. Алгоритм расчета режимных параметров вибрационных катков с учетом массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации/Савельев С. В., Бурый Г. Г. Организация-разработчик: Сибирская государственная автомобильнодорожная академия (СибАДИ). (дата регистрации: 21.08.2014).
60