Phương pháp xác định vận tốc lμm việc của máy đầm mặt đường bê tông nhựa nóng có xét đến các yếu tố ảnh hưởng TS.. Vũ phi long Bộ môn Máy xây dựng – Xếp dỡ Khoa Cơ khí - Trường Đại họ
Trang 1Phương pháp xác định vận tốc lμm việc của máy đầm mặt đường bê tông nhựa nóng
có xét đến các yếu tố ảnh hưởng
TS thái hà phi
KS Vũ phi long
Bộ môn Máy xây dựng – Xếp dỡ Khoa Cơ khí - Trường Đại học GTVT
Tóm tắt: Bμi báo trình bμy các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt
độ không khí, trọng lượng máy đầm, thời gian đầm lèn đến vận tốc lμm việc hợp lý của các máy
đầm mặt đường bê tông nhựa nóng
Summary: The article presents results of the research on method of defining.The rational
working speed for vibrator with consideration to the enviromental temperature, weight of the vibrator and vibration time
i đặt vấn đề
Chế độ làm việc hợp lý của các máy đầm mặt đường bê tông nhựa có ảnh hưởng rất lớn
đến chất lượng của mặt đường bộ ở nước ta hiện nay Trong các thông số kỹ thuật của máy đầm mặt đường thì vận tốc làm việc của máy là một thông số kỹ thuật chủ yếu mà người ta thường xem xét nghiên cứu Trong các tài liệu trước đây nhóm tác giả đã được đề cập đến vấn đề xác
định chế độ làm việc hợp lý của máy đầm mặt đường bê tông nhựa, trong đó xác định vận tốc làm việc hợp lý của nó phụ thuộc vào độ biến dạng của lớp bê tông nhựa trong quá trình đầm lèn Bên cạnh đó vận tốc làm việc của máy đầm còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau
mà chúng ta còn phải tính đến theo quan điểm chất lượng của mặt đường bê tông nhựa nóng Các yếu tố ảnh hưởng đó được chia thành 3 nhóm như sau:
- Nhóm yếu tố ảnh hưởng của môi trường tự nhiên đến máy đầm như: nhiệt độ không khí,
độ ẩm không khí, gió, bức xạ
- Nhóm yếu tố ảnh hưởng từ bản thân máy đầm như: trọng lượng của máy đầm (phân bố tải trọng theo trục bánh máy đầm); theo thời gian đầm của máy đầm
- Nhóm các yếu tố ảnh hưởng từ trình độ quản lý đội máy và vận hành
Trong khuôn khổ của bài báo này chúng tôi chỉ xét đến 3 yếu tố ảnh hưởng sau: nhiệt độ không khí, trọng lượng của máy đầm, và thời gian đầm lèn
ii nội dung
Vận tốc làm việc hợp lý của máy đầm mặt đường bê tông nhựa là vận tốc làm việc của máy có xét đến các yếu tố ảnh hưởng đến nó sao cho chất lượng của mặt đường bê tông nhựa là tốt nhất
Trang 2Theo (1) máy đầm sẽ chuyển động với vận tốc hợp lý khi thoả mãn điều kiện:
t
du
trong đó: t - được tính theo công thức sau:
ξ
ϕ +
=
E
tg t
du - chiều dài cung tròn tiếp xúc giữa bánh đầm và bê tông nhựa (m)
Vì vậy vận tốc làm việc hợp lý của máy đầm sẽ xác định theo công thức:
ξ
ϕ +
=
E
tg t
du v
0
(3)
trong đó: t0 - là thời gian bắt đầu (s)
ϕ - góc ma sát trong
E - mô đun đàn hồi của bê tông nhựa nóng (MPa)
ξ - hệ số phụ thuộc vào hệ số nhớt động học (η)
1 Phương pháp tính toán xác định vận tốc làm việc của máy đầm mặt đường bê tông nhựa với nhiệt độ môi trường
Xét mối quan hệ giữa mô đun đàn hồi của bê tông asphalt và nhiệt độ của môi trường, theo công thức được đưa ra trong (4) như sau:
trong đó: c, d - là các hệ số tương ứng với các loại bê tông khác nhau
T - nhiệt độ của môi trường (0C)
E - mô đun đàn hồi của bê tông nhựa nóng (Mpa)
Thay công thức (4) vào công thức (3) ta được:
ξ
ϕ +
=
ư e c
tg t
du v
T d 0
(5)
trong đó: du - được xác định như sau:
) R
) b 1 ( h 1 arccos(
R 2
v
h
ε
R
R - bánh kính bánh đầm (m)
h - độ dầy lớp bê tông rải (mm)
α - hệ số tỷ lệ
b - chỉ số mức độ đầm của lớp bê tông
nhựa
Thay công thức (6) vào công thức (5) ta có:
ϕ +
ξ
ư α
ư ξ
=
tg e c t
) R
) b 1 ( h 1 arccos(
c R 2 v
T d 0
Như vậy vận tốc làm việc của máy đầm mặt đường bê tông nhựa nóng khi xét đến nhiệt độ của môi trường sẽ được xác định theo công thức (7)
Sơ đồ khối giải bài toán như sau:
Trang 3Bắt đầu
Nhập số liệu: n=1, h1 , T, c, d, tg0(ϕ)
Nhập R = R1
Nhập R = R2
R = R3
Nhập :Tn, bn, hn, α
n > 2 tg(ϕ) = tg0(ϕ)
Kết thúc
n >10
tg(ϕ) = tg(ϕ) + Δtg(ϕ)
tg(ϕ) >1
n > 12
n = n + 1
S
S
Đ
Đ
Đ
S
Đ
S
ϕ
⎥
⎤
⎢
ư ξ
= ν
tg e
R
b 1 h 1 arccos c R 2
T d
2 Phương pháp tính toán xác định vận tốc làm việc của máy đầm mặt đường bê tông nhựa với độ lớn của tải trọng máy đầm mặt đường bê tông nhựa nóng
Theo công thức trong [4] như sau: E=cìln(P)+d (8) trong đó: c, d - là các hệ số tương ứng với các loại bê tông khác nhau; P - tải trọng của máy
đầm (T); E - mô đun đàn hồi của bê tông nhựa nóng (Mpa)
Thay công thức (8) vào công thức (3) ta được:
ξ +
ϕ +
=
)
d ) P ln(
c (
tg t
du v
0
Trang 4Thay công thức (6) vào (9) ta được:
ϕ + ξ +
ư α
ư ξ
+
=
tg )
d ) P ln(
c ( t
) R
) b 1 ( h 1 arccos(
)
d ) P ln(
c (
R 2 v
0
(10)
Như vậy vận tốc làm việc của máy đầm mặt đường bê tông nhựa nóng khi xét đến độ lớn của tải trọng máy đầm được xác định theo công thức (10) Sơ đồ giải bài toán như sau:
Bắt đầu
Nhập số liệu: n=1, h1, c, d, tg0(ϕ)
Nhập R = R1, Q = Q1
Nhập R = R2, Q = Q2
R =R3, Q = Q3
Nhập: bn, hn, α
n > 2 tg(ϕ) = tg0(ϕ)
n >10
S
S
Đ
Đ
Kết thúc
tg(ϕ) = tg(ϕ) + Δtg(ϕ)
tg(ϕ) >1
n > 12
n = n + 1
Đ
S
Đ
S
( )
ϕ
⎥
⎤
⎢
ư ξ
+
= ν
tg
R
b 1 h 1 arccos d P ln c R 2
3 Phương pháp tính toán vận tốc làm việc của máy đầm mặt đường bê tông nhựa với thời gian tác dụng tải trọng của máy đầm
Theo công thức trong [4], xác định mô đun đàn hồi của bê tông nhựa nóng theo thời gian tác dụng của tải trọng máy đầm như sau: E=cìtd (11)
Trang 5trong đó: c, d - là các hệ số tương ứng với các loại bê tông khác nhau; t - thời gian tác dụng của tải trọng (s); E - mô đun đàn hồi của bê tông nhựa nóng (Mpa)
Thay công thức (11) vào công thức (3) ta được:
ξ
ϕ +
=
t c
tg t
du v
d 0
(12)
Thay công thức (6) vào (12) ta được:
ϕ + ξ
ư α
ư ξ
=
tg t t c
) R
) b 1 (
h 1 arccos(
t c R 2 v
0 d
d
(13)
Như vậy vận tốc làm việc của máy đầm mặt đường bê tông nhựa nóng khi xét đến thời gian tác dụng của tải trọng sẽ được xác định theo công thức (13)
Bắt đầu
Nhập số liệu: n=1, h1, c, d, tg0(ϕ)
Nhập R = R1
Nhập R = R2
R = R3
Nhập :Tn, bn, hn, α
n > 2 tg(ϕ) = tg0(ϕ)
Kết thúc
n >10
tg(ϕ) = tg(ϕ) + Δtg(ϕ)
tg(ϕ) >1
n > 12
n = n + 1
S
S
Đ
Đ
Đ S
Đ
S
ϕ
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
ξ
= ν
tg
R
b 1 h 1 arccos t c R
Bắt đầu
Nhập số liệu: n=1, h1, c, d, tg0(ϕ)
Nhập R = R1
Nhập R = R2
R = R3
Nhập :Tn, bn, hn, α
n > 2 tg(ϕ) = tg0(ϕ)
Kết thúc
n >10
tg(ϕ) = tg(ϕ) + Δtg(ϕ)
tg(ϕ) >1
n > 12
n = n + 1
S
S
Đ
Đ
Đ S
Đ
S
ϕ
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
ξ
= ν
tg
R
b 1 h 1 arccos t c R
Trang 6III Kết luận
Trên cơ sở các sơ đồ thuận toán nêu trên các tác giả đã xây dựng các phần mềm tin học tương ứng để ứng dụng trong đề tài nghiên cứu cấp bộ: “Nghiên cứu thực nghiệm xây dựng chế
độ làm việc hợp lý của một số loại máy đầm mặt đường bê tông nhựa nhằm nâng cao chất lượng thi công đường bộ tại Việt Nam”
Tài liệu tham khảo
[1] Zavialov M.A Nghiên cứu mô hình tương tác giữa mặt đường bê tông nhựa và bánh đầm (Tạp chí máy
xây dựng và làm đường số 7/2002 - Cộng hoà Liên bang Nga)
[2] Zavialov M.A Các điều kiện để xác định vận tốc làm việc hợp lý của máy đầm mặt đường bê tông
nhựa (Tạp chí máy xây dựng và làm đường số 9/2002 - Cộng hoà Liên bang Nga)
[3] Hồ Việt Cường Nghiên cứu phương pháp xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của máy đầm trong thi
công mặt đường bê tông nhựa nhằm nâng cao chất lượng đường bộ ở Việt Nam (Luận án thạc sĩ 2003)
[4] Trần Thị Hải Đăng Nghiên cứu mô đun đàn hồi của bê tông asphalt làm mặt đường ôtô xét đến điều
kiện chịu tải trọng thực tế (Luận án Tiến sĩ 2004) ♦
