Báo cáo khoa học: "Nghiên cứu áp lực đầm lèn của máy đầm mặt đ-ờng bê tông nhựa nóng (BTNN) có tính đến nhiệt độ môi tr-ờng thi công và thời gian tác dụng của tải trọng đầm" ppt

Nghiên cứu áp lực đầm lèn của máy đầm mặt đường bê tông nhựa nóng BTNN có tính đến nhiệt độ môi trường thi công và thời gian tác dụng của tải trọng đầm TS.. Trong bài báo này, chúng t

Nghiên cứu áp lực đầm lèn của máy đầm mặt đường bê

tông nhựa nóng (BTNN) có tính đến nhiệt độ môi trường thi công và thời gian

tác dụng của tải trọng đầm

TS Thái Hà Phi

Bộ môn Máy xây dựng vμ Xếp dỡ, khoa Cơ khí

Trường Đại học Giao thông Vận tải

Tóm tắt: Bμi báo trình bμy các kết quả nghiên cứu của tác giả trên cơ sở phát triển các kết

quả của đề tμi nghiên cứu khoa học cấp Bộ B2004-35-87: “Nghiên cứu thực nghiệm xây dựng

chế độ lμm việc hợp lý của máy đầm mặt đường bộ tại Việt Nam”

Summary: Friction anchors in model of split set there are many strong points, but they

remain some weak points yet, which restrain capacity for work and sphere of using them

This article search some useful solution for taking part in raising effect of consolidating

rock and expanding sphere of using them

CT 2

I Đặt vấn đề

Công tác đầm lèn có vai trò rất quyết định đến chất lượng của đường bộ Một trong

các thông số quan trọng nhất của các máy đầm mặt đường BTNN đó là áp lực đầm lèn

Phụ thuộc vào thông số này mà tính chất cơ lý của BTNN sẽ đạt đến một tiêu chuẩn cho

phép hay cụ thể hơn là hệ số đầm chặt sẽ đạt đến một giá trị yêu cầu Trong nhiều tài

liệu kỹ thuật chỉ mới đề cập tới việc xác định áp lực đầm lèn theo các lực theo phương

thẳng đứng Trong bài báo này, chúng tôi tiếp tục phát triển các kết quả đã đạt đựơc

trong đề tài cấp Bộ B2004 - 35 - 87: “Nghiên cứu thực nghiệm xây dựng chế độ làm việc

hợp lý của một số loại máy đầm mặt đường bộ tại Việt Nam” để nghiên cứu áp lực đầm

lèn của máy đầm mặt đường BTNN có tính đến nhiệt độ môi trường thi công và thời gian

tác dụng của tải trọng đầm

II Nội Dung

Ta xem xét quá trình làm việc của máy lu bánh thép tĩnh khi đầm mặt đường BTNN với trục

bánh trước là trục bị động, còn trục bánh sau là trục chủ động Trong quá trình làm việc của

máy, các lực tác dụng lên máy được thể hiện như trên hình 1:

F'1

R2

F1

T1

G1 R'1

M

T2

G2

F2

R2 F'2 R'2

Hình 1 Hệ thống lực tác dụng lên máy lu bánh thép tĩnh lên mặt đường BTNN

a Đối với bánh bị động (bánh trước)

Trong quá trình tác động của bánh lu với mặt đường bê tông nhựa nóng có các lực tác dụng của bánh lu lên nền theo thứ tự tác dụng lực là: R1’ = G1; F1’ = T1 và các phản lực R1, F1

Ta thấy lực R1’ sẽ đầm lớp BTNN xuống nhưng lực F1’ sẽ đẩy lớp BTNN trượt trên nền Do vậy trong quá trình làm việc của bánh bị động ta thấy có hiện tượng dồn nén lớp BTNN trước bánh

lu và khi không nén được nữa thì xuất hiện hiện tượng lượn sóng của lớp BTNN trên mặt

đường và độ cao của điểm lượn sóng của lớp bê tông nhựa nóng có thể đạt đến (0,025 – 0,05)

m Trong quá trình tiến hành nghiên cứu thực nghiệm trong khuôn khổ đề tài B2003 - 35 - 87, nhóm nghiên cứu đã rút ra kết luận là đối với bánh lu bị động của máy không thể khắc phục

được hiện tượng này

CT 2

b Với bánh lu chủ động (bánh sau)

Trong quá trình làm việc của bánh lu chủ động với mặt đường BTNN có các lực tác dụng lên bánh lu tác dụng theo thứ tự như sau: R2’ = G2 ; F2’ = T2 và các phản lực R2, F2 (hình 1)

Ta thấy lực R2’ sẽ đầm lớp BTNN xuống nhưng lực F2’ sẽ đẩy lớp BTNN ngược chiều với chiều chuyển động của máy lu nên hiện tượng sóng của lớp BTNN trên mặt đường là không xảy

ra

Theo [5]:

+ Đối với bánh bị động, T1 = P1.f1 (1) Trong đó: f1 - Là hệ số ma sát khi di chuyển bánh lu

+ Đối với bánh chủ động T2 = P2.ϕ (2) Trong đó: ϕ - Là hệ số bám

M

P 2

T' 2

P 1

T' 1

T 1

R 1

a a

Hình 2 Sơ đồ lực tác dụng lên Hình 3 Sơ đồ lực tác dụng lên

bánh bị động của lu bánh thép bánh chủ động của bánh thép

Theo hình2 và hình3 ta có thể xác định T1’ và T2’ theo các công thức sau:

T 1 ’ = P 1 f 1

.cosarctg(1-1 1

1 B ER 2

P

)

sinarctg(1-1 1

1 B ER 2

P

) (3)

CT 2

T 2 ’ = P 2 ϕ

cosarctg(1-2 2

2 B ER 2

P

)

sinarctg(1-2 2

2 B ER 2

P

) (4)

trong đó:

E – hệ số môđuyn đàn hồi của BTNN; (MPa)

BB 1, B2 – chiều rộng của trống lu bị động và chủ động; (m)

R1, R2 – bán kính của trống lu chủ động và bị động (m)

Công thức chung xác định áp lực đầm lèn của lu bánh thép như sau:

i

i i ki B a

T

P +

=

δ (5)

trong đó:

a là hình chiếu bằng của cung tiếp xúc giữa trống lu và nền, được tính theo công thức:

a =

i

i i B E

R P

Thứ tự thay các giá trị vào (5) và biến đổi ta thu được công thức xác định áp lực đầm lèn

của lu tác dụng lên mặt đường bê tông nhựa nóng như sau:

+ Đối với bánh bị động:

1 1 1

' 1 1 1

1 1 1 k

B R P

E T B R

T P

+ +

=

δ (6) + Đối với bánh chủ động:

2 2 2

' 2 2 2

2 2 2 k

B R P

E T

B R

T P

ư +

=

Trong khi đó, xét mối quan hệ của môđuyn đàn hồi của BTNN và nhiệt độ môi trường, theo công thức thực nghiệm được đưa ra trong [2] như sau:

E = c e-dT (8) trong đó:

c, d - các hệ số thực nghiêm tương ứng với các loại bê tông nhựa khác nhau;

T - nhiệt độ của môi trường máy đang thi công, oC;

E - Môđuyn đàn hồi của bê tông nhựa, MPa

Thay (8) vào (6) và (7) ta xây dựng được công thức xác định áp lực đầm lên bề mặt BTNN của các lu bánh thép có tính đến nhiệt độ của môi trường thi công như sau:

+ Đối với bánh bị động:

P

T P ( B R

e C

1

' 1 1 1 1

T d 1

δ ư (10)

CT 2

+ Đối với bánh chủ động:

) P

T P ( B R

e C

2

' 2 2 2 2

T d 2

Theo công thức thực nghiệm trong [2], xác định môđuyn đàn hồi của BTNN theo thời gian tác dụng của máy đầm lèn (lu bánh thép) như sau:

E = c.td (13) trong đó:

c,d - hệ số thực nghiệm tương ứng vứi các loại BTNN khác nhau;

t - thời gian tác động của máy đầm, s;

E - Môđuyn đàn hồi của Bê tông nhựa, MPa

Thay công thức (13) vào các công thức (6) và (7) ta có công thức xác định áp lực đầm lèn

mặt đường BTNN của các máy lu bánh thép có tính đến thời gian tác dụng của máy đầm lèn

như sau:

+ Đối với bánh bị động:

) P

T P ( B R

t c

1

' 1 1 1 1

d 1

δ (14)

+ Đối với bánh chủ động:

) P

T P ( B R

t c

2

' 2 2 2 2

d 2

III Kết luận

Qua nghiên cứu quá trình đầm lèn của máy lu bánh thép tĩnh đầm mặt đường BTNN ta thấy

có sự khác nhau đối với quá trình làm việc của bánh lu chủ động và bánh lu bị động và hiệu quả

đầm lèn đối với bánh lu chủ động là tốt hơn

Đã xây dựng được công thức xác định áp lực đầm lèn lên mặt đường BTNN của máy lu

bánh thép tĩnh có tính đến nhiệt độ của môi trường khai thác

Đã xây dựng được công thức xác định áp lực đầm lèn lên mặt đường BTNN của máy lu

Các kết quả nghiên cứu này có thể áp dụng đối với các loại máy đầm lèn khác

Tài liệu tham khảo

[1] Thái Hμ Phi và các cộng sự Nghiên cứu thực nghiệm xác định 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 ở Việt Nam Đề tài nghiên

cứu khoa học cấp Bộ mã số B2004 - 35 - 87

[2].Trần Thị Kim Đăng Nghiên cứu mô đuyn đàn hồi của bê tông átphan làm mặt đường ôtô xét đến điều

kiện chịu tải thực tế Luận văn thạc sỹ KHKT 2003

[3] Hồ việt Cường Nghiên cứu phương pháp xác định các thông số hợp lý của các máy đầm trong thi

công mặt đường BTNN nhằm nâng cao chất lượng đưòng bộ Việt Nam Luận án Tiến sỹ khoa học 2004

[4] Vũ Phi Long Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu và tính chất cơ lý của BTNN đến vận tốc làm việc của

máy đầm trong thi công mặt đường bê tông nhựa ở Việt Nam Luận văn thạc sỹ KHKT 2005

[5] Alecxer.T.V Máy làm đường Matxcơva 1972Ă