Báo cáo khoa học: "Nghiên cứu xác định hệ số bám và hệ số cản lăn của máy đầm mặt đ-ờng bê tông nhựa có tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường thi công" ppt

Nghiên cứu xác định hệ số bám và hệ số cản lăn của máy đầm mặt đường bê tông nhựa có tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường thi công TS.. TháI hà phi Bộ môn Máy xây dựng – Xếp dỡ

Nghiên cứu xác định hệ số bám và hệ số cản lăn của máy đầm mặt đường bê tông nhựa có tính đến ảnh hưởng

của nhiệt độ môi trường thi công

TS TháI hà phi

Bộ môn Máy xây dựng – Xếp dỡ Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu các phương pháp xác định hệ số bám vμ hệ số

cản lăn của máy đầm mặt đường bê tông nhựa, bởi vì chúng đóng vai trò quan trọng trong hệ

“Máy đầm – Mặt đường” Trong khuôn khổ bμi báo nμy, chúng tôi trình bμy các kết quả nghiên cứu về công thức xác định hệ số bám vμ hệ số cản lăn có tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường thi công

Summary: The researchers study the methods of determining the adhesion and

resistance coefficient of the bituminous concrete pavement vibrators because they play an important role in the Vibrator-Pavement system This article presents the study results on the formula to determine the adhesion and resistance coefficient with regard to the engineering environment temperature

I Đặt vấn đề

Nghiên cứu chế độ làm việc hợp lý của máy đầm nhằm đảm bảo chất lượng của mặt đường

bộ bê tông nhựa nóng là một hướng nghiên cứu có nhiều ý nghĩa thực tiễn cao Trong đó thống

số kỹ thuật mô tả quan hệ giữa bánh lu và mặt đượng nhựa có ý nghĩa rất quan trọng Trên cơ

sở các kết quả nghiên cứu của đề tài B2000 - 35 -87; Chúng tôi đã nghiên cứu phương pháp xác

định hệ số bám và hệ số cản lăn của máy đầm mặt đường bê tông nhựa, bởi vì chúng đóng vai trò quan trọng trong hệ “Máy đầm - Mặt đường” Trong khuôn khổ bài báo này, chúng tôi trình bày các kết quả nghiên cứu về công thức xác định hệ số bám và hệ số căn lăn có tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường thi công

CT 2

II Nội dung

Trong quá trình tác dụng của máy đầm với mặt đường bê tông nhựa diễn ra các quá trình biến đổi về tính chất cơ lý của lớp

1

V

M

O

A

R 1

B

a

H

α 1

Trong Hình vẽ, mô tả sơ đồ tác dụng của trống lu lên mặt

đường bê tông nhựa trong đó vé tơ lực tác dụng của trống lu lên

mặt đường là Fc - Là tổng của hai véc tơ lực theo phương ngang

“T” và phương thẳng đứng ”P” ở đây theo [6] lực T được xác định

theo công thức sau:

Đối với bánh bị động:

trong đó:

f - Là hệ số cản lăn của trống lu với mặt đường bê tông nhựa nóng

P1 - Là phần trọng lượng máy đầm phân bố trên trục của bánh lu bị động

α1 – là góc nghiêng của lực Fc so với phương của lực P1

Đối với bánh chủ động:

trong đó:

φ - Là hệ số bám của trống lu với mặt đường bê tông nhựa

P2 - Là phần trọng lượng của máy đầm phân bố trên trục của bánh lu bị động

α2 – là góc nghiêng của Fc so với phương của lực P2

ở đây, các lực P1, P2 là với loại lu tĩnh, còn với lu rung ta có công thức xác định như sau:

P1 = Pt1 + Pk (3)

(Với Pk và Pk là lực kích động của lu rung đối với bánh bị động và bánh chủ động)

Trong quá trình máy đầm làm việc, lực Fc có ý nghĩa khác nhau trong các trường hợp khác

nhau Khi Fc tác dụng lên bánh lu chủ động thì sẽ giúp cho chuyển động của máy đầm nhưng

ngược lại lực Fc cản trở chuyển động của máy đầm khi nó ở bánh bị động

CT 2

Theo Hình vẽ xét tam giác OAB và các biểu thức (2) và (3) ta có:

Các kết quả thực nghiệm của đề tài B2000-35-87 cho thấy:

f = 0,15-0,05 (Các giá trị của f giảm dần theo sự tăng của số lần đầm)

φ = 0,6-0,35 (Các giá trị của ϕ giảm dần theo sự tăng của số lần đầm)

Khi đó ta thấy góc nghiêng của lực tác dụng Fc so với phương thẳng đứng sẽ khác nhau đối

với bánh chủ động và bánh bị động cụ thể là:

Đối với bánh bị động: 80 - 30 (góc giảm dần theo sự tăng của số lần đầm)

Đối với bánh chủ động: 300 – 190 (Góc giảm dần theo sự tăng của số lần đầm)

Qua biểu thức (1) và (2) ta có thể xác định được lực tác dụng Fc như sau:

Đối với bánh bị động:

1

1 c

Sin

f P F

α

Đối với bánh chủ động:

2

2 c

Sin

f P F

α

Từ các phân tích ở trên, ta thấy ý nghĩa quan trọng của hệ số bám và hệ số cản lăn trong

hệ làm việc “máy đầm- mặt đường”

Hệ số bám và hệ số cản lăn thường xác định theo phương pháp thực nghiệm lấy mẫu ở hiện trường và thử nghiệm trên hiện trường (hoặc trong phòng thí nghiệm)- Trong khuôn khổ của

đề tài NCKH cấp Bộ B2000-35-87 chúng tôi cũng tiến hành theo cách này

Nhưng bản chất của quá trình làm việc của máy đầm mặt đường bê tông nhựa và quá trình thực nghiệm lấy mẫu “là không đồng nhất và có sai số lớn” Các phương pháp tiến hành thực nghiệm của các tác giả Ulianov N.A và Batrcov O.T để xác định hệ số bám và hệ số cản lăn, nhưng các công thức thực nghiệm còn chứa nhiều hệ số thực nghiệm nên rất khó xác định, do

đó phương pháp này áp dụng rất khó khăn

Trong quá trình làm việc của máy đầm mặt đường bê tông nhựa, diễn ra quá trình biến dạng của mặt đường Quá trình đầm lèn đó sẽ có hiệu quả tốt với điều kiện sau:

σk=(0,95ữ0,98)σnp = σT (9) trong đó

σk - áp lực định mức của máy đầm lèn mặt đường BTNN

σnp - Độ bền giới hạn của BTNN

σT - Giới hạn chảy của BTNN

áp lực định mức của máy đầm hay giới hạn chảy của BTNN có thể xác định theo công thức sau:

CT 2

i

i K T

B a

P

= σ

=

trong đó:

Pi – Phần tải trọng của máy đầm phân phối lên bánh chủ động ( hay bánh bị động)

BB i - Chiều rộng trống lu chủ động(hay bị động)

a - Hình chiếu bằng của cung tiếp xúc giữa trống lu và mặt đường BTNN

Ta có:

i

i i

B E

R P

Với Ri - Là bán kính của bánh lu chủ động(hay bị động)

Thay biểu thức (11) vào biểu thức (10) ta được:

R

E P B R

B E P

i i i

i i K

Trên cơ sở các kết quả trên và theo [7] ta có công thức xác định hệ số cản lăn giữa bánh lu máy đầm với mặt đường BTNN được xác định như sau:

E R

H 2 f

i T

σ

trong đó:

H – Chiều dày lớp BTNN rải trên mặt đường;

σT – Giới hạn chảy của BTNN;

Ri – Bán kính bánh lu bị động hay bán kính lu chủ động;

E – Môđuyn đàn hồi của BTNN

Công thức xác định hệ số bám giữa bánh lu của máy đầm với mặt đường BTNN như sau:

E R

H 2 P R

M

i

T i

i

ư

=

trong đó: MK – Mômen xoắn của động cơ của máy đầm;

Pi – Phần trọng lượng của máy phân bố lên trục của bánh lu chủ động (hay trục của

bánh lu bị động)

Mặt khác, công thức thực nghiệm mô tả quan hệ giữa môđuyn đàn hồi của BTNN và nhiệt

độ môi trường thi công theo [2] được xác định như sau:

trong đó: c,d – Hệ số thực nghiệm tương ứng với các loại BTNN khác nhau;

T – Nhiệt độ của môi trường thi công, 0C

Thay biểu thức (15) vào các biểu thức (13) và (14) ta sẽ thu được công thức xác định hệ số

cản lăn và hệ số bám giữa bánh lu của máy đầm với mặt đường BTNN có xét đến ảnh hưởng

của nhiệt độ môi trường thi công

ở đây, ta thấy công thức xác định hệ số cản lăn và hệ số bám giữa bánh chủ động (hay

bánh bị động) với mặt đường bê tông nhựa là khác nhau

Như vậy, ta có công thức xác định hệ số cản lăn và hệ số bám đối với bánh bị động của

máy đầm với mặt đường bê tông nhựa như sau:

T d i

T

e C R

H 2

σ

E R

H 2 P R

M

1

T 1

1

ư

=

trong đó: R1 – Bán kính của bánh lu bị động của máy đầm;

P1 – Trọng lượng của máy đầm phân bố trên bánh bị động

Đối với bánh chủ động ta có công thức xác định hệ số bám và hệ số cản lăn giữa bánh lu với mặt đường bê tông nhựa như sau:

T d 2

T

e C R

H 2 f

ư

σ

E R

H 2 P R

M

2

T 2

2

ư

=

trong đó:

R2 - Bán kính của bánh lu chủ động của máy đầm;

P2 - Trọng lượng của máy đầm phân bố trên bánh chủ động

II Kết luận

1 Trong quá trình tương tác của hệ “Máy đầm – mặt đường”, véctơ lực tác dụng của bánh

lu với mặt đường BTN thường lệch so với phương thẳng đứng một góc α1 (từ 80 - 30 đối với bánh

bị động, từ 300 - 190 đối với bánh chủ động) và giảm dần theo sự tăng của số lần đầm Giá trị của véctơ lực này được xác định theo công thức (7) và (8)

2 Đã xây dựng được công thức xác định hệ số cản lăn và hệ số bám giữa bánh chủ động của máy đầm và mặt đường bê tông nhựa công thức (18) và (19), hay giữa bánh bị động của máy đầm với mặt đường bê tông nhựa công thức (16) và (17) Trong đó có tính đến yếu tố ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường thi công

CT 2

Tài liệu tham khảo

[1] Thái Hμ Phi vμ các công 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 atphan làm mặt đường ôtô xét đến điều

kiện chịu tải thực tế Luận văn tiến 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 đường bộ Việt Nam

[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

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

[6] Caluzxki A.A Giáo trình đầm lèn nền đất và lớp mặt đường Matxcơva 1970s