Máy làm đường là một bộ phận quan trọng trong nhóm máy thi công đườnghiện đại. Máy làm đường ngày càng được hoàn thiện về kết cấu và đa dạng vềchủng loại do vậy nghiên cứu lý thuyết kết cấu, tính toán để khai thác sử dụngcũng như thiết kế hoàn thiện máy là một việc làm hết sức cần thiết. Cuốn sách trình bày những nội dung cơ bản về: - Lý thuyết trộn, rải và đầm lèn hỗn hợp vật liệu làm mặt đường giao thông cấp phối bê tông xi măng và bê tông nhựa; - Lý thuyết tính toán và kết cấu các loại máy và trang thiết bị công nghệ phục vụ công việc làm đường; - Qui trình công nghệ sản xuất hỗn hợp bê tông xi măng và bê tông nhựa tại các trạm di động, bán cố định và tại các nhà máy năng suất lớn.
Trang 1Học viện kỹ thuật quân sự
Bộ môn xe máy công binh- khoa động lực
TS trần quang hùng
Máy làm đường
Hà Nội- 2006
Trang 2mục lục
Trang
Lời nói đầu 9
Chương1 máy rải hỗn hợp bê tông xi măng 11
1.1 Công dụng và phân loại 11
1.1.1 Công dụng 11
1.1.2 Phân loại 11
1.2 Kết cấu máy rải bê tông thùng 12
1.2.1 Máy rải bê tông có thùng nạp riêng 12
1.2.2 Máy rải bê tông thùng nạp trực tiếp 15
1.3 Kết cấu máy rải bê tông trục đẩy 18
1.4 Máy rải bê tông xẻng 20
1.5 Lý thuyết tính toán máy rải bê tông thùng 20
1.5.1 Công suất động cơ 20
1.5.2 Năng suất máy rải bê tông thùng 23
1.6 Lý thuyết tính toán máy rải bê tông trục đẩy 24
1.6.1 Công suất động cơ 24
1.6.2 Năng suất máy rải trục đẩy 24
1.6.3 Tính toán bền trục đẩy 25
Chương 2 máy rải bê tông nhựa 27
2.1 Phân loại 27
2.2 Máy rải bê tông nhựa tự hành bánh xích 27
2.3 Lý thuyết tính toán máy rải bê tông nhựa tự hành bánh xích 32
2.3.1 Tính toán kéo 32
2.3.2 Công suất động cơ 34
2.3.3 Năng suất máy rải 37
Chương 3. lý thuyết đầm lèn mặt đường 38
3.1 Những khái niệm chung 38
3.2 Đầm lèn bằng phương pháp đầm lăn 42
3.2.1 Cơ sở lý thuyết đầm lăn 42
3.2.2 Tương tác giữa bề mặt bánh xe đầm với vật liệu mặt đường 47
3.2.3 Hiện tượng tạo sóng vật liệu và các biện pháp khắc phục 50
3.3 Đầm lèn bằng phương pháp đầm rung 51
3.4 Đầm lèn bằng phương pháp đầm búa 54
Trang 33.4.1 Xác định ứng suất cực đại trên bề mặt vật liệu 55
3.4.2 Xác định thời gian va đập 57
3.4.3 Xác định xung va đập riêng 59
3.4.4 Xác định hệ số va đập hữu ích 59
Chương 4 Máy Đầm lăn 63
4.1 Phân loại 63
4.2 Sơ đồ kết cấu đầm lăn 64
4.3 Kết cấu các bộ phận cơ bản 72
4.4 Kết cấu máy đầm lăn 81
4.4.1 Máy đầm Д-300 81
4.4.2 Máy đầm Д-178A và Д-178Б 83
4.4.3 Đầm lăn của hãng Ringxte 85
4.5 Lý thuyết tính toán máy đầm lăn 86
4.5.1 Công suất động cơ 86
4.5.2 Lựa chọn tốc độ đầm 89
4.5.3 Năng suất máy đầm 92
4.6 Tính toán bền một số bộ phận cơ bản 93
4.6.1 Xác định lực cản quay vòng bánh lái 93
4.6.2 Tính toán cơ cấu lái 94
Chương 5. máy đầm rung 95
5.1 Phân loại 95
5.2 Máy rung 96
5.2.1 Phân loại 96
5.2.2 Máy rung lệch tâm 96
5.2.3 Máy rung kiểu chạy 99
5.2.4 Máy rung va đập 101
5.2.5 Cấu tạo máy đầm rung 102
5.3 Xác định các thông số cơ bản của đầm rung 103
5.3.1 Kích thước bề mặt làm việc của đế đầm 105
5.3.2 Tần số dao động 104
5.3.3 Trọng lượng các bộ phận rung 105
5.3.4 Giá trị biên độ và lực kích thích của đầm rung 105
5.3.5 Công suất động cơ 107
Chương 6 máy hoàn thiện mặt đường bê tông 109
6.1 Phân loại 109
Trang 46.2 Kết cấu một số máy hoàn thiện bê tông 110
6.3 Kết cấu máy hoàn thiện của một số nước 115
6.4 Những tính toán cơ bản 116
6.4.1 Những thông số cơ bản 116
6.4.2 Tính toán kéo 117
Chương 7 những khái niệm cơ bản về quá trình trộn và thiết bị trộn 123
7.1 Phân loại phương pháp trộn 123
7.2 Thiết bị làm việc của máy trộn 123
7.2.1 Trộn bằng lưỡi dao 124
7.2.2 Máy trộn kiểu dao phay 125
7.2.3 Thùng trộn tự do 126
7.2.4 Máy trộn xẻng cưỡng bức 127
7.2.5.Thùng trộn kiểu hành tinh 130
7.3 Lý thuyết trộn bằng dao 131
7.4 lý thuyết trộn bằng dao phay 135
7.4.1 Quỹ đạo chuyển động của vật liệu 135
7.4.2 Công suất động cơ 137
7.4.3 Năng suất 139
7.5 Lý thuyết trộn bằng thùng 139
7.5.1 Công suất động cơ 139
7.5.2 Năng suất 143
7.6 Lý thuyết trộn bằng xẻng 144
7.6.1 Công suất động cơ 144
7.6.2 Năng suất 146
Chương 8 Máy trộn rải trực tiếp vật liệu trên mặt đường…… 148
8.1 Công dụng và Phân loại……….…… 148
8.2 Máy trộn đất trực tiếp……… 148
8.3 Máy trộn rải bê tông nhựa trực tiếp trên đường………….…… 153
8.3.1 Máy trộn rải Д-270……… ……… 150
8.3.2 Tổ hợp ba máy……….……… 153
8.4 Tính toán Máy trộn……… 154
8.4.1 Máy trộn hỗn hợp đất……… 154
8.4.2 Tổ hợp ba máy……… 154
Chương 9 máy trộn bê tông nhựa………158
9.1 Phân loại……… 158
Trang 59.2 Sơ đồ công nghệ và kết cấu trạm trộn bê tông nhựa……….… 160
9.3 Kết cấu các bộ phận trạm trộn……… ……… 168
9.3.1 Thiết bị nâng chuyển và cung cấp……… 168
9.3.2 Thùng sấy……… 169
9.3.3 Hệ thống nhiên liệu……… 172
9.3.4 Thiết bị lọc không khí……… 173
9.3.5 Thiết bị định lượng vật liệu……… 176
9.3.6 Thiết bị định lượng và bơm nhựa bi tum……… 178
9.3.7 Thùng trộn……… 180
9.3.8 Động lực và hệ truyền động……… 181
Chương 10 lý thuyết tính toán trạm trộn bê tông nhựa nóng 183
10.1 Năng suất……… 183
10.2 Xác định thông số kết cấu cơ bản của thùng sấy………….… 183
10.3 Xác định các thông số kết cấu cơ bản của thùng trộnkiểu xẻng 185
10.4 Xác định công suất dẫn động thùng sấy……… 191
10.5 Tính toán thiết bị lọc bụi……… ……… 193
10.6 Tính toán bền chi tiết thùng sấy và thùng trộn……… 194
10.7 Tính toán bền chi tiết thùng trộn kiểu xẻng……… 199
Chương 11 Nhà máy sản xuất bê tông nhựa nóng……… 201
11.1 Qui trình công nghệ……….……… 201
11.2 Phân xưởng sản xuất và cất giữ bột khoáng……… 201
11.3 Phân xưởng sấy trộn……….………… 203
11.4 Tính toán thiết kế xưởng sấy trộn……… 211
Chương 12 máy trộn hỗn hợp bê tông xi măng……… 214
12.1 Phân loại……… 214
12.2 Kết cấu các bộ phận cơ bản của máy trộn……… 214
Chương 13 lý thuyết tính toán máy trộn bê tông……… 221
13.1 Năng suất trộn……… 221
13.2 Xác định công suất động cơ……… 221
13.3 Tính toán bền……… ……… 223
13.3.1 Thùng trộn……… 223
13.3.2 Cơ cấu nâng gầu……… 223
13.3.3 Đường dẫn gầu của máy trộn bê tông làm đường………… 227
Chương 14 nhà máy sản xuất bê tông xi măng……… 228
14.1 Phân loại……… 228
14.2 Thiết bị định lượng của nhà máy sản xuất hỗn hợp BTXM khô 228
Trang 614.3 Thiết bị định lượng-trộn của nhà máy sản xuất BTXM 230
14.3.1 Thiết bị hoạt động không liên tục……….……… 230
14.3.2 Thiết bị hoạt động liên tục……… 232
14.4 Thiết bị định lượng……….……… 233
14.5 Lựa chọn, phân bố thiết bị trong nhà máy……… 236
14.6 Những tính toán cơ bản khi thiết kế xưởng định lượng- trộn… 239
Tài liệu tham khảo……… 241
Trang 7lời nói đầu
Máy làm đường là một bộ phận quan trọng trong nhóm máy thi công đường hiện đại Máy làm đường ngày càng được hoàn thiện về kết cấu và đa dạng về chủng loại do vậy nghiên cứu lý thuyết kết cấu, tính toán để khai thác sử dụng cũng như thiết kế hoàn thiện máy là một việc làm hết sức cần thiết
Một trong những môn học chính của chương trình đào tạo kỹ sư chuyên
ngành Xe máy công binh và kỹ sư chuyên ngành Máy xây dựng là môn Máy
làm đường
Bố cục và toàn bộ nội dung của cuốn sách này được biên soạn dựa trên cơ sở
chương trình môn học Máy làm đường đã được Học viện kỹ thuật quân sự phê
duyệt và đã qua giảng dạy
Cuốn sách trình bày những nội dung cơ bản về:
Lý thuyết trộn, rải và đầm lèn hỗn hợp vật liệu làm mặt đường giao thông cấp phối, bê tông xi măng và bê tông nhựa;
Lý thuyết tính toán và kết cấu các loại máy và trang thiết bị công nghệ phục vụ công việc làm đường;
Qui trình công nghệ sản xuất hỗn hợp bê tông xi măng và bê tông nhựa tại các trạm di động, bán cố định và tại các nhà máy năng suất lớn
Cuốn sách này dùng làm giáo trình cho môn học Máy làm đường đào tạo kỹ sư chuyên ngành Xe máy công binh và kỹ sư chuyên ngành Máy xây dựng, ngoài
ra còn có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho cán bộ thiết kế kỹ thuật và người sử dụng máy làm đường
Do xuất bản lần đầu nên không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, rất mong nhận
được ý kiến phê bình của bạn đọc
Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS - TS - NGƯT Vũ Thế Lộc và các đồng
nghiệp đã giúp đỡ để hoàn thành cuốn sách này
Tác giả
Trang 9Chương 1 máy rải hỗn hợp bê tông xi măng 1.1 Công dụng và phân loại
1.1.1 Công dụng
Đặc điểm của mặt đường bê tông xi măng (BTXM) là có độ cứng bề mặt rất cao, độ bền cao đặc biệt trong trường hợp có cốt thép, có khả năng chịu được nước và ít phải bảo dưỡng sửa chữa trong thời gian sử dụng Ưu điểm nổi trội của mặt đường BTXM là dễ làm phẳng bề mặt trong thi công mới cũng như trong sửa chữa Tuy nhiên chi phí xây dựng mặt đường BTXM rất cao do vậy đường BTXM chỉ được sử dụng đối với những đoạn đường có tải trọng rất lớn như đường bay, sân bay, đường có cường độ sử dụng cao, đường trong môi trường nước như
đường lên xuống bến phà… Với đặc điểm đó thi công mặt đường BTXM phải
được thực hiện bằng máy và phải bảo đảm được chất lượng của mặt đường
Máy rải hỗn hợp BTXM được sử dụng để thi công mặt đường giao thông,
đường bay, sân bay Máy có chức năng rải và san phẳng sơ bộ hỗn hợp BTXM với độ dày nhất định trên mặt nền đường đã được chuẩn bị trước Máy thực hiện các công việc nhận hỗn hợp BTXM từ xe vận chuyển chuyên dùng hoặc từ máy trộn bê tông chuyển động trước máy rải, phân phối và san gạt phẳng hỗn hợp trên mặt đường theo độ dày cho trước
1.1.2 Phân loại
Theo nguyên lý làm việc máy rải hỗn hợp BTXM có thể chia làm 2 loại: máy
rải liên tục và máy rải không liên tục Ưu điểm của máy làm việc liên tục là năng suất cao, tuy nhiên yêu cầu về đảm bảo định lượng bê tông rất cao và phải luôn luôn cung cấp đủ bê tông Nhược điểm của máy rải liên tục là yêu cầu đồng bộ tổ hợp máy cao, kết cấu phức tạp Ưu điểm của máy rải hoạt động có chu kỳ (không liên tục) là cấu tạo đơn giản, đảm bảo được độ dày lớp rải chính xác Nhược điểm của máy rải không liên tục là năng suất lao động thấp
Theo kết cấu của bộ phận làm việc máy rải hỗn hợp bê tông xi măng được
chia thành các loại đây, hình 1.1:
1 Máy rải BTXM thùng nạp trực tiếp, (h 1.1a, b);
2 Máy rải BTXM thùng nạp riêng, (h 1.1c);
3 Máy rải BTXM trục đẩy, (h 1.1d);
Trang 104 Máy rải BTXM xẻng, (h 1.1e)
Máy rải thùng nạp trực tiếp nhận hỗn hợp bê tông trực tiếp phía bên sườn từ máy trộn bê tông di chuyển trên ray hoặc bánh xích bên cạnh máy rải Các loại máy này có chiều cao thùng nhận bê tông lớn
Đối với máy rải có thùng nạp riêng (thùng tích chứa), trước hết bê tông được nạp vào thùng tích chứa sau đó cung cấp cho thùng phân phối Thùng tích chứa
được đặt ở giữa hoặc bên sườn máy có thể nhận bê tông từ xe vận chuyển chuyên dùng và có chiều cao thùng không lớn
Máy rải trục đẩy và máy rải xẻng san theo quan điểm của một số chuyên gia
Mỹ các loại máy này có ưu điểm là bê tông sẽ được trộn lại trong quá trình rải nhờ vậy chất lượng mặt đường sẽ tốt hơn
Các loại máy rải bê tông phổ biến là máy rải thùng nhận bê tông trực tiếp và máy rải trục đẩy
Ngoài ra còn có thể phân loại máy rải bê tông theo chiều rộng bề mặt rải Thay đổi chiều rộng bề mặt rải được thực hiện nhờ sự thay đổi kích thước khung của máy rải
Máy rải hỗn hợp xi măng bê tông thường là máy tự hành chuyển động bằng bánh xích hoặc trên đường ray
1.2 Kết cấu máy rải bê tông thùng
Máy rải bê tông thùng có loại máy rải bê tông có thùng nạp riêng và máy rải
bê tông thùng nạp trực tiếp
1.2.1 Máy rải bê tông có thùng nạp riêng
Máy rải bê tông có thùng nạp riêng do Nga chế tạo có ký hiệu Д-181A, hình
1.2 Cấu tạo của máy bao gồm một xe tự hành, trên khung xe có lắp một thùng
Hình 1.1 Sơ đồ các dạng máy rải hỗn hợp bê tông xi măng:
1- khung máy; 2- thùng phân phối; 3- thùng nạp riêng; 4- trục đẩy;
5- tấm đầm; 6- xẻng san gạt
Trang 11nạp bê tông 1, thùng phân phối 7, hệ thống truyền động và các cơ cấu điều khiển máy Sau khi nhận bê tông từ xe vận chuyển, thùng nạp 1 được nâng lên nhờ tời 4
và đổ vào thùng phân phối 7 Cơ cấu an toàn 2, có nhiệm vụ ngắt dừng chuyển
động của thùng nạp riêng khi thùng đã đổ hết bê tông Thùng phân phối 7 có cửa phân phối, di chuyển ngang theo ray đặt trên khung xe 10, phân phối bê tông theo chiều ngang mặt đường với độ dày cho trước Độ dày bê tông được điều chỉnh nhờ khung 9 đặt ngay dưới thùng phân phối
Sự di chuyển của thùng phân phối được thực hiện nhờ cơ cấu tời cáp, và tự
Thế hệ sau của máy rải bê tông Д-181A là máy Д-181Б, loại máy này khác ở
chổ bố trí thùng nạp ở giữa máy rải
Trang 131.2.2 Máy rải bê tông thùng nạp trực tiếp
Máy rải bê tông thùng nạp trực tiếp có 2 loại: loại thùng nạp đặt cao và loại thùng nạp đặt thấp
Máy rải bê tông thùng nạp đặt cao thường nhận bê tông từ máy trộn bê tông
di chuyển trên đường ray ngay phía trước máy rải, các máy trộn và máy rải làm việc đồng bộ với nhau
Hình 1.3 Các dạng bánh xe thay đổi của máy rải bê tông,
a- các bánh xe chạy trên đường ray; b- một dãy bánh xe chạy trên
đường ray, dãy kia- trên đường bê tông; c- các bánh xe chạy trên
đường bê tông;
Trang 14Máy rải bê tông thùng nạp đặt thấp Д-375 được biểu diễn trên hình 1.4 Máy
nhận bê tông từ các xe vận chuyển chuyên dùng Bê tông được nhận bên sườn máy rải
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy rải bê tông thùng nạp trực tiếp tương
tự như máy rải thùng nạp riêng Chỉ khác ở chổ là ở máy rải thùng nạp trực tiếp không có thùng nạp riêng và các cơ cấu dẫn động nó Thùng phân phối thường là loại không có đáy, đặt ở vị trí thấp
Những thông số cơ bản của máy rải BTXM Д-375:
Trang 161.3 Kết cấu máy rải bê tông trục đẩy
Máy rải bê tông trục đẩy Д-227, hình 1.5 là máy rải tự hành có khung tựa
trên các bánh xe và các thiết bị làm việc lắp trên khung, trục đẩy phân phối, thùng phân phối và hệ thống dẫn động thiết bị làm việc
Máy rải bê tông trục đẩy thường có hai trục đẩy Hai trục đẩy của máy rải tựa trên 3 gối, có thể thay đổi độ cao trong khoảng 0-250mm, nhờ đó có thể điều chỉnh độ dày lớp rải mặt đường và biên dạng mặt đường Các trục đẩy có dẫn
động độc lập nhau, có thể đổi chiều quay điều này cho phép phân phối bê tông trên mặt đường đều hơn và không phụ thuộc vào vị trí đổ bê tông trên mặt đường
đã được chuẩn bị
Hai tấm san định dạng mặt đường được đặt ngay sau trục đẩy để san phẳng
bê tông theo chiều dày cho trước Tấm san được điều chỉnh độ cao bằng vít để bảo đảm độ dày thích hợp
Trên máy rải lắp động cơ diesel Д-35, công suất 27kW để dẫn động trục đẩy
và di chuyển máy
Bánh xe di chuyển máy rải bê tông Д-227 có các dạng như hình 1.3 Để lực
kéo đạt giá trị lớn nhất các bánh xe đều là bánh chủ động
Máy rải bê tông trục đẩy là máy hoạt động liên tục có năng suất cao hơn máy rải thùng Máy rải loại này được sử dụng phổ biến ở Mỹ
Trang 18
1.4 Máy rải bê tông xẻng
Thiết bị làm việc của máy rải bê tông xẻng là xẻng phân phối 1, hình 1.6 Xẻng di chuyển tịnh tiến-lùi theo phương vuông góc với trục đường Máy rải chuyển động theo trục đường Cạnh gạt của xẻng có thể đặt ở độ cao phù hợp với
độ dày lớp bê tông mặt đường cần rải Khi di chuyển đến vị trí ngoài cùng chạm công tắc 15, xẻng tự động quay 180o và di chuyển theo chiều ngược lại
Máy rải bê tông xẻng thường được trang bị thêm bộ phận đầm sơ bộ dạng rung Nhờ đó máy hoàn thiện bê tông đi sau máy đầm chỉ cần đi qua một lượt
1.5 lý thuyết tính toán máy rải bê tông thùng
đổi chiều chuyển động của xe con mang xẻng
Trang 19N=N1+N2 (1.1) trong đó: N1- công suất nâng thùng nạp riêng;
N2- công suất di chuyển thùng phân phối
- Công suất di chuyển máy rải bê tông đến vệt rải tiếp theo, N3
bắt đầu quay thùng để đổ bê tông, lúc này lực cáp nâng thùng S1 và lực cáp tang tời S2 cũng đạt giá trị lớn nhất
Theo sơ đồ tính toán hình 1.7 ta có:
a
Gb S
2 1= (1.2) trong đó: 2S1- lực kéo hai nhánh cáp, N;
G - trọng lượng tổng cộng của thùng và bê tông,N:
n
k 1
1 102
v S 2 N
η
= (1.3)
trong đó:vk- tốc độ nâng thùng, m/s;
ηn- hệ số truyền động hữu ích cơ cấu nâng thùng Tốc độ nâng thùng được xác định theo công thức, m/s:
60
n D
vk = π 1
(1.4) trong đó: D1- đường kính tang nâng thùng, m;
n- tốc độ quay của tang, v/ph
Tốc độ nâng thùng được lựa chọn phù hợp sao cho thời gian nâng thùng khoảng 15-20 giây
Hình 1.7 Sơ đồ tính toán lực căng cáp
nâng thùng
Trang 20Thay các giá trị từ (1.2) và (1.4) vào (1.3) ta được:
n
1
1 60 102 a
G nbD N
D S 2 S
trong đó: D2- đường kính tang nâng thùng nhánh cáp S2;
ησ- hệ số truyền động hữu ích của hệ puly
Lực cản xuất hiện khi thùng phân phối di chuyển san gạt bê tông bao gồm: lực cản di chuyển thùng phân phối theo đường ray, lực cản gạt cột bê tông chảy ra
từ cửa thùng và lực cản quán tính khởi động thùng phân phối
Lực cản di chuyển thùng theo đường ray xác định theo biểu thức sau:
W1= (Gt + Gbt - γblH)f trong đó: Gt - trọng lượng thùng, N;
Gbt - trọng lượng bê tông trong thùng, N;
b, l- chiều rộng và chiều dài cửa xả của thùng, m;
H- chiều cao bê tông trong thùng, m;
γ- trọng lượng riêng của bê tông, γ= 22000N/m3;
f- hệ số cản lăn bánh xe di chuyển thùng, f= 0,05
Lực cản gạt cột bê tông có thể xác định theo công thức:
W2= kb,
trong đó: k- hệ số cản gạt riêng, đối với bê tông k= 9000N/m
Lực cản quán tính khởi động thùng phân phối:
p
t bt t
v g
G G
W = +
trong đó: vt- vận tốc chuyển động của thùng, m/s;
tp- thời gian gia tốc, t = 0,75-1,5s
η
=
trong đó: ηn- hiệu suất truyền động hữu ích của hệ thống di chuyển thùng
Trang 21Lực cản chuyển động toàn bộ máy rải bê tông theo ray sẽ là:
W = (Gm + Gbt)(f + i) trong đó: Gm- trọng lượng máy rải bê tông, N;
Wv
N3 m
trong đó: vm- tốc độ chuyển động lớn nhất của máy, m/s;
η- hệ số truyền động hữu ích của hệ thống di chuyển máy rải
Trong trường hợp máy rải bê tông có thùng nạp riêng làm việc không liên tục công suất động cơ chỉ bao gồm hai thành phần N1 và N2 vì tổng N1và N2 luôn luôn lớn hơn N3
Đối với máy rải bê tông thùng nạp trực tiếp, công suất của động cơ bao gồm hai thành phần N2 và N3
1.5.2 Năng suất máy rải bê tông thùng
Năng suất máy rải bê tông thùng phụ thuộc vào thời gian nhận bê tông, vận chuyển và phân phối bê tông, dung tích thùng, tốc độ di chuyển thùng và di chuyển máy rải
Năng suất máy rải bê tông có thùng nạp riêng có thể xác định theo công thức:
4 3 2 1
3600
t t t t
q Q
+ + +
= m3/h (1.5)
Đối với máy rải thùng nạp trực tiếp:
4 3 1
3600
t t t
q Q
+ +
= m3/h
trong đó: q- dung tích thùng, m3;
t1- thời gian nhận bê tông vào thùng nạp riêng hoặc vào thùng nhận trực tiếp, s;
t2- thời gian chuyển bê tông từ thùng nạp riêng đến thùng phân phối, s;
t3- thời gian phân phối bê tông và quay thùng về vị trí ban đầu;
t4- thời gian di chuyển máy rải đến vị trí mới, s
Trang 22
1.6 lý thuyết tính toán máy rải bê tông trục đẩy
1.6.1 Công suất động cơ
Máy rải trục đẩy di chuyển tịnh tiến dọc trục đường Trục đẩy của máy rải bê tông có nhiệm vụ đẩy bê tông theo phương ngang từ giữa ra hai phía mặt đường hoặc ngựơc lại
Xác định công suất cần thiết cho trục đẩy cần xét đến các điều kiện: năng suất trục đẩy bằng năng suất máy rải, quãng đường di chuyển bê tông khi máy làm việc liên tục bằng chiều rộng của vệt rải
Công suất cần thiết cho trục đẩy sẽ là, kW:
η
ω
= 102 6 , 3
QL
N1 (1.6) trong đó: Q- năng suất trục đẩy, t/h;
L- quãng đường di chuyển bê tông, m;
ω- hệ số cản chuyển động, với bê tông ω = 4,0;
η- hiệu suất truyền động hữu ích từ động cơ đến trục đẩy
Công suất di chuyển máy rải theo đường ray được xác định theo công thức, kW:
η
= 102
v W
N2 m (1.7) trong đó: vm- tốc độ di chuyển máy, m/s;
W- tổng lực cản di chuyển máy rải:
à2- hệ số ma sát giữa bê tông và bê tông, à2= 1,2ữ1,3
Tổng công suất của máy rải trục đẩy:
N = N1 + N2
1.6.2 Năng suất máy rải trục đẩy
Năng suất máy rải trục đẩy được xác định theo công thức:
Trang 23h m n
bhv
Q= 60 m , 3 / (1.8) trong đó: b- chiều rộng mặt đường, m;
h- chiều dày lớp bê tông mặt đường, m;
vm- tốc độ di chuyển của máy rải, m/ph;
n- số vệt rải
1.6.3 Tính toán bền trục đẩy
Trục đẩy chịu các lực tác động sau đây: lực ngang K, lực dọc P và mô men xoắn Mkp, hình 1.8
Mô men xoắn xác định theo công thức, Nm:
n
N 716200
Mkp =
trong đó: N- công suất một trục đẩy, xác định theo công thức (1.6) không tính đến hệ
số hữu ích, tức là:
kW , 102 6 , 3 2
N P
trong đó: α- góc nâng đường xoắn trục đẩy ở bán kính r;
ρ- góc ma sát giữa bê tông và bề mặt trục đẩy (tgρ= 0,6; ρ= 30o58) Coi lực ngang phân bố đều dọc trục đẩy, mô men uốn tại mặt cắt trung bình
sẽ là:
Hình 1.8 Sơ đồ lực tác dụng lên trục đẩy
máy rải bê tông
Trang 24trong đó: l- chiều dài trục giữa hai gối;
W- mô men uốn của trục đẩy
ứng suất nén:
, F
P u σ hay , F
P u σ
trong đó: F- tiết diện trục đẩy;
=
Trang 25Chương 2 máy rải bê tông nhựa 2.1 Phân loại
Máy rải bê tông nhựa (BTN) được sử dụng để rải bê tông nhựa lên mặt đường
có độ dày 30-150 mm
Hiện nay có 3 loại máy rải bê tông nhựa:
1- Máy rải không tự hành được xe tự đổ kéo theo, có nhiệm vụ phân phối và san gạt hỗn hợp bê tông nhựa;
2- Máy rải tự hành di chuyển trên đường ray có công dụng phân phối, san
đều và đầm sơ bộ hỗn hợp bê tông nhựa;
3- Máy rải tự hành bánh xích (có một số ít trường hợp là bánh lốp) có nhiệm
vụ phân phối, san đều và đầm sơ bộ hỗn hợp bê tông nhựa
Máy rải không tự hành có công suất nhỏ, chất lượng công việc không cao, ít
được sử dụng Máy rải chạy trên ray có nguyên lý làm việc tương tự máy rải bê tông, ít được sử dụng do chi phí làm đường ray cao Hiện nay phổ biến hơn cả là máy rải bê tông nhựatự hành bánh xích
2.2 Máy rải bê tông nhựa tự hành bánh xích
Máy rải bê tông nhựa tự hành bánh xích đặc biệt có năng suất cao, được sử dụng để rải hỗn hợp bê tông nhựa cũng như hỗn hợp đất đá với các chất dính kết hữu cơ khác
Quá trình làm việc của máy rải bê tông nhựa được biểu diễn trên hình 2.1 Xe
ôtô tự đổ 5 chạy lùi đổ hỗn hợp vào thùng tiếp nhận 4 Máy rải đẩy xe tự đổ về phía trước nhờ bánh tỳ tiếp xúc 6 Băng tải mềm 7 đưa vật liệu đến trục xoắn 8, trục xoắn 8 phân phối hỗn hợp bê tông theo chiều ngang của mặt đường Tấm
đầm 9 đầm lèn hỗn hợp bê tông nhựa và tạo biên dạng mặt đường Sau đó bề mặt
đường được trang phản bằng tấm trang 10 và cố định biên dạng mặt đường Tiếp theo, mặt đường sẽ được đầm chặt bằng đầm lăn
Máy rải bê tông nhựa Д-150A (h 2.2) bao gồm 2 bộ phận: phần máy kéo
gồm một khung xe bánh xích, trên khung gắn động cơ, bộ truyền lực, cơ cấu điều khiển, thùng đựng hỗn hợp các cơ cấu cung cấp và phân phối hỗn hợp và phần thiết bị treo đó là khung 11 có dạng chữ U nối khớp bản lề với khung máy kéo Trên khung 11 lắp các thiết bị làm việc tấm đầm búa 13 và tấm trang 14
Trang 26Trong tư thế làm việc, tấm trang 14 sẽ đỡ khung treo, trượt trên bề mặt và trang phẳng lớp hỗn hợp bê tông nhựa Khớp bản lề liên kết khung treo thiết bị làm việc (TBLV) với khung xe làm cho khung treo có sự dịch chuyển trong mặt phẳng thẳng đứng không lớn khi xe xích chuyển động trên mặt đường không bằng phẳng, điều này rất có ý nghĩa trong việc bảo đảm độ phẳng bề mặt bê tông nhựa được rải Để tấm trang làm việc đúng cần phải bảo đảm điều kiện sao cho bề mặt làm việc của tấm đầm búa khi ở vị trí thấp nhất sẽ thấp hơn 0,4m so với bề mặt tấm trang Thực hiện điều chỉnh vị trí làm việc của các tấm đầm búa và tấm trang bằng cách nâng hoặc hạ trục lệch tâm nhờ cơ cấu nêm hoặc vít Khi làm việc trọng lượng của TBLV và một phần khung treo tì lên tấm trang
Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ máy rải bê tông nhựa,
1- Bánh vít điều khiển tấm trang; 2- khung TBLV;
3-động cơ; 4- thùng; 5- xe tự đổ; 6- bánh đẩy; 7- thiết bị cung cấp; 9- tấm đầm nện; 10- tấm trang
Trang 28áp lực tấm trang lên vật liệu đạt 1,0-1,2N/cm Trong trường hợp hỗn hợp không cần đầm quá chặt, khung treo được treo bằng dây cáp có lò xo giảm chấn Quá trình làm việc của tấm trang được thể hiện trên hình 2.3 Tấm trang 1
được treo trên khung TBLV 8 nhờ các khớp cầu 2, 3, 4 (h 2.3a) Nhờ phương pháp treo như vậy nên các tấm đầm búa và tấm trang dịch chuyển tự do theo phương thẳng đứng, điều này bảo đảm được biên dạng mặt đường định trước và
độ dày lớp mặt đường trong khoảng 30-150mm
Theo như hình 2.3b, khi gá đặt đầu bên phải và đầu bên trái của tấm trang trên một mặt phẳng sẽ cho ta biên dạng mặt đường là mặt phẳng ngang Khi hạ
đầu bên trái 2 xuống thấp hơn đầu bên phải nhờ vít 6 sẽ cho biên dạng mặt đường phẳng nghiêng (h 2.3b)
Khi hạ cả 2 khớp hai đầu của tấm trang bẻ tấm trang bằng khớp 10 nhờ vít 11
ta có thể nhận được mặt đường 2 biên dạng hình 2.3d Sơ đồ điều chỉnh độ dày mặt đường được biểu diễn ở hình 2.3e-i
Vị trí hình 2.3e, tấm trang nằm trong mặt phẳng song song với mặt đường Góc giữa tấm trang 1 và khung treo TBLV 8 là β, độ dài vít 6 giữa các khớp 2 và
4 là a ứng với độ dày lớp mặt đường bằng không Vặn vít 6 sao cho độ dài giữa khớp 2 và 4 tăng lên một giá trị x nào đó (h 2.3f) Khớp 2 vẫn nằm trên mặt
đường, khớp 3 của khung treo 8 bị nâng lên, lúc này góc β tăng thêm một giá trị bằng (β +α) còn cạnh dưới của tấm trang tạo với mặt đường một góc α
Khi máy di chuyển về phía trước tấm trang di chuyển và được nâng dần lên theo mặt phẳng nghiêng một góc α cho đến khi bề mặt tấm trang song song với mặt đường (h 2.3g) và giữ ở độ cao h đúng bằng độ dày lớp mặt đường
Độ dày h được giữ cố định khi máy rải di chuyển tịnh tiến về phía trước Để giảm độ dày h, vặn vít 6 ngược lại, khoảng cách giữa các khớp 2 và 4 giảm đi một giá trị x1 nào đó, khoảng cách đó còn lại a + x - x1 (h 2.3h) Lúc này khớp 2 bị nâng lên, vì tâm quay tức thời của hệ thống chỉ có thể ở điểm O1, và mặt phẳng dưới của tấm trang làm với mặt phẳng mặt đường một góc âm α1
Khi máy di chuyển về phía trước, tấm trang sẽ đi xuống, cắt sâu vào vật liệu cho đến khi mặt phẳng tấm trang song song với mặt đường Kết quả là độ dày của lớp mặt đường giảm xuống h1 (h 2.3i)
Tấm chia độ 7 (h 2.3a) chỉ mức độ dày tương ứng của lớp rải mặt đường Như vậy độ dày mặt đường có thể điều chỉnh tùy chọn trong quá trình làm việc của máy
Dẫn động tất cả các cơ cấu làm việc của máy rải và cơ cấu di chuyển bằng
động cơ Y-5MA công suất 40ml, tốc độ vòng quay động cơ n= 1400 vòng/phút
Trang 30Hộp số có 6 số tiến (v= 1,6; 2,7; 4,5; 7,5; 12,2 và 32m/ph) và 3 số lùi (v= 7,5; 12,2 và 34 m/ph)
Tất cả các cần điều khiển đều được bố trí trên cùng một bảng điều khiển (cần
điều khiển quay vòng, cơ cấu cung cấp và trục đẩy hỗn hợp)
Khoảng sáng gầm xe của máy rải vào khoảng 90mm cho phép máy di chuyển trên bề mặt đường đã được chuẩn bị rải bê tông nhựa Trọng lượng của máy rải 12t, năng suất rải đến 100 t/giờ
2.3 lý thuyết tính toán máy rải bê tông nhựa tự
hành bánh xích
2.3.1 Tính toán kéo
Tổng lực cản di chuyển máy rải bê tông nhựa bánh xích bao gồm các thành phần sau đây:
W1- lực cản di chuyển của máy;
W2, W3- lực cản di chuyển bộ thiết bị làm việc theo máy;
W4- lực cản đẩy xe tự đổ
Lực cản di chuyển của máy W1 được xác định như sau:
W1 = (Gm + Gc)(f +i) (2.1) trong đó: Gm- trọng lượng toàn bộ máy rải, N;
Gc- trọng lượng bê tông trong thùng bằng trọng lượng bê tông nhựa của
xe ôtô tự đổ, N;
f- hệ số cản chuyển động xe xích, f = 0,03 ữ0,04;
i- độ dốc lớn nhất của đường bê tông nhựa, i = 0,07
Lực cản di chuyển TBLV theo hướng chuyển động của máy rải bao gồm lực cản di chuyển khối bê tông nhựa tích trước tấm đầm búa W2 và lực cản ma sát chuyển động W3 giữa bề mặt tầm đầm búa và tấm trang với bề mặt bê tông
Lực cản W2 xác định theo công thức:
W2 = Qà2 (2.2) trong đó: Q- trọng lượng khối bê tông nhựa tích trước tấm đầm búa, N;
à2- hệ số ma sát trong của bê tông nhựa, à2 = 1,2 ữ1,4
Coi chiều dài khối bê tông l bằng chiều rộng mặt rải, chiều cao khối bê tông
Trang 31lượng riêng bê tông- γ Trọng lượng khối bê tông nhựa tích trước tấm đầm búa có thể xác định gần đúng như sau:
γ
= l 2
bh
Q (2.3) Lực cản W3 xác định theo công thức:
W3 = (Gtđ + Gtt)à1 (2.4) trong đó: Gtđ - trọng lượng đầm búa;
Gtt - trọng lượng tấm trang;
à1- hệ số ma sát giữa thép và bê tông nhựa, à1 = 0,6 - 0,62
Lực cản đẩy xe ôtô tự đổ bê tông nhựa:
W4 = Ga(fo + i) trong đó: Ga- trọng lượng xe ôtô đầy hỗn hợp;
gt
v G G
W = +
trong đó: v- tốc độ làm việc của máy, m/s;
t- thời gian gia tốc, t = 1- 2s
Tổng lực cản chuyển động máy rải bê tông nhựa sẽ là:
5 4 3 2
102 60
Wv N
η η
2
v
N 102 60
T = η ≤ ϕ
trong đó: vmin- tốc độ nhỏ nhất, m/ph;
ϕ- hệ số bám, ϕ = 0,3-0,5
Trang 322.3.2 Công suất động cơ
Tổng công suất động cơ máy rải bê tông nhựa bao gồm công suất các bộ phận của máy:
N1- công suất để di chuyển máy;
N2- công suất làm việc của máy đầm búa;
N3- công suất làm việc của trục đẩy;
N4- công suất cơ cấu trộn;
N5- công suất làm việc cơ cấu băng tải cung cấp vật liệu;
N6- công suất làm việc của bơm
khối bê tông nhựa tích trước đầm khi máy di chuyển
Công chi phí cho nâng đầm và hạ đầm cưỡng bức bao gồm công nâng đầm và công thắng lực quán tính
Công thắng lực quán tính sau một vòng quay của trục lệch tâm là:
2
vvmA
2 2 2
v1, v2- tốc độ di chuyển lớn nhất của đầm về hai phía
Giá trị tuyệt đối v1 bằng v2
n r G A
2 2 td 2 2 2
102 60
An N
η
= (2.7)
Trang 33trong đó: η3- hệ số hữu ích truyền động trục lệch tâm
Lực cản ma sát tấm đầm và tấm trang với bề mặt vật liệu:
Wtd = W2(à1+f) trong đó: W2, à1- theo như phần tính toán kéo ở công thức (2.2);
f- hệ số ma sát trượt giữa thép và thép, f = 0,2
Khi đầm chuyển động đi lên lực cản sẽ cộng thêm trọng lượng của đầm:
Wtd+ Gtđ, khi đầm chuyển động xuống: Wtd- G tđ Từ đó thấy rằng công nâng đầm
được bù lại khi hạ dầm, do vậy sẽ không tính đến công nâng đầm
Tốc độ dao động trung bình của đầm có thể xác định theo công thức:
s/m,T
r4
vcp =trong đó: r- độ lệch tâm của trục lệch tâm, m;
"
2
102
v W N
102 6 , 3
H L Q N
η
+ ω
= (2.8)
trong đó: Q1- năng suất trục đẩy, Q1 = 0,6Qm t/h;
Qm- năng suất của máy rải;
L- hình chiếu ngang quãng đường dịch chuyển vật liệu, m, có thể coi:
2
B
L= , B- chiều rộng rải, m;
H- chiều cao nâng vật liệu, với máy rải H = 0;
ω- hệ số cản chuyển động, với vật liệu là bê tông nhựa ω = 5,0;
n4- hệ số hữu ích truyền động cho trục đẩy
trường hợp trộn bằng dao phay, chi phí cho cắt vật liệu, theo A D Dalin:
Trang 34kW , 102 100
v- vận tốc di chuyển máy rải, cm/ph;
n- tần số quay trục máy trộn;
zo- số xẻng trong mặt phẳng vuông góc với trục máy trộn;
h- độ sâu ngập xẻng, lấy bằng chiều dài xẻng, cm;
z- tổng số xẻng trên trục máy trộn;
η5- hệ số hữu ích truyền động từ động cơ đến trục máy trộn
chuyển hỗn hợp bê tông nhựa và để thắng lực cản ma sát chuyển động giữa lớp vật liệu bị cửa thùng chặn lại và vật liệu di chuyển trên băng chuyển
Công suất chi phí cho vận chuyển vật liệu đ−ợc xác định theo biểu thức, kW:
102 6 , 3 102 6 , 3
' 5
H Q L
Q
, trong đó: Qm - năng suất, t/h;
5
102
v W N
η
=
trong đó: W0- lực cản lớn nhất trên bánh sao chủ động, N;
v- tốc độ băng tải, m/s;
η6- hệ số hữu ích truyền động từ động cơ đến bánh sao chủ động
Giá trị W0 có thể xác định theo biểu thức:
W0 = Scđ - Sbđ +Wnp
trong đó: Scđ và Sbđ- lực căng nhánh chủ động và nhánh bị động của xích dẫn
động băng chuyển;
Wnp- lực cản trên bánh sao chủ động băng chuyển
Trang 35Lực cản ma sát chuyển động giữa lớp vật liệu bị cửa thùng chặn lại và vật liệu di chuyển trên băng chuyển, khi cửa thùng không mở hết:
Wa = kGcà2trong đó: Gc- trọng lượng hỗn hợp bê tông nhựa đầy thùng, N;
k- hệ số tính đến lượng vật liệu còn lại trong thùng, k = 0,5- 0,6
Công suất chi phí để thắng lực ma sát này là:
' 5
N = +
trang cần nung nóng đến 100-125oC, thông thường công suất này không vượt quá 0,36-0,73kW do đó có thể bỏ qua
Tổng công suất máy rải bê tông nhựa sẽ là:
N = N1 + N2 + N3 + N4 + N5 + N6
2.3.3 Năng suất máy rải
Năng suất máy rải bê tông nhựa xác định theo công thức:
h t hBv
Q m = γ, / (2.9) trong đó: h- độ dày mặt đường, m;
B- chiều rộng đường, m;
v- tốc độ di chuyển máy rải, m/h;
γ- trọng lượng riêng bê tông nhựa, t/m3
Trang 36
Chương 3
lý thuyết đầm lèn mặt đường 3.1 Những khái niệm chung
Để bảo đảm sự di chuyển của các phương tiện vận tải đồng thời chịu được tác
động của môi trường mặt đường giao thông phải đảm bảo đủ độ bền, độ chặt và
độ bằng phẳng bề mặt
Các loại hỗn hợp vật liệu được sử dụng làm mặt đường như đá dăm, sỏi, hỗn hợp bê tông, hỗn hợp bê tông nhựa đều nằm trong trạng thái tơi xốp, không chặt nên không đủ độ bền bảo đảm sự qua lại bình thường của các phương tiện vận tải vận tải Do vậy mặt đường cần phải được đầm lèn đủ chặt bằng nhiều phương pháp và được thực hiện bằng nhiều loại máy khác nhau
Quá trình đầm chặt các hổn hợp vật liệu cấu tạo mặt đường là một quá trình nhiều pha, bao gồm pha rắn, pha lỏng và pha khí Khi đầm lèn, các hạt rắn sẽ dịch chuyển gần nhau hơn, không khí và trong một số trường hợp cả chất lỏng cần phải chèn đẩy ra ngoài
Đầm lèn vật liệu phủ bề mặt đường được thực hiện bằng các máy đầm lèn hiện đại, hoạt động theo nguyên tắc tạo tải trọng bằng các bánh xe quay liên tục Trong quá trình cấp tải, hình 3.1 trạng thái ứng suất của vật liệu tăng đến giá trị lớn nhất, phụ thuộc vào công suất của máy Khi dỡ tải, trạng thái ứng suất giảm xuống, và sau một khoảng thời gian nào đó chu trình đó được lặp lại
Nghiên cứu lý thuyết quá trình đầm lèn có chu kỳ bề mặt đường khá phức tạp, vì tính chất của vật liệu cấu tạo mặt đường (độ chặt, độ bền, độ đàn hồi ) bị thay đổi không chỉ trong qúa trình đầm lèn ở lớp đầm kế tiếp mà còn bị thay đổi ngay cả ở trong một lớp đầm
Hiệu quả đầm lèn vật liệu cấu tạo mặt đường được xác định bởi giá trị biến dạng dẽo không phục hồi khối lượng vật liệu được đầm lèn
Do vật liệu cấu tạo mặt đường không đồng nhất, quá trình dịch chuyển dẻo dưới tác động của tải trọng lúc đầm chỉ xẩy ra cục bộ tại các vùng riêng biệt và sau đó phát triển kết hợp thành vùng lớn Biến dạng vật liệu đàn hồi xảy ra trong một khoảng thời gian
Các loại vật liệu như bê tông, bê tông nhựa thuộc loại vật liệu dẻo, đàn hồi và dính, tốc độ thay đổi trạng thái ứng suất cao
Trang 37Khi đầm lèn vật liệu là đá dăm, sỏi sẽ xuất hiện các lực ma sát giữa các hạt có kích thước và hình dáng rất khác nhau, kết quả là các hạt bị lèn chặt vào nhau Quá trình này xảy
ra trong một khoảng thời gian
Tốc độ thay đổi trạng thái ứng suất dưới tác động của tải trọng
có chu kỳ được xác định như sau:
dtdσ
có thể xác định gần đúng như sau:
H
maxt
2dt
≈σ
Khi tác động một tải trọng tác động nhanh và thay đổi có chu kỳ (ví dụ khi
đầm rung) vào vật liệu dạng bê tông sẽ xảy ra hiện tượng bê tông bị nhão
Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đầm lèn vật liệu mặt đường, những yếu tố đó là:
1 Kích thước, hình dáng, độ bền và các tính chất khác của hạt rắn, tức là tính chất của pha rắn của vật liệu;
2 Tỷ trọng các pha rắn, pha loãng và pha khí;
3 Tính chất cơ lý của vật liệu đa pha;
4 ứng suất cực đại tác động lên vật liệu, và trạng thái ứng suất xác định của vật liệu;
5 Thời gian vật liệu chịu trạng thái ứng suất và tốc độ thay đổi trạng thái ứng suất;
6 Tần số và số lần tác động tải trọng có chu kỳ
Hình 3.1 Đặc tính thay đổi tải trọng có chu
kỳ khi đầm lèn mặt đường,
σ - ứng suất; t H - thời gian chịu tải; t 0 - thời
gian không chịu tải.
Trang 38Ba yếu tố đầu phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, các yếu tố sau phụ thuộc vào đặc tính kết cấu của máy đầm lèn
TBLV của các máy đầm lèn mặt đường hoạt động theo các nguyên tắc cơ bản hình 3.2 có các dạng là đầm lăn, đầm búa và đầm rung
Đầm lăn (h 3.2a) là phương pháp đầm lèn mặt đường cổ nhất và phổ biến
nhất Quá trình đầm lèn mặt đường trong trường hợp này xảy ra do tác động tĩnh của một hoặc nhiều bánh xe có trọng lượng lớn lăn với tốc độ chậm trên bề mặt
vật liệu mặt đường Sau mỗi lượt lăn, lớp vật liệu chịu biến dạng dư giá trị h, phụ
thuộc vào trọng lượng bánh xe lăn và độ chặt của lớp vật liệu Sau mỗi lượt lăn,
độ chặt vật liệu tăng lên, biến dạng dư giảm xuống và sau lượt lăn cuối cùng độ biến dạng dư gần như bằng không Trong trường hợp này độ chặt vật liệu đạt giá trị lớn nhất tương ứng với trọng lượng nhất định của bánh xe lăn máy đầm
Muốn tăng độ chặt của vật liệu thì phải tăng trọng lượng của bánh xe lăn Do vậy khi đầm lèn mặt đường bằng đầm lăn phải sử dụng nhiều loại đầm lăn có trọng lượng khác nhau Lúc đầu sử dụng loại đầm lăn có trọng lượng bé sau đó là loại đầm lăn có trọng lượng lớn hơn Phương pháp đầm lăn trong một số điều kiện nhất định cho phép nhận được bề mặt đường bằng phẳng và kết cấu, độ chặt mặt
đường tốt
Phương pháp đầm lăn được sử dụng rộng rãi khi đầm lèn mặt đường đá, đá dăm, sỏi và mặt đường bê tông nhựa Đầm lăn có dạng tự hành và dạng không tự hành
Đầm búa, (hình 3.2b) là phương pháp đầm mặt đường bằng tải trọng động
của một vật rơi trọng lượng M ở độ cao H xuống bề mặt vật liệu mặt đường Phương pháp đầm búa thường được kết hợp với các phương pháp đầm khác nhằm tăng hiệu quả đầm lèn mặt đường Phương pháp đầm búa cũng được sử dụng rộng rãi để đầm lèn mặt đường
Hình 3.2 Các phương pháp đầm lèn mặt đường,
a- đầm lăn; b- đầm búa; c- đầm rung
Trang 39Quá trình đầm lèn vật liệu mặt đường bằng phương pháp đầm lăn, đầm búa
và đầm rung đều do tác động của tải trọng thay đổi có chu kỳ lên mặt đường Qua các số liệu thực nghiệm chúng ta có thể so sánh hiệu quả làm việc của từng loại máy đầm lèn này
Ví dụ: đầm lăn có chu kỳ tác động lớn tốc độ chuyển động thấp và ứng suất lớn Phương pháp này sử dụng hợp lý khi đầm lèn vật liệu dẻo, tức là vật liệu có tốc độ biến dạng dẻo thấp Đó là vật liệu loại bê tông nhựa Đầm lăn còn được sử dụng để đầm lèn mặt đường đá dăm
Đầm rung có đặc tính gây ứng suất cực đại không lớn, chu kỳ tác động nhanh
và tần số tác động lớn Phương pháp này được sử dụng để đầm lên các loại vật liệu không dính hoặc ít dính
Đối với vật liệu không dính hoặc ít dính, liên kết giữa các hạt với nhau rất yếu, và liên kết đó có thể bị phá huỷ bằng lực quán tính khi vật liệu dao động tần
số cao Vật liệu ít dính đó là hỗn hợp xi măng bê tông, cát, đá dăm, sỏi
Phương pháp đầm búa được đặc trưng bởi ứng suất tác động và tốc độ thay
đổi trạng thái ứng suất cao Do vậy phương pháp đầm búa được sử dụng hợp lý
đối với loại vật liệu có tốc độ biến dạng dẻo rất cao Tuy nhiên do giá trị ứng suất cao phương pháp đầm búa được sử dụng đối với các loại vật liệu dính và vật liệu không dính
Hiện nay có nhiều loại máy đầm lèn kết hợp hai hoặc ba phương pháp Do vậy hiệu quả công việc đầm lèn cao hơn, tăng tính vạn năng hoá của máy và mở rộng phạm vi sử dụng
GS X.A Xaplin đề xuất nhiều thiết bị va đập rung để đầm lèn nhiều loại vật liệu trong đó có vật liệu cấu tạo mặt đường
ở nhiều nước trên thế giới đã chế tạo đầm lăn- rung có trọng lượng bánh xe nhỏ, có năng suất lao động cao theo những nguyên tắc đầm lèn như đã trình bày ở trên Hiện nay sử dụng các loại máy đầm lèn sau đây:
Trang 401 Để đầm lèn theo phương pháp đầm lăn có các loại máy đầm lăn tự hành Kết cấu các loại máy này thích hợp để đầm lèn các loại vật liệu như đá dăm, sỏi và bê tông nhựa
2 Đầm lèn theo phương pháp đầm búa và đầm rung có các loại máy đầm hoạt dộng theo nguyên tắc đầm búa và rung Các loại máy này được sử dụng đầm vật liệu xi măng bê tông
pbdy T
, pbdx
G (3.1)
Hình 3.3 Sơ đồ tính toán lực khi bánh xe
cứng lăn trên bề mặt đàn hồi
