2014-02-02
520
Машины и оборудование для уплотнения грунтов предназначены для восстановления плотности и прочности грунтов, придания им необходимой устойчивости, несущей способности и водонепроницаемости.
Грунты уплотняются укаткой, тромбованием, вибрацией, виброукаткой, вибротромбованием. Которые вызывают упругую деформацию грунта.
Суть уплотнения состоит в сближении частиц грунта до состояния, когда они соприкасаются между собой большей частью поверхности и дальнейшей деформацией грунта в уплотненной области не происходит.
При укатке сближение частиц происходит под действием циклически повторяющейся нагрузки с медленным темпом нарастания и убывания.
При тромбовании частицы грунта сближаются под действием кинетической энергии, падающей массы.
При виброуплотнении частицы сближаются, скользя друг относительно друга и заполняя пустоты под действием высокочастотных колебаний, передаваемых вибратором.
При вибротромбовании результат вибрации суммируется с положительным эффектом тромбования.
А при виброукатке суммируются эффекты укатки, вибрации и тромбования.
Виброукатка эффективна только на несвязных грунтах, на глинистых - бесполезна.
При больших объемах работ по укладке грунта применяют прицепные и самоходные катки, рабочий орган которых - металлические вальцы и резиновые пневмоколёса.
Катки по типу вальцев бывают:
1. Решетчатые
2. Прицепные пневмоколесные
3. Кулачковые катки
Наиболее простыми и наименее эффективными при уплотнении считаются статические катки с гладкими вальцами. Максимальная толщина уплотняемыми ими слоя не превышает 15-20 см. А необходимая степень уплотнения достигается после 4-6-ти проходов по одному следу на несвязных грунтах и 10-12 - на связных.
Металлические вальцы кулачковых катков отличаются от гладковальцевых тем, что на из поверхности расположены выступы, называемые "кулачками".
Кулачки размещаются на пов-сти вальцев по винтовой многозаходной линии или в шахматном порядке. Благодаря этому увеличивается площадь следа, уплотняемая за 1 заход.
Общая площадь контакта кулачков с грунтом в несколько раз меньше, чем у гладкого вальца. Поэтому напряжение в уплотняемой зоне больше.
Кроме того, кулачки, погружаясь в грунт, сминают его повышая эффективность уплотнения.
На несвязных грунтах этот эффект не проявляется из-за отсутствия сцепления между частицами.
Число проходов кулачкового катка можно рассчитать по формуле:
П 0,95= 1,3* Fв/Fк
П = n - число проходов, необходимое дя достижения коэф-та уплотнения 0,95;
1,3 - к-нт неравномерности перекрытия, уплотняемой поверхности кулачками;
Fв - площадь цилиндрической поверхности вальца;
Fк - общая площадь опорной поверхности всех кулачков.
Прицепные пневмоколесные катки применяются при уплотнении связных и несвязных грунтов.
В отличие от гладковальцевых они способны уплотнять более толстые слои грунта за меньшее число проходов, не разрушая при укатке щебень и гравий.
Пневмовальцы располагаются на столько близко друг у другу, на сколько допускает конструкция.
Для эффективности пневмоколесного катка кроме массы, большое значение имеет давление в шинах -> чем меньше давление, тем больше эффективность.
Увеличение диаметра пневмовальцев также ведет к повышению эффективности уплотнения и кроме того повышает проходимость.
Решетчатые катки наиболее эффективны при уплотнении крупнощебеночных, гравелистых, мерзлых и глинистых комковатых грунтов.
Контруктивно они сходны с гладковальцевыми, но цилиндрическая пов-сть вальца изготовлена из решетки с размером ячеек 15*15 и 20*20 см.
В последнее время получили распространение комбинированные катки с шарнирно-сочлененной рамой. Одним жестким вальцем с вибровозбудителем и ведущей пневмоколесной осью.
Производительность катка может быть рассчитана по площади уплотняемой пов-сти или по объему уплотняемого грунта.
П= Lз* bвал*kв/(Lз/Vупл + t ман)*nпр*kпер
b вал - ширина жесткого вальца или ширина полосы уплотнения
kв - к-нт использования
tман - время маневрирования
Lз - длина захватки
n - кол-во проходов
kпер - к-нт перекрытия прохода
Рис. 7 - Пневмоколесный самоходный каток ДУ-31А:
