Phơng pháp xác định vận tốc lm việc của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng có xét đến các yếu tố ảnh hởng TS. thái hà phi KS. Vũ phi long Bộ môn Máy xây dựng Xếp dỡ Khoa Cơ khí - Trờng Đại học GTVT Tóm tắt: Bi báo trình by các kết quả nghiên cứu về ảnh hởng của các yếu tố nh nhiệt độ không khí, trọng lợng máy đầm, thời gian đầm lèn đến vận tốc lm việc hợp lý của các máy đầm mặt đờng 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 đờng bê tông nhựa có ảnh hởng rất lớn đến chất lợng của mặt đờng bộ ở nớc ta hiện nay. Trong các thông số kỹ thuật của máy đầm mặt đờng thì vận tốc làm việc của máy là một thông số kỹ thuật chủ yếu mà ngời ta thờng xem xét nghiên cứu. Trong các tài liệu trớc đây nhóm tác giả đã đợc đề cập đến vấn đề xác định chế độ làm việc hợp lý của máy đầm mặt đờng 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 lợng của mặt đờng bê tông nhựa nóng. Các yếu tố ảnh hởng đó đợc chia thành 3 nhóm nh sau: - Nhóm yếu tố ảnh hởng của môi trờng tự nhiên đến máy đầm nh: nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí, gió, bức xạ - Nhóm yếu tố ảnh hởng từ bản thân máy đầm nh: trọng lợng của máy đầm (phân bố tải trọng theo trục bánh máy đầm); theo thời gian đầm của máy đầm - Nhóm các yếu tố ảnh hởng 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 hởng sau: nhiệt độ không khí, trọng lợng của máy đầm, và thời gian đầm lèn. ii. nội dung Vận tốc làm việc hợp lý của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa là vận tốc làm việc của máy có xét đến các yếu tố ảnh hởng đến nó sao cho chất lợng của mặt đờng bê tông nhựa là tốt nhất. Theo (1) máy đầm sẽ chuyển động với vận tốc hợp lý khi thoả mãn điều kiện: t du v = (1) trong đó: t - đợc tính theo công thức sau: += .E tg tt 0 (2) 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: + = .E tg t du v 0 (3) trong đó: t 0 - là thời gian bắt đầu (s) - góc ma sát trong E - mô đun đàn hồi của bê tông nhựa nóng (MPa) - hệ số phụ thuộc vào hệ số nhớt động học (). 1. Phơng pháp tính toán xác định vận tốc làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa với nhiệt độ môi trờng Xét mối quan hệ giữa mô đun đàn hồi của bê tông asphalt và nhiệt độ của môi trờng, theo công thức đợc đa ra trong (4) nh sau: E = c.e -d.T (4) trong đó: c, d - là các hệ số tơng ứng với các loại bê tông khác nhau. T - nhiệt độ của môi trờng ( 0 C) E - mô đun đàn hồi của bê tông nhựa nóng (Mpa). Thay công thức (4) vào công thức (3) ta đợc: + = .e.c tg t du v T.d 0 (5) trong đó: du - đợc xác định nh sau: ) R )b1(.h 1arccos(.R.2du = (6) v h AB R R - bánh kính bánh đầm (m) h - độ dầy lớp bê tông rải (mm) - 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: + = tg.e.c.t ) R )b1(.h 1arccos( c.R.2 v T.d 0 (7) Nh vậy vận tốc làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng khi xét đến nhiệt độ của môi trờng sẽ đợc xác định theo công thức (7). Sơ đồ khối giải bài toán nh sau: Bắt đầu Nhập số liệu: n=1, h 1 , T, c, d, tg 0 () Nhập R = R 1 Nhập R = R 2 R = R 3 Nhập :T n , b n , h n , n > 2 tg() = tg 0 () Kết thúc n >10 tg() = tg() + tg() tg() >1 n > 12 n = n + 1 S S Đ Đ Đ S Đ S ( ) = tg.e R b1.h 1arccos c.R.2 T.d 2. Phơng pháp tính toán xác định vận tốc làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa với độ lớn của tải trọng máy đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng Theo công thức trong [4] nh sau: d)Pln(cE + ì = (8) trong đó: c, d - là các hệ số tơng 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 đợc: + + = ).d)Pln(.c( tg t du v 0 (9) Thay công thức (6) vào (9) ta đợc: ++ + = tg).d)Pln(.c(t ) R )b1(.h 1arccos(.).d)Pln(.c.(R.2 v 0 (10) Nh vậy vận tốc làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng khi xét đến độ lớn của tải trọng máy đầm đợc xác định theo công thức (10). Sơ đồ giải bài toán nh sau: Bắt đầu Nhập số liệu: n=1, h 1 , c, d, tg 0 () Nhập R = R 1 , Q = Q 1 Nhập R = R 2 , Q = Q 2 R =R 3 , Q = Q 3 Nhập: b n , h n , n > 2 tg() = tg 0 () n >10 S S Đ Đ Kết thúc tg() = tg() + tg() tg() >1 n > 12 n = n + 1 Đ S Đ S () [] ( ) + = tg R b1.h 1arccos dPln.c.R.2 3. Phơng pháp tính toán vận tốc làm việc của máy đầm mặt đờng 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 nh sau: d tcE ì = (11) trong đó: c, d - là các hệ số tơng 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 đợc: + = .t.c tg t du v d 0 (12) Thay công thức (6) vào (12) ta đợc: + = tgt t.c ) R )b1.(.h 1arccos( t.c.R.2 v 0 d d (13) Nh vậy vận tốc làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng khi xét đến thời gian tác dụng của tải trọng sẽ đợc xác định theo công thức (13). Bắt đầu Nhập số liệu: n=1, h 1 , c, d, tg 0 () Nhập R = R 1 Nhập R = R 2 R = R 3 Nhập :T n , b n , h n , n > 2 tg() = tg 0 () Kết thúc n >10 tg() = tg() + tg() tg() >1 n > 12 n = n + 1 S S Đ Đ Đ S Đ S ( ) = tg R b1.h 1arccos t.c.R.2 d Bắt đầu Nhập số liệu: n=1, h 1 , c, d, tg 0 () Nhập R = R 1 Nhập R = R 2 R = R 3 Nhập :T n , b n , h n , n > 2 tg() = tg 0 () Kết thúc n >10 tg() = tg() + tg() tg() >1 n > 12 n = n + 1 S S Đ Đ Đ S Đ S ( ) = tg R b1.h 1arccos t.c.R.2 d III. Kết luận Trên cơ sở các sơ đồ thuận toán nêu trên các tác giả đã xây dựng các phần mềm tin học tơng 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 đờng bê tông nhựa nhằm nâng cao chất lợng thi công đờng bộ tại Việt Nam. Tài liệu tham khảo [1]. Zavialov. M.A. Nghiên cứu mô hình tơng tác giữa mặt đờng bê tông nhựa và bánh đầm (Tạp chí máy xây dựng và làm đờng 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 đờng bê tông nhựa (Tạp chí máy xây dựng và làm đờng số 9/2002 - Cộng hoà Liên bang Nga). [3]. Hồ Việt Cờng. Nghiên cứu phơng pháp xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của máy đầm trong thi công mặt đờng bê tông nhựa nhằm nâng cao chất lợng đờng 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 đờng ôtô xét đến điều kiện chịu tải trọng thực tế. (Luận án Tiến sĩ 2004) . trọng lợng của máy đầm, và thời gian đầm lèn. ii. nội dung Vận tốc làm việc hợp lý của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa là vận tốc làm việc của máy có xét đến các yếu tố ảnh hởng đến nó sao cho. mặt đờng 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. làm việc hợp lý của các máy đầm mặt đờng bê tông nhựa có ảnh hởng rất lớn đến chất lợng của mặt đờng bộ ở nớc ta hiện nay. Trong các thông số kỹ thuật của máy đầm mặt đờng thì vận tốc làm việc