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 đờng bê tông nhựa có tính đến ảnh hởng của nhiệt độ môi trờng thi công TS. TháI hà phi Bộ môn Máy xây dựng Xếp dỡ Trờng Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu các phơng pháp xác định hệ số bám v hệ số cản lăn của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa, bởi vì chúng đóng vai trò quan trọng trong hệ Máy đầm Mặt đờng. Trong khuôn khổ bi báo ny, chúng tôi trình by các kết quả nghiên cứu về công thức xác định hệ số bám v hệ số cản lăn có tính đến ảnh hởng của nhiệt độ môi trờng 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 lợng của mặt đờng bộ bê tông nhựa nóng là một hớng nghiên cứu có nhiều ý nghĩa thực tiễn cao. Trong đó thống số kỹ thuật mô tả quan hệ giữa bánh lu và mặt đợng 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 phơng pháp xác định hệ số bám và hệ số cản lăn của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa, bởi vì chúng đóng vai trò quan trọng trong hệ Máy đầm - Mặt đờng. 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 hởng của nhiệt độ môi trờng thi công. CT 2 II. Nội dung Trong quá trình tác dụng của máy đầm với mặt đờng bê tông nhựa diễn ra các quá trình biến đổi về tính chất cơ lý của lớp bê tông nhựa. R 1 V M O A R 1 B a H 1 Trong Hình vẽ, mô tả sơ đồ tác dụng của trống lu lên mặt đờng bê tông nhựa trong đó vé tơ lực tác dụng của trống lu lên mặt đờng là F c - Là tổng của hai véc tơ lực theo phơng ngang T và phơng thẳng đứng P. ở đây theo [6] lực T đợc xác định theo công thức sau: Đối với bánh bị động: T = T = P 1 .f (1) trong đó: f - Là hệ số cản lăn của trống lu với mặt đờng bê tông nhựa nóng. P 1 - Là phần trọng lợng máy đầm phân bố trên trục của bánh lu bị động. 1 là góc nghiêng của lực F c so với phơng của lực P 1 Đối với bánh chủ động: T = P 2 . (2) trong đó: - Là hệ số bám của trống lu với mặt đờng bê tông nhựa P 2 - Là phần trọng lợng của máy đầm phân bố trên trục của bánh lu bị động 2 là góc nghiêng của F c so với phơng của lực P 2 ở đây, các lực P 1 , P 2 là với loại lu tĩnh, còn với lu rung ta có công thức xác định nh sau: P 1 = P t 1 + P k 1 (3) P 2 = P t 2 + P k 2 (4) (Với P k 1 và P k 2 là lực kích động của lu rung đối với bánh bị động và bánh chủ động) Trong quá trình máy đầm làm việc, lực F c có ý nghĩa khác nhau trong các trờng hợp khác nhau. Khi F c tác dụng lên bánh lu chủ động thì sẽ giúp cho chuyển động của máy đầm nhng ngợc lại lực F c 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: Đối với bánh bị động: tg 1 = f (5) Đối với bánh chủ động: tg 2 = (6) 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) = 0,6-0,35 (Các giá trị của giảm dần theo sự tăng của số lần đầm) Khi đó ta thấy góc nghiêng của lực tác dụng F c so với phơng thẳng đứng sẽ khác nhau đối với bánh chủ động và bánh bị động cụ thể là: Đối với bánh bị động: 8 0 - 3 0 (góc giảm dần theo sự tăng của số lần đầm) Đối với bánh chủ động: 30 0 19 0 (Góc giảm dần theo sự tăng của số lần đầm) Qua biểu thức (1) và (2) ta có thể xác định đợc lực tác dụng F c nh sau: Đối với bánh bị động: 1 1 c Sin fP F = (7) Đối với bánh chủ động: 2 2 c Sin fP F = (8) 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 đờng Hệ số bám và hệ số cản lăn thờng xác định theo phơng pháp thực nghiệm lấy mẫu ở hiện trờng và thử nghiệm trên hiện trờng (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. Nhng bản chất của quá trình làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa và quá trình thực nghiệm lấy mẫu là không đồng nhất và có sai số lớn. Các phơng 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, nhng các công thức thực nghiệm còn chứa nhiều hệ số thực nghiệm nên rất khó xác định, do đó phơng pháp này áp dụng rất khó khăn. Trong quá trình làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa, diễn ra quá trình biến dạng của mặt đờng. Quá trình đầm lèn đó sẽ có hiệu quả tốt với điều kiện sau: k =(0,95ữ0,98) np = T (9) trong đó k - áp lực định mức của máy đầm lèn mặt đờng BTNN np - Độ bền giới hạn của BTNN T - 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 KT B.a P == (10) trong đó: P i Phần tải trọng của máy đầm phân phối lên bánh chủ động ( hay bánh bị động) B B i - Chiều rộng trống lu chủ động(hay bị động) a - Hình chiếu bằng của cung tiếp xúc giữa trống lu và mặt đờng BTNN Ta có: i ii B.E R.P a = (11) Với R i - Là bán kính của bánh lu chủ động(hay bị động). Thay biểu thức (11) vào biểu thức (10) ta đợc: R E P.B.R B.E.P iii ii KT === (12) 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 đờng BTNN đợc xác định nh sau: E.R H 2 f i T = (13) trong đó: H Chiều dày lớp BTNN rải trên mặt đờng; T Giới hạn chảy của BTNN; R i 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 đờng BTNN nh sau: E.R H 2 P.R M i T ii K = (14) trong đó: M K Mômen xoắn của động cơ của máy đầm; P i Phần trọng lợng 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 trờng thi công theo [2] đợc xác định nh sau: E = C.e -dT CT 2 trong đó: c,d Hệ số thực nghiệm tơng ứng với các loại BTNN khác nhau; T Nhiệt độ của môi trờng thi công, 0 C. Thay biểu thức (15) vào các biểu thức (13) và (14) ta sẽ thu đợc công thức xác định hệ số cản lăn và hệ số bám giữa bánh lu của máy đầm với mặt đờng BTNN có xét đến ảnh hởng của nhiệt độ môi trờng 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 đờng bê tông nhựa là khác nhau. Nh 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 đờng bê tông nhựa nh sau: T.d i T e.C.R H 2 f = (16) E.R H 2 P.R M 1 T 11 K = (17) trong đó: R 1 Bán kính của bánh lu bị động của máy đầm; P 1 Trọng lợng 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 đờng bê tông nhựa nh sau: T.d 2 T e.C.R H 2 f = (18) E.R H 2 P.R M 2 T 22 K = (19) trong đó: R 2 - Bán kính của bánh lu chủ động của máy đầm; P 2 - Trọng lợng của máy đầm phân bố trên bánh chủ động. II. Kết luận 1. Trong quá trình tơng tác của hệ Máy đầm mặt đờng, véctơ lực tác dụng của bánh lu với mặt đờng BTN thờng lệch so với phơng thẳng đứng một góc 1 (từ 8 0 - 3 0 đối với bánh bị động, từ 30 0 - 19 0 đối với bánh chủ động) và giảm dần theo sự tăng của số lần đầm. Giá trị của véctơ lực này đợc xác định theo công thức (7) và (8) 2. Đã xây dựng đợc công thức xác định hệ số cản lăn và hệ số bám giữa bánh chủ động của máy đầm và mặt đờng bê tông nhựa công thức (18) và (19), hay giữa bánh bị động của máy đầm với mặt đờng bê tông nhựa công thức (16) và (17). Trong đó có tính đến yếu tố ảnh hởng của nhiệt độ môi trờng thi công. CT 2 Tài liệu tham khảo [1]. Thái H Phi v các công sự. Nghiên cứu thực nghiệm xác định 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 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 đờng ôtô xét đến điều kiện chịu tải thực tế. Luận văn tiến sỹ KHKT 2003 [3]. Hồ Việt Cờng. Nghiên cứu phơng pháp xác định các thông số hợp lý của các máy đầm trong thi công mặt đờng BTNN nhằm nâng cao chất lợng đờng bộ Việt Nam [4]. Vũ Phi Long. Nghiên cứu ảnh hởng của khí hậu và tính chất cơ lý của BTNN đến vận tốc làm việc của máy đầm trong thi công mặt đờng bê tông nhựa ở Việt Nam [5]. Alecxer .T.V. Máy làm đờng. Matxcơva 1972 [6]. Caluzxki A.A. Giáo trình đầm lèn nền đất và lớp mặt đờng. Matxcơva 1970s [7]. IIInxcki A.U. Giáo trình cơ học về chất dẻo và không đàn hồi hoàn toànT1. Matxcơva 1986A Ă . Nghiên cứu xác định hệ số bám và hệ số cản lăn của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa có tính đến ảnh hởng của nhiệt độ môi trờng thi công TS. TháI hà phi Bộ môn Máy xây dựng Xếp. định hệ số cản lăn và hệ số bám giữa bánh chủ động của máy đầm và mặt đờng bê tông nhựa công thức (18) và (19), hay giữa bánh bị động của máy đầm với mặt đờng bê tông nhựa công thức (16) và (17) chủ động: 2 2 c Sin fP F = (8) 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 đờng Hệ số bám và hệ số cản lăn thờng xác