Параметры, режимы и технология уплотнения катками с гладкими вальцами

Толщину слоя уплотнения (м) катками с гладкими вальцами можно определить по формуле.

где W и W — действительная и оптимальная влажности грунта, %; (7″ - О к вес катка, Н; t'_Q — радиус вальца, м; С^ - величина полной деформации грунта, кН/м³; B_R — ширина вальца, м.

W

Коэффициент учитывает уменьшение оптимальной толщины.

К

слоя грунта. Он имеет смысл при W < .

С, = —, где Е. - статический модуль полной деформации грунта,.

D_T

кН/м² (для связного грунта — (15−20)10, для несвязного — (10−15)10³); D

— диаметр штампа, м.

Более простые формулы:

кН/м.

Еще раз следует отметить, что уплотнение, особенно связных грунтов, в условиях, когда W > W_Q, вообще нецелесообразно ввиду абсолютной неэффективности этого процесса.

Рациональные режимы работы катков с гладкими вальцами требуют подкатки — предварительного уплотнения грунтов более легкими катками — и оптимальных скоростей движения катков. При уплотнении рыхлых грунтов легкими катками прорабатывается сравнительно нетолстый слой, но верхняя часть его доводится до высокой плотности. При следующих проходах более тяжелого катка ввиду наличия плотной верхней части погружение вальца в грунт уменьшается, благодаря чему на поверхности увеличивается напряжение (удельное давление). На очень рыхлых г рунтах непосредственное применение тяжелого катка вследствие сильного волнообразования неэффективно, а в ряде случаев невозможно. Таким образом, преимущество подкатки вполне очевидно.

Исследования и производственный опыт позволяют дать некоторые рекомендации в части режима работы всех катков. Катки должны быть подобраны таким образом, чтобы при последовательном вводе их в работу не возникало слишком резкого повышения напряжения на поверхности грунта. Если не соблюдать это условие, переход на более тяжелый каток влечет за собой осадки и связанные с этим переформирования его структуры и эффект подкатки уменьшается. При уплотнении грунтов, требующих большого количества проходов по одному следу, эффект от подкатки повысится, если этот процесс будет осуществляться не одним, а несколькими легкими катками. При последовательной замене одного катка другим должна соблюдаться постепенность возрастания их линейных давлений. При такой системе уплотнения напряжение на поверхности будет постепенно повышаться до конечной величины, определяемой выбранным для данных условий типом тяжелого катка.

Важное значение имеет скорость движения катка при уплотнении. Под рациональным скоростным режимом работы катков понимают такое сочетание скоростей движения на различных стадиях, при котором без снижения качества уплотнения грунтов достигается максимальная выработка катков. Первый каток выполняет работу на малой скорости. Этим обеспечивается большая ровность поверхности слоя, которая сохраняется и при последующих проходах. Так как первый проход требует максимального тягового усилия, при таком режиме лучше используется мощность тягача. За последующие проходы на более высоких скоростях происходит уплотнение и доведение грунта до состояния, близкого к оптимальному. Два последних прохода, как правило, производят на малой скорости (не выше 2,0- 2,5 км/ч), доводя плотность грунта до оптимальных значений и повышая модуль деформации, тем самым улучшая структуру грунта. Рациональный скоростной режим уплотнения связных грунтов может дать экономию до 30−40 % общей стоимости уплотнения, а также примерно в 2 раза повысить выработку катков.

Грунт укатывают по кольцевой схеме (рис. 3.43) с постепенным смещением от обочин к оси лороги. При этом должно быть обеспечено перекрытие следа уплотняющей машины для обеспечения равномерности уплотнения.

Рис. 3.43. Схема уплотнения грунтов катками (цифрами показаны номера проходов катка в соответствии с их очередностью).