Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Пробная укатка. Назначение степени уплотненияПри влажности менее допустимой несвязные и малосвязные грунты рекомендуется увлажнять в отсыпанном слое незадолго перед уплотнением. Связные грунты, в которых перераспределение влаги идет медленнее, лучше увлажнять на месте разработки (в карьере, выемке, резерве) после разрыхления. Для увлажнения грунта можно применять поливомоечные машины, разливая воду в несколько приемов. При поливке на месте верхний увлажненный слой доуплотнения следует перемешать вспахиванием или глубоким боронованием. Для определения оптимальной толщины уплотняемого слоя и установления числа проходов (ударов) уплотняющих машин по одному следу, необходимого для достижения требуемой плотности, перед началом работ по устройству насыпи следует производить пробную укатку грунтов. Результаты пробной укатки включаются в технологические карты на сооружение земляного полотна и являются обязательными требованиями. Степень уплотнения грунта назначается в зависимости отдорожно-климатической зоны, типа покрытия и положе-ния слоя грунта по высоте насыпи. 2.5.4. Укатка различными типами катков В настоящее время наиболее производительный и экономичный способ уплотнения земляного полотна — укатка самоходными или прицепными катками. Слой рыхлого связного грунта, отсыпанного, например, грейдером-элеватором, экскаватором-драглайном и т. п., рекомендуется уплотнять в две стадии. Вначале во избежание сдвигов и образования волн грунта перед рабочими органами уплотняющей машины следует сделать прикатку легким катком массой 6—12 т, а затем основную укатку — более тяжелым катком массой 25 т более.  Предварительная прикатка не требуется, когда слой грунта отсыпается с регулированием движения транспортных и землеройно-транспортных машин по всей ширине насыпи. Землевозный транспорт выполняет первую стадию укатки до плотности около 0,9 от ее максимального значения по стандартному уплотнению. В этом случае применяют уплотняющие машины сразу тяжелого типа. Четкая организация совместной работы землеройно-транспортных и грунтоуплотняющих машин позволяет обеспечить полное и равномерное уплотнение грунта по всей ширине земляного полотна. Катки на пневматических шинах — наиболее универсальное средства уплотнения грунтов. Постепенное повышение удельных давлений — одно из основных требований при уплотнении связных грунтов, обеспечивающее полу чение плотной и прочной структуры грунта по всей толщине слоя. Давление в шинах катков на начальном этапе уплотнения связных грунтов не должно превышать 0,2— 0,3 МПа. Давление в шинах на заключительном этапе уплотнения должно соответствовать при уплотнении супеси 0,3—0,4 МПа, суглинков — 0,6—0,8 МПа. При уплотнении песков давление в шинах на всех стадиях уплотнения не должно быть более 0,2—0,3 МПа.
Для достижения равномерности уплотнения грунта давление во всех шинах колес катка должно быть одинаковым. Наиболее равномерную плотность уплотняемого слоя насыпи обеспечивают секционные катки, у которых пневматические колеса с отдельными секциями бункера для балласта имеют независимую подвеску.
Уплотнение кулачковыми катками эффективно для связных грунтов, когда грунты в начале уплотнения достаточно рыхлы. Уплотнение грунта прицепными кулачковыми и решетчатыми катками выполняется круговыми проходами по рабочей захватке. Укатка грунта производится от края насыпи к ее середине с перекрытием полос уплотнения на 0,15— 0,25 м. Для предотвращения обрушения откосов и сползания катков под откос во время работы кромка пальца не должна быть ближе 0,3 м от бровки отсыпаемого слоя. При укатке верхних слоев насыпи высотой более 1,5 м прицепными катками на пневмоколесном ходу первый и второй проходы следует выполнять на расстоянии 2 м от бровки насыпи, а затем, смещая ходы на '/3 ширины катка в сторону бровки, уплотняют края насыпи. После этого укатку продолжают круговыми проходами от края к середине насыпи.
Для работы прицепных катков целесообразные размеры захватки должны быть не менее 200 м по всей ширине насыпи. Увеличение фронта укатки повышает производительность работы прицепных катков. Однако при увеличении длины участка, подготавливаемого под укатку, следует учитывать, что в сухую и жаркую погоду происходит интен-сивная потеря влажности грунтом. 2.5.5. Трамбование грунта Трамбование — универсальный метод уплотнения, пригодный для большинства грунтов. Трамбование применяют для уплотнения грунтов естественных оснований, при доуплотнении существующих насыпей без их разборки, в стесненных местах. Этим способом можно уплотнять грунт слоями большой толщины за один-два прохода машины. Метод трамбования позволяет получить плотность грунта значительно выше максимальной стандартной, уплотнять грунт при влажности выше и ниже допустимых пределов. Трамбование можно использовать для уплотнения прочных комковых грунтов, в том числе и крупнообломочных.
При выборе уплотняющей машины следует отдавать предпочтение самоходным механизмам непрерывного действия. Подвесные к экскаватору-крану трамбующие плиты могут быть применены, если отсутствуют другие машины. При уплотнении слоев большой толщины (1—2 м) для уплотнения грунтов пониженной влажности, а также для достижения плотности грунта выше стандартной максимальной плотности используются свободно падающие с высоты от 2—3 до 5—6 м трамбующие плиты массой от 2—3 до 12—15 т, которые подвешиваются к экскаваторам-кранам соответствующей грузоподъемности (для плиты массой 2—3 т необходим экскаватор с вместимостью ковша не менее 0,5—0,7 м3, для плиты 12—15 т — не менее 1,25 м3). При этом толщина уплотняемого слоя грунта равна примерно диаметру подошвы плиты. Уточнение технологических параметров трамбования производится по данным пробного уплотнения. С целью снижения динамических нагрузок на экскаватор и предотвращения преждевременного износа его основных механизмов между трамбующей плитой и подъемным канатом-тросом устанавливают пружинную подвеску. Рабочая скорость перемещения трамбующей машины со свободно падающими плитами на экскаваторе-кране зависит от вида и влажности грунта, а также толщины уплотняемого слоя. Грунт при оптимальной влажности и толщине слоя, равной примерно диаметру подошвы плиты, рекомендуется уплотнять за один проход машины при скорости около 150 м/ч. При использовании трамбующих плит на экскаваторах-кранах ширину полосы уплотнения следует принимать в пределах не более 1,5 радиуса действия стрелы. Трамбование рыхлого глинистого грунта ведется в два приема — предварительное и основное уплотнение. Предварительное уплотнение целесообразно выполнять с уменьшением в 2 раза массы трамбовки или со снижением высоты падения в 4 раза. Предварительное уплотнение грунта, при котором по одному следу наносится не более двух-трех ударов, выполняется одновременно на трех-четырех полосах на всю их ширину. После этого приступают к основному уплотнению тех же трех-четырех полос. Чтобы предотвратить появление бугров, грунт трамбуют со смещением следа предыдущего цикла на 0,2—0,3 диаметра подошвы трамбовки до тех пор, пока на каждой полосе не будет сделано заданное число ударов. Во время трамбования необходимо сохранять постоянную высоту подъема трамбовки в момент сбрасывания. На новую полосу уплотнения можно переходить только после уплотнения предыдущей полосы. При выборе режима работы трамбующих плит следует отдавать предпочтение сбрасыванию плит большей массы с меньшей высоты. Для экскаваторов с ковшами вместимостью 0,5—1 м3 эта высота, как правило, составляет 2—4 м. По окончании уплотнения верхний слой грунта толщиной 10—15 см, разрыхленный трамбованием, следует уплотнять легкими ударами трамбовки с высоты 0,5 м или укаткой катками. 2.5.6. Вибрационное уплотнение Вибрирование применяют для уплотнения крупнообломочных, песчаных, несвязных и малосвязных глинистых грунтов. Одномерные пески эффективно уплотняют только вибрированием. Прицепными и самоходными виброкатками массой 4— 5 т рекомендуется уплотнять грунт слоями 40—50 см, катками с большей массой можно уплотнять песчаные грунты на глубину 60—80 см и более. Количество проходов машины по одному следу при влажности грунта, близкой к оптимальной, принимается равным четырем-пяти. Для получения оптимальной плотности грунта удельные давления вибромашины должны иметь следующие значения: переувлажненные пески — 30—40 МПа (300—400 кгс/см2); пески оптимальной влажности — 60—100 МПа (600— 1000 кгс/см2); супесчаные грунты оптимальной влажности — 150—200МПа (1500-2000 кгс/см2); тяжелые супеси оптимальной влажности — 250—300 МПа (2500-3000 кгс/см2).
Вибрационные плиты массой от 100 до 1000 кг целесообразны для уплотнения грунта в стесненных условиях (засыпка труб, траншей) слоями от 20 до 60 см.
Прицепные виброкатки работают, в основном, по круговой схеме движения, самоходные виброплиты — челночным способом.
Повышение эффекта уплотнения несвязных грунтов вибрированием достигается при влажности грунта, равной 1,1—1,2 оптимальной. В этом случае можно увеличить толщину уплотняемого слоя на 20—30%. Однако увлажнять грунт до таких пределов рекомендуется только при обеспечении хорошего отвода воды с поверхности уплотняемого слоя. При отсутствии стока воды избыточное увлажнение песка недопустимо. 2.5.7. Особенности технологии «Русские качели» применительно к дорожному строительству Причина недостаточно качественного уплотнения дорожно-строительных материалов состоит в следующем. Традиционные уплотняющие машины (каток и трамбовка) при работе опираются на тот же материал, который они и уплотняют. При этом известно, что наибольшую плотность в процессе уплотнения дорожно-строительный материал приобретает при достижении предела его прочности. По достижении такого состояния при традиционных способах укатки и трамбования, соответственно, каток или трамбовка погрузятся в уплотняемый материал, вызвав разрушение уплотняемого слоя. По этой причине при укатке или трамбовании следят затем, чтобы воздействие уплотняющей машины на уплотняемый слой материала не превышало величины, равной 0,95—0,98 предела прочности последнего. Для чего, например, применяют катки разной массы и многократные проходы по одному месту. При этом сначала производят пробные укатки для определения соответствующих параметров. Таким образом, заранее закладывается недоуплотнение на некоторое, пусть и небольшое, количество процентов. Однако это то самое недоуплотнение, которое не позволяет придать, например, связным грунтам, преимущественно используемым при строительстве российских дорог, необходимую плотность структуры и, соответственно, избежать морозного пучения дорожного полотна. Кроме того, для традиционных технологий укатки и трамбования не решены вопросы контроля качества уплот нения в ходе этих процессов и выдерживания заданной толщины уплотняемого слоя. Преодолеть присущие традиционным технологиям уплотнения недостатки в рамках самих этих технологий принципиально невозможно, так как они предусматривают распределение и укладку дорожно-строительного материала одними машинами, а уплотнение уложенного слоя — другими. Только объединив эти операции в единый процесс, можно кардинально избавиться от выявленных недостатков. Такие способы, взамен укатки и трамбования, заключаются в технологии «Русские качели» («Технология "Русские качели": самоуплотнение порошков в результате индуцированного течения или СПРИТ» Популярное бетоноведение, 2005, № 6 (8). С. 78-83). В предложенных способах укладка, распределение и уплотнение дорожно-строительного материала осуществляются одним действием, в результате которого формируется слой предельно плотной структуры из частиц обрабатываемого материала. Для осуществления этого действия применяются устройства различной конструкции, названные нагнетателями. Так как способы основываются на эффекте самоуплот-нения порошков в результате индуцированного течения (СПРИТ), то становится ненужным искать зависимость между контактным давлением, глубиной колеи, шириной и радиусом движущегося катка или весом трамбовки, ее площадью и высотой падения. Причем плотность достигается как бы сама собой. Также не требуется никакой пробной укатки или трамбования, как в традиционных процессах, гаккак при применении «Русских качелей» уплотняется слой заданной толщины. Эта толщина в ходе процесса фиксируется самим нагнетателем.
Технология «Русские качели» заменяет собой три традиционные, выполняемые последовательно операции по укладке, распределению и уплотнению дорожностроительных материалов Вместе с перемещением рабочего органа (нагнетателя) происходит увеличение длины дорожного полотна. Иными словами, «Русскими качелями» можно непрерывно «выращивать» дорогу высокого качества. Для контроля качества уплотнения в ходе процесса необходимо только следить за тем, чтобы перед нагнетателем постоянно выдавливался обрабатываемый материал. «Русскими качелями» одновременно с уплотнением, например грунта при подготовке земляного полотна, осуществляется его планировка. Уплотнение и профилирование осуществляется одним действием и одной машиной. При этом легко выдерживать такие технологические требования, как горизонтальность укладки слоев земляного полотна, так как нагнетатель не опирается на уплотняемый слой, но при этом всегда фиксирует его заданную верхнюю поверхность. Давление, возникающее на поверхности нагнетателя от взаимодействия с грунтом, всегда равно пределу прочности грунта под ним и изменяется само собой от нуля до предела. Необходимо упомянуть еще об одном немаловажном свойстве технологии. При изготовлении покрытия в местах недостаточного уплотнения в основании дорожного покрытия (при наличии каких-либо дефектов) не происходит просадки покрытия, так как эти места в процессе нагнетания самоуплотняются нагнетаемым дорожно-строительным материалом. При этом становится невозможной повсеместно наблюдаемая ныне ситуация, когда, например, после дождя на свежеуложенном покрытии образуются многочисленные лужи различной глубины, проявляющие недостатки нового покрытия. Дорожно-строительная машина «Русские качели» похожа на машины распределения и дозирования смесей при устройстве покрытий дорог. Она должна содержать самоходное шасси, на котором смонтированы емкость для приема материала, транспортер подачи материала в зону уплотнения, механизм нагнетания со стабилизирующим и выглаживающим устройствами, а также кабина оператора. Конструктивно дорожно-строительные машины шириной укладки 800—1200 мм могут быть решены следующим образом:
Нагнетатель закреплен на машине таким образом, чтобы в процессе устройства дорожной полосы обеспечивалось касание его рабочих поверхностей с верхом укладываемого слоя. Для достижения этого могут быть использованы системы автоматической нивелировки. В процессе работы нагнетатель посредством транспортера должен постоянно снабжаться таким количеством материала, которое необходимо при соответствующей ширине слоя для достижения предельно плотного и равномерного уплотнения. При подготовке земляного основания или сооружения покрытия из укрепленного грунта материал непрерывно подается непосредственно в зону уплотнения, формируемую нагнетателем машины. Грунт может быть как привозной, например самосвалами из карьера, так исрезаемый самой машиной, которая для этой цели может оснащаться фрезами или ножами. Машина может быть оснащена накопительным бункером, в котором скапливается грунт, подаваемый в машину, и из которого по мере необходимости он поступает под нагнетатель. Особенности технологии позволяют (даже при значительных различиях в продольном и поперечном профилях) достигать равномерного уплотнения укладываемого материала. При смене материала, например грунтоцементных или грунтощебеночных на бетонные смеси, не требуется дополнительная наладка и регулировка параметров нагнетателя. Вопросы для самоконтроля 1. Каким показателем характеризуют степень уплотнения 2. Какие три фактора учитывают при назначении степени 3. На уплотнении каких грунтов наиболее эффективны 4. Чем вызвана необходимостьуплотнения рыхлых грунтов 5. В чем состоит различие в технологии укатки слоев на 6. Какими уплотняющими средствами можно уплотнять 7. Для чего регулируется давление в шинах катков на 8. В чем суть технологии «Русские качели»? |
|||||||||||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2018-05-30; просмотров: 1332. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |
Приближение рабочих органов уплотняющих машин к бровке насыпи ближе 0,3 м не допускается из условий безопасности при любых методах уплотнения (кроме навесных трамбовок).
Самоходные вибромашины допускается применять на участках с продольными уклонами земляного полотна не более 100%о и поперечными уклонами не более 50%о.
Таким образом, «Русскими качелями» можно формировать полосу (полотно) из предельно уплотненного дорожностроительного материала заданной толщины и ширины всего за один проход.
Главный механизм дорожно-строительной машины «Русские качели» — нагнетатель размещен непосредственно в зоне подачи материала перед стабилизирующим и выглаживающим устройствами.