Nghiên cứu áp lực đầm lèn của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng (BTNN) có tính đến nhiệt độ môi trờng thi công và thời gian tác dụng của tải trọng đầm TS. Thái Hà Phi Bộ môn Máy xây dựng v Xếp dỡ, khoa Cơ khí Trờng Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bi báo trình by các kết quả nghiên cứu của tác giả trên cơ sở phát triển các kết quả của đề ti nghiên cứu khoa học cấp Bộ B2004-35-87: Nghiên cứu thực nghiệm xây dựng chế độ lm việc hợp lý của máy đầm mặt đờng bộ tại Việt Nam. Summary: Friction anchors in model of split set there are many strong points, but they remain some weak points yet, which restrain capacity for work and sphere of using them. This article search some useful solution for taking part in raising effect of consolidating rock and expanding sphere of using them. CT 2 I. Đặt vấn đề Công tác đầm lèn có vai trò rất quyết định đến chất lợng của đờng bộ. Một trong các thông số quan trọng nhất của các máy đầm mặt đờng BTNN đó là áp lực đầm lèn. Phụ thuộc vào thông số này mà tính chất cơ lý của BTNN sẽ đạt đến một tiêu chuẩn cho phép hay cụ thể hơn là hệ số đầm chặt sẽ đạt đến một giá trị yêu cầu. Trong nhiều tài liệu kỹ thuật chỉ mới đề cập tới việc xác định áp lực đầm lèn theo các lực theo phơng thẳng đứng. Trong bài báo này, chúng tôi tiếp tục phát triển các kết quả đã đạt đựơc trong đề tài cấp Bộ B2004 - 35 - 87: Nghiên cứu thực nghiệm xây dựng chế độ làm việc hợp lý của một số loại máy đầm mặt đờng bộ tại Việt Nam để nghiên cứu áp lực đầm lèn của máy đầm mặt đờng BTNN có tính đến nhiệt độ môi trờng thi công và thời gian tác dụng của tải trọng đầm. II. Nội Dung Ta xem xét quá trình làm việc của máy lu bánh thép tĩnh khi đầm mặt đờng BTNN với trục bánh trớc là trục bị động, còn trục bánh sau là trục chủ động. Trong quá trình làm việc của máy, các lực tác dụng lên máy đợc thể hiện nh trên hình 1: V F' 1 R 2 F 1 T 1 G 1 R' 1 M T 2 G 2 F 2 R 2 F' 2 R' 2 Hình 1. Hệ thống lực tác dụng lên máy lu bánh thép tĩnh lên mặt đờng BTNN a. Đối với bánh bị động (bánh trớc) Trong quá trình tác động của bánh lu với mặt đờng bê tông nhựa nóng có các lực tác dụng của bánh lu lên nền theo thứ tự tác dụng lực là: R 1 = G 1 ; F 1 = T 1 và các phản lực R 1 , F 1 . Ta thấy lực R 1 sẽ đầm lớp BTNN xuống nhng lực F 1 sẽ đẩy lớp BTNN trợt trên nền. Do vậy trong quá trình làm việc của bánh bị động ta thấy có hiện tợng dồn nén lớp BTNN trớc bánh lu và khi không nén đợc nữa thì xuất hiện hiện tợng lợn sóng của lớp BTNN trên mặt đờng và độ cao của điểm lợn sóng của lớp bê tông nhựa nóng có thể đạt đến (0,025 0,05) m. Trong quá trình tiến hành nghiên cứu thực nghiệm trong khuôn khổ đề tài B2003 - 35 - 87, nhóm nghiên cứu đã rút ra kết luận là đối với bánh lu bị động của máy không thể khắc phục đợc hiện tợng này. CT 2 b. Với bánh lu chủ động (bánh sau) Trong quá trình làm việc của bánh lu chủ động với mặt đờng BTNN có các lực tác dụng lên bánh lu tác dụng theo thứ tự nh sau: R 2 = G 2 ; F 2 = T 2 và các phản lực R 2 , F 2 (hình 1) Ta thấy lực R 2 sẽ đầm lớp BTNN xuống nhng lực F 2 sẽ đẩy lớp BTNN ngợc chiều với chiều chuyển động của máy lu nên hiện tợng sóng của lớp BTNN trên mặt đờng là không xảy ra. Theo [5]: + Đối với bánh bị động, T 1 = P 1 .f 1 (1). Trong đó: f 1 - Là hệ số ma sát khi di chuyển bánh lu + Đối với bánh chủ động T 2 = P 2 . (2). Trong đó: - Là hệ số bám V V M R 2 T 2 P 2 T' 2 P 1 T' 1 T 1 R 1 a a Hình 2. Sơ đồ lực tác dụng lên Hình 3. Sơ đồ lực tác dụng lên bánh bị động của lu bánh thép bánh chủ động của bánh thép Theo hình2 và hình3 ta có thể xác định T 1 và T 2 theo các công thức sau: T 1 = P 1 .f 1 .cosarctg(1- 11 1 BER2 P ). sinarctg(1- 11 1 BER2 P ) (3). CT 2 T 2 = P 2 . . cosarctg(1- 22 2 BER2 P ). sinarctg(1- 22 2 BER2 P ) (4). trong đó: E hệ số môđuyn đàn hồi của BTNN; (MPa) B B 1 , B 2 chiều rộng của trống lu bị động và chủ động; (m) R 1 , R 2 bán kính của trống lu chủ động và bị động. (m) Công thức chung xác định áp lực đầm lèn của lu bánh thép nh sau: i ii ki B.a TP + = (5). trong đó: a là hình chiếu bằng của cung tiếp xúc giữa trống lu và nền, đợc tính theo công thức: a = i ii B.E R.P Thứ tự thay các giá trị vào (5) và biến đổi ta thu đợc công thức xác định áp lực đầm lèn của lu tác dụng lên mặt đờng bê tông nhựa nóng nh sau: + Đối với bánh bị động: 111 ' 1 11 11 1k B.R.P E T B.R TP + + = (6). + Đối với bánh chủ động: 222 ' 2 22 22 2k B.R.P E T B.R TP + = (7). Trong khi đó, xét mối quan hệ của môđuyn đàn hồi của BTNN và nhiệt độ môi trờng, theo công thức thực nghiệm đợc đa ra trong [2] nh sau: E = c. e -dT (8). trong đó: c, d - các hệ số thực nghiêm tơng ứng với các loại bê tông nhựa khác nhau; T - nhiệt độ của môi trờng máy đang thi công, o C; E - Môđuyn đàn hồi của bê tông nhựa, MPa. Thay (8) vào (6) và (7) ta xây dựng đợc công thức xác định áp lực đầm lên bề mặt BTNN của các lu bánh thép có tính đến nhiệt độ của môi trờng thi công nh sau: + Đối với bánh bị động: ) P T P( B.R e.C 1 ' 1 1 11 T.d 1k += (10). CT 2 + Đối với bánh chủ động: ) P T P( B.R e.C 2 ' 2 2 22 T.d 2k = (11). Theo công thức thực nghiệm trong [2], xác định môđuyn đàn hồi của BTNN theo thời gian tác dụng của máy đầm lèn (lu bánh thép) nh sau: E = c.t d (13). trong đó: c,d - hệ số thực nghiệm tơng ứng vứi các loại BTNN khác nhau; t - thời gian tác động của máy đầm, s; E - Môđuyn đàn hồi của Bê tông nhựa, MPa. Thay công thức (13) vào các công thức (6) và (7) ta có công thức xác định áp lực đầm lèn mặt đờng BTNN của các máy lu bánh thép có tính đến thời gian tác dụng của máy đầm lèn nh sau: + Đối với bánh bị động: ) P T P( B.R t.c 1 ' 1 1 11 d 1k += (14). + Đối với bánh chủ động: ) P T P( B.R t.c 2 ' 2 2 22 d 2k = (15). III. Kết luận Qua nghiên cứu quá trình đầm lèn của máy lu bánh thép tĩnh đầm mặt đờng BTNN ta thấy có sự khác nhau đối với quá trình làm việc của bánh lu chủ động và bánh lu bị động và hiệu quả đầm lèn đối với bánh lu chủ động là tốt hơn. Đã xây dựng đợc công thức xác định áp lực đầm lèn lên mặt đờng BTNN của máy lu bánh thép tĩnh có tính đến nhiệt độ của môi trờng khai thác. Đã xây dựng đợc công thức xác định áp lực đầm lèn lên mặt đờng BTNN của máy lu bánh thép tĩnh có tính đến thời gian tác dụng của máy lu. CT 2 Các kết quả nghiên cứu này có thể áp dụng đối với các loại máy đầm lèn khác. Tài liệu tham khảo [1]. Thái H Phi và các cộng 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 átphan làm mặt đờng ôtô xét đến điều kiện chịu tải thực tế. Luận văn thạc 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 đòng bộ Việt Nam. Luận án Tiến sỹ khoa học 2004. [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. Luận văn thạc sỹ KHKT 2005. [5]. Alecxer.T.V. Máy làm đờng. Matxcơva 1972Ă . Nghiên cứu áp lực đầm lèn của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng (BTNN) có tính đến nhiệt độ môi trờng thi công và thời gian tác dụng của tải trọng đầm TS. Thái Hà Phi Bộ môn Máy xây. Nghiên cứu thực nghiệm xây dựng chế độ làm việc hợp lý của một số loại máy đầm mặt đờng bộ tại Việt Nam để nghiên cứu áp lực đầm lèn của máy đầm mặt đờng BTNN có tính đến nhiệt độ môi trờng thi công. - thời gian tác động của máy đầm, s; E - Môđuyn đàn hồi của Bê tông nhựa, MPa. Thay công thức (13) vào các công thức (6) và (7) ta có công thức xác định áp lực đầm lèn mặt đờng BTNN của