Nghiªn cøu ¸p lùc ®Çm lÌn cña m¸y ®Çm mÆt ®−êng bª
t«ng nhùa nãng (BTNN) cã tÝnh ®Õn
nhiÖt ®é m«i tr−êng thi c«ng vµ thêi gian
t¸c dông cña t¶i träng ®Çm
TS. Th¸i Hµ Phi
Bé m«n M¸y x©y dùng vμ XÕp dì, khoa C¬ khÝ
Tr−êng §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i
Tãm t¾t: Bμi b¸o tr×nh bμy c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu cña t¸c gi¶ trªn c¬ së ph¸t triÓn c¸c kÕt
qu¶ cña ®Ò tμi nghiªn cøu khoa häc cÊp Bé B2004-35-87: “Nghiªn cøu thùc nghiÖm x©y dùng
chÕ ®é lμm viÖc hîp lý cña m¸y ®Çm mÆt ®−êng bé t¹i ViÖt 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. §Æt vÊn ®Ò
C«ng t¸c ®Çm lÌn cã vai trß rÊt quyÕt ®Þnh ®Õn chÊt l−îng cña ®−êng bé. Mét trong
c¸c th«ng sè quan träng nhÊt cña c¸c m¸y ®Çm mÆt ®−êng BTNN ®ã lµ ¸p lùc ®Çm lÌn.
Phô thuéc vµo th«ng sè nµy mµ tÝnh chÊt c¬ lý cña BTNN sÏ ®¹t ®Õn mét tiªu chuÈn cho
phÐp hay cô thÓ h¬n lµ hÖ sè ®Çm chÆt sÏ ®¹t ®Õn mét gi¸ trÞ yªu cÇu. Trong nhiÒu tµi
liÖu kü thuËt chØ míi ®Ò cËp tíi viÖc x¸c ®Þnh ¸p lùc ®Çm lÌn theo c¸c lùc theo ph−¬ng
th¼ng ®øng. Trong bµi b¸o nµy, chóng t«i tiÕp tôc ph¸t triÓn c¸c kÕt qu¶ ®· ®¹t ®ù¬c
trong ®Ò tµi cÊp Bé B2004 - 35 - 87: “Nghiªn cøu thùc nghiÖm x©y dùng chÕ ®é lµm viÖc
hîp lý cña mét sè lo¹i m¸y ®Çm mÆt ®−êng bé t¹i ViÖt Nam” ®Ó nghiªn cøu ¸p lùc ®Çm
lÌn cña m¸y ®Çm mÆt ®−êng BTNN cã tÝnh ®Õn nhiÖt ®é m«i tr−êng thi c«ng vµ thêi gian
t¸c dông cña t¶i träng ®Çm.
II. Néi Dung
Ta xem xÐt qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¸y lu b¸nh thÐp tÜnh khi ®Çm mÆt ®−êng BTNN víi trôc
b¸nh tr−íc lµ trôc bÞ ®éng, cßn trôc b¸nh sau lµ trôc chñ ®éng. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña
m¸y, c¸c lùc t¸c dông lªn m¸y ®−îc thÓ hiÖn nh− trªn h×nh 1:
V
F'1
R2
F1
T1
G1
R'1
M
T2
G
2
F2
R2
F'2
R'2
H×nh 1. HÖ thèng lùc t¸c dông lªn m¸y lu b¸nh thÐp tÜnh lªn mÆt ®−êng BTNN
a. §èi víi b¸nh bÞ ®éng (b¸nh tr−íc)
Trong qu¸ tr×nh t¸c ®éng cña b¸nh lu víi mÆt ®−êng bª t«ng nhùa nãng cã c¸c lùc t¸c
dông cña b¸nh lu lªn nÒn theo thø tù t¸c dông lùc lµ: R1’ = G1; F1’ = T1 vµ c¸c ph¶n lùc R1, F1.
Ta thÊy lùc R1’ sÏ ®Çm líp BTNN xuèng nh−ng lùc F1’ sÏ ®Èy líp BTNN tr−ît trªn nÒn. Do vËy
trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña b¸nh bÞ ®éng ta thÊy cã hiÖn t−îng dån nÐn líp BTNN tr−íc b¸nh
lu vµ khi kh«ng nÐn ®−îc n÷a th× xuÊt hiÖn hiÖn t−îng l−în sãng cña líp BTNN trªn mÆt
®−êng vµ ®é cao cña ®iÓm l−în sãng cña líp bª t«ng nhùa nãng cã thÓ ®¹t ®Õn (0,025 – 0,05)
m. Trong qu¸ tr×nh tiÕn hµnh nghiªn cøu thùc nghiÖm trong khu«n khæ ®Ò tµi B2003 - 35 - 87,
nhãm nghiªn cøu ®· rót ra kÕt luËn lµ ®èi víi b¸nh lu bÞ ®éng cña m¸y kh«ng thÓ kh¾c phôc
®−îc hiÖn t−îng nµy.
CT 2
b. Víi b¸nh lu chñ ®éng (b¸nh sau)
Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña b¸nh lu chñ ®éng víi mÆt ®−êng BTNN cã c¸c lùc t¸c
dông lªn b¸nh lu t¸c dông theo thø tù nh− sau: R2’ = G2 ; F2’ = T2 vµ c¸c ph¶n lùc R2, F2
(h×nh 1)
Ta thÊy lùc R2’ sÏ ®Çm líp BTNN xuèng nh−ng lùc F2’ sÏ ®Èy líp BTNN ng−îc chiÒu víi
chiÒu chuyÓn ®éng cña m¸y lu nªn hiÖn t−îng sãng cña líp BTNN trªn mÆt ®−êng lµ kh«ng x¶y
ra.
Theo [5]:
+ §èi víi b¸nh bÞ ®éng, T1 = P1.f1 (1).
Trong ®ã: f1 - Lµ hÖ sè ma s¸t khi di chuyÓn b¸nh lu
+ §èi víi b¸nh chñ ®éng T2 = P2.
ϕ
(2).
Trong ®ã: - Lµ hÖ sè b¸m
ϕ
V V
M
R2
T
2
P
2
T'
2
P
1
T'
1
T
1
R1
a a
H×nh 2. S¬ ®å lùc t¸c dông lªn H×nh 3. S¬ ®å lùc t¸c dông lªn
b¸nh bÞ ®éng cña lu b¸nh thÐp b¸nh chñ ®éng cña b¸nh thÐp
Theo h×nh2 vµ h×nh3 ta cã thÓ x¸c ®Þnh T1’ vµ T2’ theo c¸c c«ng thøc sau:
T1’ = P1.f1.cosarctg(1-
11
1
BER2
P). sinarctg(1-
11
1
BER2
P) (3).
CT 2
T2’ = P2.. cosarctg(1-ϕ
22
2
BER2
P). sinarctg(1-
22
2
BER2
P) (4).
trong ®ã:
E – hÖ sè m«®uyn ®µn håi cña BTNN; (MPa)
BB1, B2 – chiÒu réng cña trèng lu bÞ ®éng vµ chñ ®éng; (m)
R1, R2 – b¸n kÝnh cña trèng lu chñ ®éng vµ bÞ ®éng. (m)
C«ng thøc chung x¸c ®Þnh ¸p lùc ®Çm lÌn cña lu b¸nh thÐp nh− sau:
i
ii
ki B.a
TP +
=δ (5).
trong ®ã:
a lµ h×nh chiÕu b»ng cña cung tiÕp xóc gi÷a trèng lu vµ nÒn, ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:
a =
i
ii
B.E
R.P
Thø tù thay c¸c gi¸ trÞ vµo (5) vµ biÕn ®æi ta thu ®−îc c«ng thøc x¸c ®Þnh ¸p lùc ®Çm lÌn
cña lu t¸c dông lªn mÆt ®−êng bª t«ng nhùa nãng nh− sau:
+ §èi víi b¸nh bÞ ®éng:
111
'
1
11
11
1k B.R.P
E
T
B.R
TP +
+
=δ (6).
+ §èi víi b¸nh chñ ®éng:
222
'
2
22
22
2k B.R.P
E
T
B.R
TP −
+
=δ (7).
Trong khi ®ã, xÐt mèi quan hÖ cña m«®uyn ®µn håi cña BTNN vµ nhiÖt ®é m«i tr−êng, theo
c«ng thøc thùc nghiÖm ®−îc ®−a ra trong [2] nh− sau:
E = c. e-dT (8).
trong ®ã:
c, d - c¸c hÖ sè thùc nghiªm t−¬ng øng víi c¸c lo¹i bª t«ng nhùa kh¸c nhau;
T - nhiÖt ®é cña m«i tr−êng m¸y ®ang thi c«ng, oC;
E - M«®uyn ®µn håi cña bª t«ng nhùa, MPa.
Thay (8) vµo (6) vµ (7) ta x©y dùng ®−îc c«ng thøc x¸c ®Þnh ¸p lùc ®Çm lªn bÒ mÆt BTNN
cña c¸c lu b¸nh thÐp cã tÝnh ®Õn nhiÖt ®é cña m«i tr−êng thi c«ng nh− sau:
+ §èi víi b¸nh bÞ ®éng:
)
P
T
P(
B.R
e.C
1
'
1
1
11
T.d
1k +=δ
− (10).
CT 2
+ §èi víi b¸nh chñ ®éng:
)
P
T
P(
B.R
e.C
2
'
2
2
22
T.d
2k −=δ
− (11).
Theo c«ng thøc thùc nghiÖm trong [2], x¸c ®Þnh m«®uyn ®µn håi cña BTNN theo thêi gian
t¸c dông cña m¸y ®Çm lÌn (lu b¸nh thÐp) nh− sau:
E = c.td (13).
trong ®ã:
c,d - hÖ sè thùc nghiÖm t−¬ng øng vøi c¸c lo¹i BTNN kh¸c nhau;
t - thêi gian t¸c ®éng cña m¸y ®Çm, s;
E - M«®uyn ®µn håi cña Bª t«ng nhùa, MPa.
Thay c«ng thøc (13) vµo c¸c c«ng thøc (6) vµ (7) ta cã c«ng thøc x¸c ®Þnh ¸p lùc ®Çm lÌn
mÆt ®−êng BTNN cña c¸c m¸y lu b¸nh thÐp cã tÝnh ®Õn thêi gian t¸c dông cña m¸y ®Çm lÌn
nh− sau:
+ §èi víi b¸nh bÞ ®éng:
)
P
T
P(
B.R
t.c
1
'
1
1
11
d
1k +=δ (14).
+ §èi víi b¸nh chñ ®éng:
)
P
T
P(
B.R
t.c
2
'
2
2
22
d
2k −=δ (15).
III. KÕt luËn
Qua nghiªn cøu qu¸ tr×nh ®Çm lÌn cña m¸y lu b¸nh thÐp tÜnh ®Çm mÆt ®−êng BTNN ta thÊy
cã sù kh¸c nhau ®èi víi qu¸ tr×nh lµm viÖc cña b¸nh lu chñ ®éng vµ b¸nh lu bÞ ®éng vµ hiÖu qu¶
®Çm lÌn ®èi víi b¸nh lu chñ ®éng lµ tèt h¬n.
§· x©y dùng ®−îc c«ng thøc x¸c ®Þnh ¸p lùc ®Çm lÌn lªn mÆt ®−êng BTNN cña m¸y lu
b¸nh thÐp tÜnh cã tÝnh ®Õn nhiÖt ®é cña m«i tr−êng khai th¸c.
§· x©y dùng ®−îc c«ng thøc x¸c ®Þnh ¸p lùc ®Çm lÌn lªn mÆt ®−êng BTNN cña m¸y lu
b¸nh thÐp tÜnh cã tÝnh ®Õn thêi gian t¸c dông cña m¸y lu. CT 2
C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu nµy cã thÓ ¸p dông ®èi víi c¸c lo¹i m¸y ®Çm lÌn kh¸c.
Tµi liÖu tham kh¶o
[1]. Th¸i Hμ Phi vµ c¸c céng sù. Nghiªn cøu thùc nghiÖm x¸c ®Þnh chÕ ®é lµm viÖc hîp lý cña mét sè lo¹i
m¸y ®Çm mÆt ®−êng bª t«ng nhùa nh»m n©ng cao chÊt l−îng thi c«ng ®−êng ë ViÖt Nam. §Ò tµi nghiªn
cøu khoa häc cÊp Bé m· sè B2004 - 35 - 87.
[2].TrÇn ThÞ Kim §¨ng. Nghiªn cøu m« ®uyn ®µn håi cña bª t«ng ¸tphan lµm mÆt ®−êng «t« xÐt ®Õn ®iÒu
kiÖn chÞu t¶i thùc tÕ. LuËn v¨n th¹c sü KHKT 2003.
[3]. Hå viÖt C−êng. Nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè hîp lý cña c¸c m¸y ®Çm trong thi
c«ng mÆt ®−êng BTNN nh»m n©ng cao chÊt l−îng ®−ßng bé ViÖt Nam. LuËn ¸n TiÕn sü khoa häc 2004.
[4]. Vò Phi Long. Nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña khÝ hËu vµ tÝnh chÊt c¬ lý cña BTNN ®Õn vËn tèc lµm viÖc cña
m¸y ®Çm trong thi c«ng mÆt ®−êng bª t«ng nhùa ë ViÖt Nam. LuËn v¨n th¹c sü KHKT 2005.
[5]. Alecxer.T.V. M¸y lµm ®−êng. Matxc¬va 1972¡