Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Грунтовые основания
Опорные сооружения





















Яндекс.Метрика

Обеспечение прочности каменных материалов при уплотнении в процессе строительства

Для большинства каменных материалов, применяемых в дорожном строительстве, нагрузки при уплотнении слоев дорожных одежд в период строительства являются большими, чем нагрузки, передаваемые на эти слои при проходе автомобилей в период эксплуатации дороги.
При этом удельные нагрузки от отдельных типов уплотняющих машин возрастают по мере уплотнения материала. Эти нагрузки могут вызвать в процессе уплотнения разрушение зерен каменных материалов, что нарушит оптимальный зерновой состав. Таким образом могут понизиться прочностные показатели и надежность конструктивного слоя еще в период его строительства. Поэтому одной из важнейших задач является подбор уплотняющих средств в зависимости от прочности каменного материала или определение оптимальной прочности каменного материала, которая обеспечивает сохранность его зерен в процессе уплотнения. На степень разрушения при всех прочих равных условиях влияет среда, в которой работают частицы каменного материала, зона их расположения, вид уплотнения и величина уплотняющей нагрузки.
По виду воздействий на каменный материал уплотняющие средства можно разделить на три основные группы: первая — машины статического действия, к которым относятся катки с металлическими и пневматическими колесами, вторая—динамического действия (трамбующие машины) и третья — вибрационного действия (машины с вибрационными и виброударными органами уплотнения).
Наиболее невыгодных расположений частиц каменного материала может быть два. Первое, — когда частица лежит на поверхности конструктивного слоя (рис. 16, а). При этом к верхней ее плоскости прикладывается уплотняющая нагрузка, а своей нижней, плоскостью она опирается на другую частицу. Учитывая форму частиц, предполагаем, что давление будет передаваться на 2/3 поверхности частиц с удельным давлением g. Тогда в ней будут: возникать растягивающие напряжения.
Обеспечение прочности каменных материалов при уплотнении в процессе строительства

Вторым наиболее невыгодным случаем будет положение расчетной частицы, как показано на рис. 16, б. В данном случае нагрузка будет равной 2/3 dmах, а предполагаемая площадь раскола S = пdср2/4. Тогда разрушающее усилие при расколе будет равно:
Обеспечение прочности каменных материалов при уплотнении в процессе строительства

где g — нагрузка от уплотняющего органа, кгс/см2; dmax — максимальный размер щебня (гравия), мм; dср — средний размер щебня (гравия), мм.
Следовательно, общая нагрузка на расчетную частицу зависит от давления уплотняющего органа и размера расчетной частицы каменного материала. По данным ХАДИ, предельное сопротивление расколу связано с предельным сопротивлением при растяжении Rраст следующим уравнением:
Обеспечение прочности каменных материалов при уплотнении в процессе строительства

Для определения предельного сопротивления при одноосном сжатии и ориентировочных подсчетах можно пользоваться следующими коэффициентами перехода от предельных величин сопротивления растяжению: для известняков 1:8—1:10, для гранитов 1:12—1:15.
На величины трения и сцепления частиц минерального материала при его уплотнении влияет зерновой состав и наличие смазки. Роль смазки играет йода, поэтому при уплотнении щебеночных материалов их поливают. Вода быстро высыхает, и при уплотнении материалов даже из прочных пород наблюдается окол щебня.
В асфальтобетонных смесях роль смазки играет битум. Однако в связи с охлаждением вязкость битумной пленки повышается, что затрудняет перемещение для лучшей упаковки частиц каменного материала в процессе уплотнения и подчас приводит к появлению в каменном материале опасных для его прочности напряжений. Наиболее благоприятные условия для обеспечения целостности минеральных частиц наблюдаются при уплотнении цементобетонных смесей. Подвижность даже жестких смесей достаточна для того, чтобы практически исключить дробление крупного заполнителя. Смеси каменных материалов, укрепленных цементом, гранулированным шлаком или другими минеральными вяжущими, обладают повышенной вязкостью. Поэтому по условиям действия уплотняющих средств они могут быть приравнены к асфальтобетонным смесям.
Для расчета прочности каменных материалов, при которой зерна не разрушаются, необходимо соблюдение следующего условия.
Обеспечение прочности каменных материалов при уплотнении в процессе строительства

где Rраск — фактическая величина уплотняющей нагрузки, кгс/см2; σраск — допускаемое напряжение при расколе для данных условий уплотнения, кгс/см2; К — коэффициент запаса.
Зная величину контактного давления от уплотняющей нагрузки, можно определить необходимую прочность каменного материала по следующей формуле:
Обеспечение прочности каменных материалов при уплотнении в процессе строительства

где С — коэффициент, характеризующий пластичность среды. Для материалов, обработанных вяжущим С = 0,8, в остальных случаях 1,0.
Из этого же уравнения при данной прочности каменного материала можно рассчитать контактную нагрузку
Обеспечение прочности каменных материалов при уплотнении в процессе строительства

Контактное давление от катка на пневматических шинах определяют по следующей формуле
Обеспечение прочности каменных материалов при уплотнении в процессе строительства

где К1 — поправочный коэффициент, зависящий от давления в шине и массы катка; Pw — давление воздуха в шине, кгс/см2; ψ — коэффициент жесткости шины.
Указанные параметры могут иметь значения:
Обеспечение прочности каменных материалов при уплотнении в процессе строительства

Контактное давление для катков с металлическими вальцами можно принимать для легких — 7—12 кгс/см2; средних — 7,5—16; тяжелых — 12—20 кгс/см2.
Расчет необходимой прочности каменного материала при уплотнении трамбующими машинами производят по несколько другой схеме, с учетом того, что раскол щебенок будет производится от ударных многократно прилагаемых нагрузок.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: