Báo cáo khoa học: "Phương pháp xác định vận tốc làm việc của máy đầm mặt đường bê tông nhựa nóng có xét đến các yếu tố ảnh hưởng" pot

Phơng pháp xác định vận tốc lm việc
của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng
có xét đến các yếu tố ảnh hởng

TS. thái hà phi
KS. Vũ phi long

Bộ môn Máy xây dựng Xếp dỡ
Khoa Cơ khí - Trờng Đại học GTVT

Tóm tắt: Bi báo trình by các kết quả nghiên cứu về ảnh hởng của các yếu tố nh nhiệt
độ không khí, trọng lợng máy đầm, thời gian đầm lèn đến vận tốc lm việc hợp lý của các máy
đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng.
Summary: The article presents results of the research on method of defining.The rational
working speed for vibrator with consideration to the enviromental temperature, weight of the
vibrator and vibration time.
i. đặt vấn đề
Chế độ làm việc hợp lý của các máy đầm mặt đờng bê tông nhựa có ảnh hởng rất lớn
đến chất lợng của mặt đờng bộ ở nớc ta hiện nay. Trong các thông số kỹ thuật của máy đầm
mặt đờng thì vận tốc làm việc của máy là một thông số kỹ thuật chủ yếu mà ngời ta thờng
xem xét nghiên cứu. Trong các tài liệu trớc đây nhóm tác giả đã đợc đề cập đến vấn đề xác
định chế độ làm việc hợp lý của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa, trong đó xác định vận tốc
làm việc hợp lý của nó phụ thuộc vào độ biến dạng của lớp bê tông nhựa trong quá trình đầm
lèn. Bên cạnh đó vận tốc làm việc của máy đầm còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau
mà chúng ta còn phải tính đến theo quan điểm chất lợng của mặt đờng bê tông nhựa nóng.
Các yếu tố ảnh hởng đó đợc chia thành 3 nhóm nh sau:
- Nhóm yếu tố ảnh hởng của môi trờng tự nhiên đến máy đầm nh: nhiệt độ không khí,
độ ẩm không khí, gió, bức xạ
- Nhóm yếu tố ảnh hởng từ bản thân máy đầm nh: trọng lợng của máy đầm (phân bố tải
trọng theo trục bánh máy đầm); theo thời gian đầm của máy đầm
- Nhóm các yếu tố ảnh hởng từ trình độ quản lý đội máy và vận hành.

Trong khuôn khổ của bài báo này chúng tôi chỉ xét đến 3 yếu tố ảnh hởng sau: nhiệt độ
không khí, trọng lợng của máy đầm, và thời gian đầm lèn.
ii. nội dung
Vận tốc làm việc hợp lý của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa là vận tốc làm việc của máy có
xét đến các yếu tố ảnh hởng đến nó sao cho chất lợng của mặt đờng bê tông nhựa là tốt nhất.

Theo (1) máy đầm sẽ chuyển động với vận tốc hợp lý khi thoả mãn điều kiện:
t
du
v =
(1)
trong đó: t - đợc tính theo công thức sau:


+=
.E
tg
tt
0
(2)
du - chiều dài cung tròn tiếp xúc giữa bánh đầm và bê tông nhựa (m)
Vì vậy vận tốc làm việc hợp lý của máy đầm sẽ xác định theo công thức:


+
=
.E
tg
t
du

v
0
(3)
trong đó: t
0
- là thời gian bắt đầu (s)
- góc ma sát trong
E - mô đun đàn hồi của bê tông nhựa nóng (MPa)
- hệ số phụ thuộc vào hệ số nhớt động học ().
1. Phơng pháp tính toán xác định vận tốc làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông
nhựa với nhiệt độ môi trờng
Xét mối quan hệ giữa mô đun đàn hồi của bê tông asphalt và nhiệt độ của môi trờng, theo
công thức đợc đa ra trong (4) nh sau:
E = c.e
-d.T

(4)
trong đó: c, d - là các hệ số tơng ứng với các loại bê tông khác nhau.
T - nhiệt độ của môi trờng (
0
C)
E - mô đun đàn hồi của bê tông nhựa nóng (Mpa).
Thay công thức (4) vào công thức (3) ta đợc:


+
=

.e.c
tg

t
du
v
T.d
0
(5)
trong đó: du - đợc xác định nh sau:
)
R
)b1(.h
1arccos(.R.2du

= (6)


v
h

AB
R
R - bánh kính bánh đầm (m)
h - độ dầy lớp bê tông rải (mm)
- hệ số tỷ lệ
b - chỉ số mức độ đầm của lớp bê tông
nhựa.
Thay công thức (6) vào công thức (5) ta có:

+

=
tg.e.c.t
)
R
)b1(.h
1arccos( c.R.2
v
T.d
0
(7)
Nh vậy vận tốc làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng khi xét đến nhiệt độ
của môi trờng sẽ đợc xác định theo công thức (7).
Sơ đồ khối giải bài toán nh sau:

Bắt đầu
Nhập số liệu: n=1, h
1
, T, c, d, tg
0
()
Nhập R = R
1
Nhập R = R
2
R = R
3
Nhập :T
n
, b
n

, h
n
,
n > 2
tg() = tg
0
()
Kết thúc
n >10
tg() = tg() + tg()
tg() >1
n > 12
n = n + 1
S
S
Đ
Đ
Đ
S
Đ
S
(
)

=
tg.e
R
b1.h
1arccos c.R.2
T.d
2. Phơng pháp tính toán xác định vận tốc làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông
nhựa với độ lớn của tải trọng máy đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng
Theo công thức trong [4] nh sau: d)Pln(cE
+
ì
=
(8)
trong đó: c, d - là các hệ số tơng ứng với các loại bê tông khác nhau; P - tải trọng của máy
đầm (T); E - mô đun đàn hồi của bê tông nhựa nóng (Mpa)
Thay công thức (8) vào công thức (3) ta đợc:
+

+
=
).d)Pln(.c(
tg
t
du
v
0
(9)

Thay công thức (6) vào (9) ta đợc:
++

+
=
tg).d)Pln(.c(t
)
R
)b1(.h
1arccos(.).d)Pln(.c.(R.2
v
0
(10)
Nh vậy vận tốc làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng khi xét đến độ lớn
của tải trọng máy đầm đợc xác định theo công thức (10). Sơ đồ giải bài toán nh sau:
Bắt đầu
Nhập số liệu: n=1, h
1
, c, d, tg
0
()
Nhập R = R
1
, Q = Q
1
Nhập R = R
2
, Q = Q
2

R =R
3
, Q = Q
3
Nhập: b
n
, h
n
,
n > 2
tg() = tg
0
()
n >10
S
S
Đ
Đ
Kết thúc
tg() = tg() + tg()
tg() >1
n > 12
n = n + 1
Đ
S
Đ
S
()
[]
(

)








+
=
tg
R
b1.h
1arccos dPln.c.R.2

3. Phơng pháp tính toán vận tốc làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa với
thời gian tác dụng tải trọng của máy đầm
Theo công thức trong [4], xác định mô đun đàn hồi của bê tông nhựa nóng theo thời gian
tác dụng của tải trọng máy đầm nh sau:
d
tcE
ì
=
(11)

trong đó: c, d - là các hệ số tơng ứng với các loại bê tông khác nhau; t - thời gian tác dụng của
tải trọng (s); E - mô đun đàn hồi của bê tông nhựa nóng (Mpa).
Thay công thức (11) vào công thức (3) ta đợc:


+
=
.t.c
tg
t
du
v
d
0
(12)
Thay công thức (6) vào (12) ta đợc:
+


=

tgt t.c
)
R
)b1.(.h
1arccos( t.c.R.2
v
0
d
d
(13)
Nh vậy vận tốc làm việc của máy đầm mặt đờng bê tông nhựa nóng khi xét đến thời gian
tác dụng của tải trọng sẽ đợc xác định theo công thức (13).

Bắt đầu
Nhập số liệu: n=1, h
1
, c, d, tg
0
()
Nhập R = R
1
Nhập R = R
2

R = R
3
Nhập :T
n
, b
n

, h
n
,
n > 2
tg() = tg
0
()
Kết thúc
n >10
tg() = tg() + tg()
tg() >1
n > 12
n = n + 1
S
S
Đ
Đ
Đ
S
Đ
S
(
)

=
tg
R
b1.h
1arccos t.c.R.2
d
Bắt đầu
Nhập số liệu: n=1, h
1
, c, d, tg
0
()
Nhập R = R
1
Nhập R = R
2

R = R
3
Nhập :T
n
, b
n
, h
n
,
n > 2
tg() = tg

0
()
Kết thúc
n >10
tg() = tg() + tg()
tg() >1
n > 12
n = n + 1
S
S
Đ
Đ
Đ
S
Đ
S
(
)









=
tg
R

b1.h
1arccos t.c.R.2
d















III. Kết luận
Trên cơ sở các sơ đồ thuận toán nêu trên các tác giả đã xây dựng các phần mềm tin học
tơng ứng để ứng dụng trong đề tài nghiên cứu cấp bộ: Nghiên cứu thực nghiệm xây dựng 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 bộ tại Việt Nam.
Tài liệu tham khảo
[1]. Zavialov. M.A. Nghiên cứu mô hình tơng tác giữa mặt đờng bê tông nhựa và bánh đầm (Tạp chí máy
xây dựng và làm đờng số 7/2002 - Cộng hoà Liên bang Nga).
[2]. Zavialov. M.A. Các điều kiện để xác định vận tốc làm việc hợp lý của máy đầm mặt đờng bê tông
nhựa (Tạp chí máy xây dựng và làm đờng số 9/2002 - Cộng hoà Liên bang Nga).
[3]. Hồ Việt Cờng. Nghiên cứu phơng pháp xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của máy đầm trong thi
công mặt đờng bê tông nhựa nhằm nâng cao chất lợng đờng bộ ở Việt Nam. (Luận án thạc sĩ

2003).
[4]. Trần Thị Hải Đăng. Nghiên cứu mô đun đàn hồi của bê tông asphalt làm mặt đờng ôtô xét đến điều
kiện chịu tải trọng thực tế. (Luận án Tiến sĩ 2004)