Obligatorisk komprimering av jord, pukk og asfaltbetong i veibransjen er ikke bare integrert del teknologisk prosess for å konstruere undergrunnen, basen og belegget, men fungerer også som hovedoperasjonen for å sikre deres styrke, stabilitet og holdbarhet.
Tidligere (til 30-tallet av forrige århundre) ble implementeringen av de angitte indikatorene for jordfyllinger også utført ved komprimering, men ikke med mekaniske eller kunstige midler, men på grunn av den naturlige selvbosettingen av jorda under påvirkning, hovedsakelig av egen vekt og delvis trafikk. Den konstruerte vollen ble vanligvis stående i ett eller to, og i noen tilfeller til og med tre år, og først etter det ble bunnen og overflaten av veien bygget.
Imidlertid krevde den raske motoriseringen av Europa og Amerika som begynte i disse årene akselerert bygging av et omfattende nettverk av veier og en revisjon av metodene for deres konstruksjon. Teknologien for veibunnskonstruksjon som eksisterte på den tiden møtte ikke de nye utfordringene som dukket opp og ble en hindring for å løse dem. Derfor er det behov for å utvikle det vitenskapelige og praktiske grunnlaget for teorien om mekanisk komprimering av jordstrukturer, med tanke på prestasjonene til jordmekanikk, og for å skape nye effektive jordkomprimeringsmidler.
Det var i disse årene at de fysiske og mekaniske egenskapene til jordsmonn begynte å bli studert og tatt i betraktning, deres komprimeringsevne ble vurdert under hensyntagen til de granulometriske og fuktighetsforholdene (Proctor-metoden, i Russland - standardkomprimeringsmetoden), den første klassifiseringer av jord og standarder for kvaliteten på deres komprimering ble utviklet, og metoder begynte å bli introdusert felt- og laboratoriekontroll av denne kvaliteten.
Før denne perioden var det viktigste jordkomprimeringsmidlet en statisk rulle med glatt valse av slep eller selvgående type, kun egnet for å rulle og utjevne sonen nær overflaten (opptil 15 cm) av det utstøpte jordlaget, og også en manuell sabotasje, som hovedsakelig ble brukt til komprimering av belegg, ved reparasjon av jettegryter og til komprimering av kantstein og skråninger.
Disse enkleste og ineffektive (med hensyn til kvalitet, tykkelse på laget som bearbeides og produktivitet) begynte å bli erstattet av nye midler som plate, ribber og kam (husk oppfinnelsen av 1905 av den amerikanske ingeniøren Fitzgerald) valser, stamping plater på gravemaskiner, stampemaskiner med flere hammere på larvetraktor og glatt vals, manuelle eksplosjonsstampere ("hoppende frosker") lette (50–70 kg), middels (100–200 kg) og tunge (500 og 1000 kg) .
Samtidig dukket de første jordkomprimerende vibrasjonsplatene opp, hvorav den ene fra Lozenhausen (senere Vibromax) var ganske stor og tung (24–25 tonn inkludert grunnbeltetraktoren). Dens vibrasjonsplate med et areal på 7,5 m2 var plassert mellom sporene, og motoren hadde en effekt på 100 hk. lot vibrasjonsgeneratoren rotere med en frekvens på 1500 kol/min (25 Hz) og flytte maskinen med en hastighet på omtrent 0,6–0,8 m/min (ikke mer enn 50 m/t), noe som ga en produktivitet på omtrent 80– 90 m2/t eller ikke mer enn 50 m 3/t med en tykkelse på det komprimerte laget på ca. 0,5 m.
Mer universelt, dvs. i stand til å komprimere Forskjellige typer jord, inkludert sammenhengende, ikke-sammenhengende og blandet, har komprimeringsmetoden vist seg.
I tillegg var det under komprimering enkelt og enkelt å regulere kraftkomprimeringseffekten på jorda ved å endre fallhøyden på tampeplaten eller tampehammeren. På grunn av disse to fordelene ble slagkomprimeringsmetoden den mest populære og utbredte i disse årene. Derfor ble antallet tampemaskiner og enheter mangedoblet.
Det er hensiktsmessig å merke seg at i Russland (den gang USSR) forsto de også viktigheten og nødvendigheten av overgangen til mekanisk (kunstig) komprimering av veimaterialer og etablering av produksjon av komprimeringsutstyr. I mai 1931 ble den første innenlandske selvgående veivalsen produsert i verkstedene i Rybinsk (i dag ZAO Raskat).
Etter slutten av andre verdenskrig fortsatte forbedringen av utstyr og teknologi for komprimering av jordgjenstander med ikke mindre entusiasme og effektivitet enn i førkrigstiden. Tilhenger, semitrailer og selvgående pneumatiske ruller dukket opp, som i en viss periode ble det viktigste jordkomprimeringsmidlet i mange land i verden. Vekten, inkludert enkeltkopier, varierte over et ganske bredt område - fra 10 til 50–100 tonn, men de fleste av de pneumatiske rullemodellene som ble produsert hadde en dekkbelastning på 3–5 tonn (vekt 15–25 tonn) og tykkelsen på det komprimerte laget, avhengig av nødvendig komprimeringskoeffisient, fra 20–25 cm (sammenhengende jord) til 35–40 cm (ikke-sammenhengende og dårlig sammenhengende) etter 8–10 passeringer langs banen.
Samtidig med pneumatiske valser utviklet vibrerende jordkomprimatorer - vibrasjonsplater, glattvalser og kamvibrerende valser - seg, forbedret og ble stadig mer populære, spesielt på 50-tallet. Over tid ble slepte modeller av vibrasjonsvalser erstattet av mer praktiske og teknologisk avanserte for å utføre lineært jordarbeid selvgående leddmodeller eller, som tyskerne kalte dem, "Walzen-zug" (push-pull).
Glatt vibrerende rulle CA 402
fra DYNAPAC
Hver moderne modell Den jordkomprimerende vibrasjonsvalsen har som regel to versjoner - med en jevn og kamtrommel. Samtidig lager noen selskaper to separate utskiftbare valser for den samme enakslede pneumatiske hjultraktoren, mens andre tilbyr kjøperen av valsen, i stedet for en hel kamvalse, bare et "skallfeste" med kam, som er festes enkelt og raskt på toppen av en glatt rull. Det er også selskaper som har utviklet lignende "skallfester" for glatte ruller for montering på toppen av en polstret rulle.
Det skal spesielt bemerkes at selve kammene på vibrerende ruller, spesielt etter starten av deres praktiske drift i 1960, har gjennomgått betydelige endringer i sin geometri og størrelse, noe som hadde en gunstig effekt på kvaliteten og tykkelsen på det komprimerte laget og reduserte dybden av løsningen av den overflatenære jordsonen.
Hvis tidligere "skipsfot"-kammer var tynne (støtteområde 40–50 cm2) og lange (opptil 180–200 mm eller mer), så har deres moderne analoger “padfoot” blitt kortere (høyden er hovedsakelig 100 mm, noen ganger 120–150 mm) mm) og tykk (bæreareal ca. 135–140 cm 2 med en sidestørrelse på et kvadrat eller rektangel ca. 110–130 mm).
I henhold til lovene og avhengighetene til jordmekanikken, bidrar en økning i størrelsen og arealet til kontaktflaten til kammen til en økning i dybden av effektiv deformasjon av jorda (for sammenhengende jord er det 1,6–1,8 ganger størrelsen på siden av kamstøtteputen). Derfor begynte laget med komprimering av leire og leire med en vibrerende valse med padfoot-kam, når man opprettet passende dynamiske trykk og tar hensyn til 5–7 cm dyp nedsenking av kammen i jorden, å være 25–28 cm , noe som bekreftes av praktiske målinger. Denne tykkelsen på komprimeringslaget er sammenlignbar med komprimeringsevnen til pneumatiske valser som veier minst 25–30 tonn.
Hvis vi til dette legger til den betydelig større tykkelsen på det komprimerte laget av ikke-kohesiv jord ved bruk av vibrasjonsvalser og deres høyere operasjonelle produktivitet, blir det klart hvorfor slepte og semi-slepte pneumatiske hjulruller for jordkomprimering gradvis begynte å forsvinne og nå praktisk talt ikke produseres eller produseres sjelden og sjelden.
Altså i moderne forhold De viktigste jordkomprimeringsmidlene i veiindustrien i de aller fleste land i verden har blitt en selvgående entrommels vibrasjonsvals, leddet med en enakslet pneumatisk hjultraktor og har en jevn (for ikke-sammenhengende) og dårlig sammenhengende finkornet og grovkornet jord, inkludert steinete-grovkornet jord) eller en kamrulle (sammenhengende jord).
I dag i verden er det mer enn 20 selskaper som produserer rundt 200 modeller av slike jordkomprimeringsvalser i forskjellige størrelser, forskjellig fra hverandre i totalvekt (fra 3,3–3,5 til 25,5–25,8 tonn), vekten av den vibrerende trommelmodulen ( fra 1 ,6–2 til 17–18 t) og dens dimensjoner. Det er også noen forskjeller i utformingen av vibrasjonsgeneratoren, i vibrasjonsparametrene (amplitude, frekvens, sentrifugalkraft) og i prinsippene for deres regulering. Og selvfølgelig kan det oppstå minst to spørsmål for en veiarbeider: hvordan velge riktig modell av en slik vals og hvordan man mest effektivt kan bruke den til å utføre jordkomprimering av høy kvalitet på et spesifikt praktisk sted og til lavest mulig pris .
Når du løser slike problemer, er det nødvendig å først, men ganske nøyaktig, fastslå de dominerende jordtypene og deres tilstand (partikkelstørrelsesfordeling og fuktighetsinnhold), for komprimering av hvilken en vibrerende valse er valgt. Spesielt, eller først av alt, bør du være oppmerksom på tilstedeværelsen av støvete (0,05–0,005 mm) og leireholdige (mindre enn 0,005 mm) partikler i jorda, samt dens relative fuktighet (i brøkdeler av dens optimale verdi). Disse dataene vil gi de første ideene om jordkomprimering, mulig måte tetningene (ren vibrasjon eller kraftvibrasjonspåvirkning) lar deg velge en vibrerende valse med en glatt eller polstret trommel. Jordfuktighet og mengden støv og leirpartikler påvirker dens styrke og deformasjonsegenskaper betydelig, og følgelig den nødvendige komprimeringsevnen til den valgte valsen, dvs. dens evne til å gi den nødvendige komprimeringskoeffisienten (0,95 eller 0,98) i jordtilbakefyllingslaget spesifisert av.
De fleste moderne vibrasjonsvalser opererer i en viss vibrasjonspåvirkningsmodus, uttrykt i større eller mindre grad avhengig av deres statiske trykk og vibrasjonsparametere. Derfor skjer jordkomprimering som regel under påvirkning av to faktorer:
- vibrasjoner (oscillasjoner, støt, bevegelser), som forårsaker en reduksjon eller til og med ødeleggelse av kreftene til indre friksjon og liten adhesjon og inngrep mellom jordpartikler og skaper gunstige forhold for effektiv forskyvning og tettere ompakking av disse partiklene under påvirkning av deres egen vekt og ytre krefter;
- dynamiske trykk- og skjærkrefter og spenninger som skapes i jorda av kortvarige, men hyppige støtbelastninger.
Ved komprimering av løs, ikke-sammenhengende jord hører hovedrollen til den første faktoren, den andre tjener bare som et positivt tillegg til den. I kohesive jordarter, der kreftene til indre friksjon er ubetydelige, og den fysisk-mekaniske, elektrokjemiske og vannkolloidale adhesjonen mellom små partikler er betydelig høyere og dominerende, er den viktigste virkningsfaktoren trykkkraften eller trykk- og skjærspenning, og rollen til den første faktoren blir sekundær.
Forskning fra russiske spesialister innen jordmekanikk og dynamikk på en gang (1962–64) viste at komprimering av tørr eller nesten tørr sand i fravær av ekstern belastning begynner som regel med eventuelle svake vibrasjoner med vibrasjonsakselerasjoner på minst 0,2 g (g – jordakselerasjon) og ender med nesten fullstendig komprimering ved akselerasjoner på ca. 1,2–1,5 g.
For den samme optimalt våte og vannmettede sanden er spekteret av effektive akselerasjoner litt høyere - fra 0,5 g til 2 g. I nærvær av en ekstern belastning fra overflaten eller når sanden er i en fastklemt tilstand inne i jordmassen, begynner komprimeringen bare med en viss kritisk akselerasjon lik 0,3–0,4 g, over hvilken komprimeringsprosessen utvikler seg mer intensivt.
Omtrent samtidig og nesten nøyaktig de samme resultatene på sand og grus ble oppnådd i eksperimenter fra Dynapac-selskapet, der det ved bruk av et blad med blad også ble vist at skjærmotstanden til disse materialene ved vibrering kan reduseres med 80 –98 %.
Basert på slike data kan to kurver konstrueres - endringer i kritiske akselerasjoner og demping av jordpartikkelakselerasjoner som virker fra en vibrerende plate eller vibrerende trommel med avstand fra overflaten der vibrasjonskilden befinner seg. Skjæringspunktet for disse kurvene vil gi den effektive komprimeringsdybden av interesse for sanden eller grusen.
Ris. 1. Dempende kurver for vibrasjonsakselerasjon
sandpartikler under komprimering med en DU-14 vals
I fig. Figur 1 viser to henfallskurver for akselerasjonen av oscillasjoner av sandpartikler, registrert av spesielle sensorer, under komprimering med en slepende vibrasjonsvalse DU-14(D-480) ved to driftshastigheter. Hvis vi aksepterer en kritisk akselerasjon på 0,4–0,5 g for sand inne i en jordmasse, så følger det av grafen at tykkelsen på laget som behandles med en så lett vibrerende valse er 35–45 cm, noe som gjentatte ganger har blitt bekreftet av felttetthetsovervåking.
Utilstrekkelig eller dårlig komprimert løs, ikke-kohesiv finkornet (sand, sand-grus) og til og med grovkornet (stein-grov-klastisk, grus-stein) jord som legges i veibunnen til transportkonstruksjoner avslører ganske raskt deres lave styrke og stabilitet under forhold med ulike typer støt og støt , vibrasjoner som kan oppstå ved kjøring av tung lastebil og jernbanetransport, når du jobber med alle slags trommer og vibrasjonsmaskiner for nedkjøring av for eksempel peler eller vibrerende komprimering av lag av vegdekker, etc.
Frekvensen av vertikale vibrasjoner av vegkonstruksjonselementer når en lastebil passerer med en hastighet på 40–80 km/t er 7–17 Hz, og et enkelt støt av en tampende plate som veier 1–2 tonn på overflaten av en jordfylling provoserer vertikale vibrasjoner i den med en frekvens på 7–10 til 20–23 Hz, og horisontale vibrasjoner med en frekvens på omtrent 60 % av vertikale.
I jord som ikke er tilstrekkelig stabil og følsom for vibrasjoner og risting, kan slike vibrasjoner forårsake deformasjoner og merkbar nedbør. Derfor er det ikke bare tilrådelig, men også nødvendig å komprimere dem ved vibrasjon eller andre dynamiske påvirkninger, skape vibrasjoner, risting og bevegelse av partikler i dem. Og det er helt meningsløst å komprimere slike jordsmonn ved statisk rulling, som ganske ofte kunne observeres ved seriøse og store vei-, jernbane- og til og med hydrauliske anlegg.
Tallrike forsøk på å komprimere endimensjonal sand med lav fuktighet med pneumatiske ruller i voller av jernbaner, motorveier og flyplasser i olje- og gassregioner Vest-Sibir, på den hviterussiske delen av motorveien Brest-Minsk-Moskva og på andre steder i de baltiske statene, Volga-regionen, Komi-republikken og Leningrad-regionen. ga ikke de nødvendige tetthetsresultatene. Kun utseendet til slepte vibrasjonsvalser på disse byggeplassene A-4, A-8 Og A-12 bidro til å takle dette akutte problemet på den tiden.
Situasjonen med komprimering av løs grovkornet stein-grovblokk- og grus-steinjord kan være enda mer åpenbar og mer akutt i sine ubehagelige konsekvenser. Bygging av voller, inkludert de med en høyde på 3–5 m eller enda mer, fra slike jordsmonn som er sterke og motstandsdyktige mot alle vær- og klimatiske forhold med deres samvittighetsfulle rulling med tunge pneumatiske ruller (25 tonn), ser det ut til, ga ikke utbyggere alvorlige grunner til bekymring, for eksempel en av de karelske delene av den føderale motorveien "Kola" (St. Petersburg–Murmansk) eller den "berømte" Baikal-Amur Mainline (BAM) jernbane i USSR.
Like etter at de ble satt i drift, begynte det imidlertid å utvikle seg ujevn lokal innsynkning av feil komprimerte voller, som utgjorde 30–40 cm enkelte steder på veien og forvrengte den generelle lengdeprofilen til BAM-jernbanesporet til en "sagtann" med høy ulykkesrate.
Til tross for likheten mellom de generelle egenskapene og oppførselen til finkornet og grovkornet løs jord i voller, bør deres dynamiske komprimering utføres ved hjelp av vibrerende valser med forskjellig vekt, dimensjon og intensitet av vibrasjonseffekter.
Enkeltstørrelsessand uten støv og leirurenheter pakkes veldig enkelt og raskt om selv med mindre støt og vibrasjoner, men de har ubetydelig skjærmotstand og svært lav permeabilitet for hjul- eller rullemaskiner. Derfor bør de komprimeres ved hjelp av lette og store vibrasjonsruller og vibrasjonsplater med lavt statisk kontakttrykk og middels intensitet vibrasjonspåvirkning, slik at tykkelsen på det komprimerte laget ikke reduseres.
Bruken av slepte vibrasjonsvalser på enkeltstørrelsessand av middels A-8 (vekt 8 tonn) og tung A-12 (11,8 tonn) førte til overdreven nedsenking av trommelen i vollen og klemte ut sand fra under valsen med dannelse foran den av ikke bare en jordbank, men og en skjærbølge som beveger seg på grunn av "bulldozer-effekten", synlig for øyet i en avstand på opptil 0,5–1,0 m. Som et resultat av den nære overflaten sone av vollen til en dybde på 15–20 cm viste seg å være løsnet, selv om tettheten til de underliggende lagene hadde en komprimeringskoeffisient på 0,95 og enda høyere. Med lette vibrasjonsvalser kan den løsnede overflatesonen minke til 5–10 cm.
Det er åpenbart mulig, og i noen tilfeller tilrådelig, å bruke middels og tunge vibrasjonsvalser på slike like store sand, men med en intermitterende rulleoverflate (kam eller gitter), som vil forbedre valsens permeabilitet, redusere sandskjæring og redusere løsnesonen til 7–10 cm. Dette er bevist av forfatterens vellykkede erfaring med å komprimere voller av slik sand om vinteren og sommeren i Latvia og Leningrad-regionen. selv med en statisk slepet valse med gittertrommel (vekt 25 tonn), som sørget for at tykkelsen på fyllingslaget komprimert til 0,95 var opptil 50–55 cm, samt positive resultater av komprimering med samme valse i én størrelse sanddyner (fin og helt tørr) i Sentral-Asia.
Grovkornet stein-grov-klastisk og grus-steinjord, som praktisk erfaring viser, er også vellykket komprimert med vibrerende valser. Men på grunn av det faktum at det i sammensetningen deres er, og noen ganger dominerer, store deler og blokker som måler opptil 1,0–1,5 m eller mer, er det ikke mulig å flytte, røre og flytte dem, og dermed sikre den nødvendige tettheten og stabiliteten til hele vollen -lett og enkelt.
På slike jordarter bør det derfor brukes store, tunge, slitesterke glatte valser med tilstrekkelig intensitet av vibrasjonspåvirkning, som veier en slepet modell eller en vibrerende valsemodul for en leddet versjon på minst 12–13 tonn.
Tykkelsen på laget av slike jordsmonn som behandles av slike valser kan nå 1–2 m. Denne typen fylling praktiseres hovedsakelig på store hydrauliske anlegg og flyplassanlegg. De er sjeldne i veiindustrien, og derfor er det ikke noe særlig behov eller tilrådelig for veiarbeidere å kjøpe glatte valser med en fungerende vibrerende valsemodul som veier mer enn 12–13 tonn.
Mye viktigere og alvorligere for den russiske veiindustrien er oppgaven med å komprimere finkornet blandet (sand med varierende mengder støv og leire), rett og slett siltig og sammenhengende jord, som man oftere møter i hverdagen enn steinete-grov-klastisk. jordsmonn og deres varianter.
Spesielt mye trøbbel og trøbbel oppstår for entreprenører med siltig sand og rent siltig jord, som er ganske utbredt mange steder i Russland.
Spesifisiteten til disse ikke-plastiske, lavkohesjonsjordene er at når luftfuktigheten deres er høy, og den nordvestlige regionen først og fremst "syndes" av slik vannlogging, under påvirkning av kjøretøytrafikk eller komprimeringseffekten av vibrerende valser, gå over i en "flytende" tilstand på grunn av deres lave filtreringskapasitet og den resulterende økningen i poretrykk med overflødig fuktighet.
Med en reduksjon i fuktighet til det optimale, komprimeres slike jordsmonn relativt enkelt og godt med middels og tunge glattrullende vibrasjonsvalser med en vibrerende rullemodulvekt på 8–13 tonn, for hvilke fylllagene komprimeres til de nødvendige standardene kan være 50–80 cm (i vannmettet tilstand reduseres tykkelsen på lagene til 30–60 cm).
Hvis en merkbar mengde leire urenheter (minst 8–10 %) vises i sand- og siltig jord, begynner de å vise betydelig kohesjon og plastisitet og, i sin evne til å komprimere, nærme seg leirholdig jord, som er svært dårlig eller ikke i det hele tatt. utsatt for deformasjon ved rene vibrasjonsmetoder.
Forskning av professor N. Ya Kharkhuta har vist at når nesten ren sand komprimeres på denne måten (urenheter av støv og leire mindre enn 1%), kan den optimale tykkelsen på laget komprimert til en koeffisient på 0,95 nå 180–200 %. av minste størrelse kontaktområdet til arbeidskroppen til vibrasjonsmaskinen (vibrasjonsplate, vibrerende trommel med tilstrekkelig statisk kontakttrykk). Med en økning i innholdet av disse partiklene i sanden til 4–6 % reduseres den optimale tykkelsen på laget som bearbeides med 2,5–3 ganger, og ved 8–10 % eller mer er det generelt umulig å oppnå en komprimering koeffisient på 0,95.
I slike tilfeller er det åpenbart tilrådelig eller til og med nødvendig å bytte til en kraftkomprimeringsmetode, dvs. for bruk av moderne tunge vibrasjonsvalser som opererer i vibro-impact-modus og er i stand til å skape 2–3 ganger mer høytrykk enn for eksempel statiske pneumatiske valser med et marktrykk på 6–8 kgf/cm 2.
For at den forventede kraftdeformasjonen og tilsvarende komprimering av jorda skal skje, må de statiske eller dynamiske trykket som skapes av arbeidskroppen til komprimeringsmaskinen være så nært som mulig til jordas trykk- og skjærstyrkegrenser (ca. 90– 95 %), men ikke overskride det. Ellers vil det oppstå skjæresprekker, buler og andre spor av jordødeleggelse på kontaktflaten, noe som også vil forverre forholdene for å overføre trykket som er nødvendig for komprimering til de underliggende lag av vollen.
Styrken til kohesive jordarter avhenger av fire faktorer, hvorav tre er direkte relatert til jordsmonnet selv (kornstørrelsesfordeling, fuktighet og tetthet), og den fjerde (naturen eller dynamikken til den påførte belastningen og estimert ved endringshastigheten i stresset tilstand av jorden eller, med en viss unøyaktighet, virkningstidspunktet for denne lasten ) refererer til effekten av komprimeringsmaskinen og de reologiske egenskapene til jorden.
Kamvibrerende rulle
BOMAG
Med en økning i innholdet av leirpartikler øker styrken til jorda opptil 1,5–2 ganger sammenlignet med sandjord. Det faktiske fuktighetsinnholdet i sammenhengende jord er en veldig viktig indikator som påvirker ikke bare deres styrke, men også deres komprimeringsevne. Den beste måten Slike jordsmonn komprimeres ved det såkalte optimale fuktighetsinnholdet. Ettersom den faktiske luftfuktigheten overstiger dette optimumet, avtar jordens styrke (opptil 2 ganger) og grensen og graden av dens mulige komprimering reduseres betydelig. Tvert imot, med en reduksjon i fuktighet under det optimale nivået, øker strekkstyrken kraftig (ved 85% av det optimale - 1,5 ganger, og ved 75% - opptil 2 ganger). Dette er grunnen til at det er så vanskelig å komprimere sammenhengende jord med lav fuktighet.
Når jorda komprimeres, øker også styrken. Spesielt når komprimeringskoeffisienten i vollen når 0,95, øker styrken til sammenhengende jord med 1,5–1,6 ganger, og ved 1,0 – med 2,2–2,3 ganger sammenlignet med styrken ved det første komprimeringsøyeblikket (komprimeringskoeffisient 0,80–0,85) ).
U leirjord, som har utpregede reologiske egenskaper på grunn av sin viskositet, kan den dynamiske trykkstyrken øke med 1,5–2 ganger med en belastningstid på 20 ms (0,020 sek), som tilsvarer en påføringsfrekvens for en vibrasjonsbelastning på 25– 30 Hz, og skjærstyrke - til og med opptil 2,5 ganger sammenlignet med statisk styrke. I dette tilfellet øker den dynamiske deformasjonsmodulen til slike jordarter opptil 3–5 ganger eller mer.
Dette indikerer behovet for å påføre høyere dynamiske komprimeringstrykk på kohesive jordarter enn statiske for å oppnå samme deformasjons- og komprimeringsresultat. Åpenbart kunne derfor noen sammenhengende jordarter effektivt komprimeres med statiske trykk på 6–7 kgf/cm 2 (pneumatiske valser), og når man byttet til deres komprimering, var det nødvendig med dynamiske trykk i størrelsesorden 15–20 kgf/cm 2.
Denne forskjellen skyldes den forskjellige endringshastigheten i stresstilstanden til sammenhengende jord, med en økning på 10 ganger styrken øker med 1,5–1,6 ganger, og med 100 ganger – opptil 2,5 ganger. For en pneumatisk valse er endringshastigheten i kontakttrykk over tid 30–50 kgf/cm 2 *sek, for stampere og vibrerende valser – ca. 3000–3500 kgf/cm 2 *sek, dvs. økningen er 70–100 ganger.
Til riktig formål funksjonelle parametere for vibrasjonsvalser på tidspunktet for opprettelsen og for kontroll teknologisk prosess Når disse vibrerende valsene utfører selve operasjonen med å komprimere kohesive og andre typer jord, er det ekstremt viktig, og det er nødvendig å ikke bare kjenne til den kvalitative påvirkningen og trendene i endringer i styrkegrensene og deformasjonsmodulene til disse jorda avhengig av deres granulære sammensetning, fuktighet, tetthet og dynamisk belastning, men også å ha spesifikke verdier for disse indikatorene.
Slike veiledende data om styrkegrensene for jord med en tetthetskoeffisient på 0,95 under statisk og dynamisk belastning ble etablert av professor N. Ya Kharkhuta (tabell 1).
Tabell 1
Styrkegrenser (kgf/cm2) for jord med komprimeringskoeffisient på 0,95
og optimal fuktighet
Det er hensiktsmessig å merke seg at med en økning i tetthet til 1,0 (100 %), vil den dynamiske trykkstyrken til noen svært kohesive leire med optimal fuktighet øke til 35–38 kgf/cm2. Når luftfuktigheten synker til 80 % av det optimale, noe som kan skje på varme, varme eller tørre steder i en rekke land, kan styrken deres nå enda større verdier - 35–45 kgf/cm 2 (tetthet 95 %) og selv 60–70 kgf/ cm 2 (100 %).
Selvfølgelig kan slike høyfaste jordarter bare komprimeres med tunge vibrostøtde puteruller. Kontakttrykkene til glatte trommelvibrerende valser, selv for vanlige leire med optimal fuktighet, vil være klart utilstrekkelig for å oppnå komprimeringsresultatet som kreves av standardene.
Inntil nylig ble vurderingen eller beregningen av kontakttrykk under en glatt eller polstret valse av en statisk og vibrerende vals utført svært enkelt og tilnærmet ved å bruke indirekte og lite underbyggede indikatorer og kriterier.
Basert på teorien om vibrasjoner, teorien om elastisitet, teoretisk mekanikk, mekanikk og dynamikk av jordsmonn, teorien om dimensjoner og likhet, teorien om langrennsevne til kjøretøy med hjul og studiet av interaksjonen mellom en rullematrise med overflaten av et komprimert lineært deformerbart lag av asfaltbetongblanding, knust steingrunn og undergrunnsjord, et universelt og ganske enkelt analytisk forhold for å bestemme kontakttrykkene under en hvilken som helst arbeidsdel av en rulle- eller rulletype (pneumatisk dekkhjul, glatt hard, gummiert, kam, gitter eller ribbetrommel):
σ o – maksimalt statisk eller dynamisk trykk på trommelen;
Q in – vektbelastning av rullemodulen;
R o er den totale slagkraften til valsen under vibrodynamisk belastning;
R o = Q i K d
E o - statisk eller dynamisk deformasjonsmodul av det komprimerte materialet;
h - tykkelsen på det komprimerte laget av materiale;
B, D - rullens bredde og diameter;
σ p – ultimat styrke (brudd) til det komprimerte materialet;
K d – dynamisk koeffisient
En mer detaljert metodikk og forklaringer for den er presentert i en lignende samlingskatalog " Veiutstyr og teknologi" for 2003. Her er det bare hensiktsmessig å påpeke at, i motsetning til glatte trommelvalser, ved bestemmelse av den totale setningen av overflaten til materialet δ 0, den maksimale dynamiske kraften R 0 og kontakttrykket σ 0 for kam-, gitter- og ribberuller, bredden på deres ruller som tilsvarer den glatte trommelvalsen brukes , og for pneumatiske og gummiruller - tilsvarende diameter.
I tabellen Figur 2 presenterer resultatene av beregninger ved bruk av den spesifiserte metoden og analytiske avhengigheter av hovedindikatorene for dynamisk påvirkning, inkludert kontakttrykk, glatte trommel- og kamvibrasjonsvalser fra en rekke selskaper for å analysere deres komprimeringsevne når de helles i veibunnen. av de mulige typene finkornet jord med et lag på 60 cm (i løs og tett tilstand er komprimeringskoeffisienten lik henholdsvis 0,85–0,87 og 0,95–0,96, deformasjonsmodulen E 0 = 60 og 240 kgf /cm 2, og verdien av den reelle vibrasjonsamplituden til valsen er også henholdsvis a = A 0 /A ∞ = 1,1 og 2,0), dvs. alle ruller har de samme betingelsene for manifestasjon av deres komprimeringsevner, noe som gir beregningsresultatene og deres sammenligning den nødvendige riktigheten.
JSC "VAD" har i sin flåte en hel rekke riktig og effektivt arbeidende jordkomprimerende glatte trommelvibrerende valser fra Dynapac, med start fra de letteste ( CA152D) og slutter med den tyngste ( CA602D). Derfor var det nyttig å skaffe beregnede data for en av disse skøytebanene ( CA302D) og sammenlign med data fra tre Hamm-modeller som er like og lignende i vekt, laget i henhold til et unikt prinsipp (ved å øke belastningen på den oscillerende valsen uten å endre vekten og andre vibrasjonsindikatorer).
I tabellen 2 viser også noen av de største vibrasjonsvalsene fra to selskaper ( Bomag, Orenstein og Koppel), inkludert deres kamanaloger, og modeller av slepte vibrasjonsruller (A-8, A-12, PVK-70EA).
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
tabell 2
Dataanalysetabell. 2 lar oss trekke noen konklusjoner og konklusjoner, inkludert praktiske:
- laget av Glakoval vibrerende valser, inkludert middels vekt (CA302D, Hamm 3412 Og 3414 ), dynamiske kontakttrykk overskrider betydelig (på underkomprimert jord med 2 ganger) trykket til tunge statiske valser (pneumatisk hjultype som veier 25 tonn eller mer), derfor er de i stand til å komprimere ikke-kohesive, dårlig kohesive og lett kohesive jord ganske effektivt og med en lagtykkelse akseptabel for veiarbeidere;
- Kamvibrerende valser, inkludert de største og tyngste, sammenlignet med sine jevne trommelmotstykker, kan skape 3 ganger høyere kontakttrykk (opptil 45–55 kgf/cm2), og derfor er de egnet for vellykket komprimering av svært sammenhengende og relativt sett sterke tunge loams og leire, inkludert deres varianter med lav luftfuktighet; en analyse av egenskapene til disse vibrasjonsvalsene når det gjelder kontakttrykk viser at det er visse forutsetninger for å øke disse trykkene litt og øke tykkelsen på lagene med sammenhengende jord komprimert av store og tunge modeller til 35–40 cm i stedet for dagens 25. –30 cm;
- Erfaringen til Hamm-selskapet med å lage tre forskjellige vibrasjonsvalser (3412, 3414 og 3516) med de samme vibrasjonsparametrene (massen til den oscillerende valsen, amplitude, frekvens, sentrifugalkraft) og forskjellig totalmasse til vibrasjonsvalsemodulen på grunn av vekten av rammen bør betraktes som interessant og nyttig, men ikke 100% og først og fremst med tanke på den lille forskjellen i de dynamiske trykket som skapes av rullene til rullene, for eksempel i 3412 og 3516; men i 3516 reduseres pausetiden mellom belastningspulsene med 25–30 %, noe som øker kontakttiden til trommelen med jorda og øker effektiviteten av energioverføring til sistnevnte, noe som letter penetrasjonen av jord med høyere tetthet i dypet. ;
- basert på en sammenligning av vibrerende valser i henhold til deres parametere eller til og med basert på resultatene av praktiske tester, er det feil, og neppe rettferdig, å si at denne valsen generelt er bedre og den andre er dårlig; hver modell kan være dårligere eller omvendt god og egnet for sine spesifikke bruksforhold (type og tilstand av jord, tykkelsen på det komprimerte laget); man kan bare beklage at prøver av vibrasjonsvalser med mer universelle og justerbare komprimeringsparametere ennå ikke har dukket opp for bruk i et bredere spekter av typer og forhold av jord og tykkelser av tilbakefylte lag, noe som kan spare veibyggeren fra behovet for å kjøpe en sett med jordkomprimatorer av forskjellige typer etter vekt, dimensjoner og tetteevne.
Noen av konklusjonene som trekkes virker kanskje ikke så nye og kan til og med være kjent fra praktisk erfaring. Inkludert nytteløsheten ved å bruke glatte vibrasjonsvalser for å komprimere sammenhengende jord, spesielt dem med lav fuktighet.
Forfatteren testet på en gang på en spesiell testplass i Tadsjikistan teknologien for å komprimere Langar-lerjord, plassert i kroppen til en av de høyeste demningene (300 m) i det nå opererende Nurek vannkraftverk. Sammensetningen av leirjorden inkluderte fra 1 til 11 % sandholdige, 77–85 % siltholdige og 12–14 % leirpartikler, plastisitetstallet var 10–14, den optimale fuktigheten var omtrent 15,3–15,5 %, den naturlige fuktigheten var bare 7 – 9 %, dvs. ikke oversteg 0,6 fra den optimale verdien.
Lemmen ble komprimert ved hjelp av forskjellige valser, inkludert en veldig stor slepet vibrasjonsvalse spesielt laget for denne konstruksjonen. PVK-70EA(22t, se tabell 2), som hadde ganske høye vibrasjonsparametre (amplitude 2,6 og 3,2 mm, frekvens 17 og 25 Hz, sentrifugalkraft 53 og 75 tf). Men på grunn av den lave jordfuktigheten ble den nødvendige komprimeringen på 0,95 med denne tunge valsen kun oppnådd i et lag på ikke mer enn 19 cm.
Mer effektivt og vellykket komprimerte denne valsen, samt A-8 og A-12, løs grus- og rullesteinsmaterialer lagt i lag på opptil 1,0–1,5 m.
I henhold til spenningene målt av spesielle sensorer plassert i vollen på forskjellige dybder, ble det konstruert en dempningskurve av disse dynamiske trykket langs dybden av jorda komprimert av de tre angitte vibrasjonsvalsene (fig. 2).
Ris. 2. Forfallskurve for eksperimentelle dynamiske trykk
Til tross for ganske betydelige forskjeller i Total vekt, dimensjoner, vibrasjonsparametere og kontakttrykk (forskjellen nådde 2–2,5 ganger), viste verdiene av eksperimentelle trykk i jorda (i relative enheter) seg å være nære og adlyde ett mønster (stiplet kurve i grafen til fig. 2) og den analytiske avhengigheten vist i samme tidsplan.
Det er interessant at nøyaktig samme avhengighet er iboende i de eksperimentelle spenningsnedbrytningskurvene under ren sjokkbelastning av en jordmasse (tampeplate med diameter 1 m og vekt 0,5–2,0 t). I begge tilfeller forblir eksponenten α uendret og er lik eller nær 3/2. Bare koeffisienten K endres i samsvar med arten eller "alvorligheten" (aggressiviteten) til den dynamiske belastningen fra 3,5 til 10. Med mer "skarp" jordbelastning er den større, med "treg" belastning er den mindre.
Denne koeffisienten K fungerer som en "regulator" for graden av spenningsdempning langs dybden av jorda. Når verdien er høy, avtar spenningene raskere, og med avstand fra lasteflaten avtar tykkelsen på jordlaget som bearbeides. Med avtagende K blir dempningens natur jevnere og nærmer seg dempningskurven for statiske trykk (i fig. 2 har Boussinet α = 3/2 og K = 2,5). I dette tilfellet ser det ut til at høyere trykk "trenger" dypt ned i jorda og tykkelsen på komprimeringslaget øker.
Arten av pulseffektene til vibrasjonsvalser varierer ikke veldig mye, og det kan antas at K-verdiene vil være i området 5–6. Og med en kjent og nær stabil dempning av relative dynamiske trykk under vibrasjonsvalser og visse verdier av de nødvendige relative spenningene (i brøkdeler av jordstyrkegrensen) inne i jordvollen, er det mulig, med en rimelig grad av sannsynlighet , for å etablere tykkelsen på laget som trykkene som virker der vil sikre implementeringen av koeffisienttetningene, for eksempel 0,95 eller 0,98.
Gjennom praksis, prøvekomprimeringer og tallrike studier er de omtrentlige verdiene for slike intrajordtrykk blitt etablert og presentert i tabell. 3.
Tabell 3
Det er også en forenklet metode for å bestemme tykkelsen på det komprimerte laget ved hjelp av en glatt rullevibrasjonsvalse, i henhold til hvilken hvert tonn vekt av vibrasjonsvalsemodulen er i stand til å gi omtrent følgende lagtykkelse (med optimal jordfuktighet og nødvendig parametere til vibrasjonsvalsen):
- sandene er store, middels, AGS – 9–10 cm;
- fin sand, inkludert de med støv – 6–7 cm;
- lett og middels sandjord - 4-5 cm;
- lett leirjord – 2–3 cm.
Konklusjon. Moderne glatte trommel- og putevibrasjonsvalser er effektive jordkomprimatorer som kan sikre den nødvendige kvaliteten på den konstruerte undergrunnen. Oppgaven til veiingeniøren er å forstå egenskapene og funksjonene til disse midlene for riktig orientering i deres valg og praktiske anvendelse.
Komprimeringskoeffisienten må bestemmes og tas i betraktning ikke bare i snevert fokuserte områder av konstruksjonen. Fagfolk og vanlige arbeidere som utfører standardprosedyrer for bruk av sand, står konstant overfor behovet for å bestemme koeffisienten.
Komprimeringskoeffisienten brukes aktivt til å bestemme volumet av bulkmaterialer, spesielt sand,
men gjelder også grus og jord. Mest eksakt metodeÅ bestemme komprimering er en vektmetode.
Bred praktisk bruk ble ikke funnet på grunn av utilgjengelighet av utstyr for veiing av store mengder materiale eller mangel på tilstrekkelig nøyaktige indikatorer. Alternativt alternativ koeffisientutgang – volumetrisk regnskap.
Den eneste ulempen er behovet for å bestemme komprimering på forskjellige stadier. Slik beregnes koeffisienten umiddelbart etter produksjon, under lagring, under transport (relevant for veileveranser) og direkte hos sluttforbruker.
Faktorer og egenskaper ved konstruksjonssand
Komprimeringskoeffisienten er avhengigheten av tettheten, det vil si massen av et visst volum, av en kontrollert prøve til referansestandarden.
Det er verdt å vurdere at alle typer mekaniske, eksterne tetninger bare kan påvirke øverste laget materiale.
Hovedtypene og metodene for komprimering og deres effekt på de øvre jordlagene er presentert i tabellen.
For å bestemme volumet av tilbakefyllingsmateriale, må den relative komprimeringskoeffisienten tas i betraktning. Dette skyldes endringer i de fysiske egenskapene til gropen etter at sand er trukket ut.
Når du skal helle en foundation må du vite riktige proporsjoner sand og sement. Ved å gå gjennom, gjør deg kjent med proporsjonene av sement og sand for fundamentet.
Sement er et spesielt bulkmateriale, som i sin sammensetning er et mineralpulver. O ulike merker sement og deres bruk.
Ved hjelp av gips økes tykkelsen på veggene, noe som øker styrken. finn ut hvor lang tid det tar før gipsen tørker.
P = ((m – m1)*Pв) / m-m1+m2-m3, Hvor:
- m - massen til pyknometeret når det er fylt med sand, g;
- m1 - vekten av et tomt pyknometer, g;
- m2 - masse med destillert vann, g;
- m3 - vekten av pyknometeret med tilsetning av destillert vann og sand, etter å ha blitt kvitt luftbobler
- Pv – vanntetthet
I dette tilfellet blir det tatt flere målinger basert på antall prøver levert for testing. Resultatene bør ikke avvike med mer enn 0,02 g/cm3. Hvis de mottatte dataene er store, vises det aritmetiske gjennomsnittet.
Estimater og beregninger av materialer og deres koeffisienter er hovedkomponenten i konstruksjonen av gjenstander, da det hjelper å forstå mengden nødvendig materiale, og dermed kostnader.
For å lage et estimat på riktig måte, må du vite tettheten til sanden for dette, informasjon fra produsenten brukes, basert på undersøkelser og den relative komprimeringskoeffisienten ved levering.
Hva gjør at nivået på bulkblandingen og komprimeringsgraden endres?
Sanden passerer gjennom en sabotasje, ikke nødvendigvis en spesiell, kanskje under flytteprosessen. Det er ganske vanskelig å beregne mengden materiale oppnådd ved utgangen, med tanke på alle variable indikatorer. For en nøyaktig beregning det er nødvendig å kjenne alle effektene og manipulasjonene utført med sand.
Den endelige koeffisienten og graden av komprimering avhenger av ulike faktorer:
- transportmetode, jo mer mekanisk kontakt med uregelmessigheter, jo sterkere komprimering;
- rutevarighet, informasjon tilgjengelig for forbrukeren;
- tilstedeværelse av skade fra mekanisk påvirkning;
- mengde urenheter. Uansett gir fremmedkomponenter i sanden mer eller mindre vekt. Jo renere sanden er, desto nærmere er tetthetsverdien referanseverdien;
- mengden fuktighet som har kommet inn.
Umiddelbart etter kjøp av et parti sand, bør det sjekkes.
Hvilke prøver tas for å bestemme bulkdensiteten til sand for konstruksjon?
Du må ta prøver:
- for et parti på mindre enn 350 tonn – 10 prøver;
- for et parti på 350-700 tonn - 10-15 prøver;
- ved bestilling over 700 tonn - 20 prøver.
Ta de resulterende prøvene til en forskningsinstitusjon for undersøkelse og sammenligning av kvalitet med forskriftsdokumenter.
Konklusjon
Den nødvendige tettheten avhenger i stor grad av typen arbeid. Komprimering er hovedsakelig nødvendig for å danne grunnlaget, tilbakefylling skyttergraver, skaper en pute under veibunn etc. Det er nødvendig å ta hensyn til kvaliteten på komprimering hver type arbeid har ulike krav til komprimering.
Ved bygging av motorveier brukes ofte en rulle på steder som er vanskelig å nå for transport, en vibrerende plate med forskjellige kapasiteter.
Så for å bestemme den endelige mengden materiale, må du stille inn komprimeringskoeffisienten på overflaten under komprimering, denne holdningen spesifisert av produsenten av komprimeringsutstyret.
Alltid den relative tetthetskoeffisienten er tatt i betraktning, siden jord og sand har en tendens til å endre sine indikatorer basert på fuktighetsnivået, type sand, fraksjon og andre indikatorer.
Komprimeringskoeffisienten til pukk er en dimensjonsløs indikator som karakteriserer graden av endring i volumet av materialet under komprimering, krymping og transport. Det tas i betraktning når du beregner den nødvendige mengden fyllstoff, sjekker vekten av produktene levert på bestilling og når du forbereder grunnlaget for bærende konstruksjoner sammen med bulkdensitet og andre egenskaper. Standardnummeret for et spesifikt merke bestemmes i laboratorieforhold; det virkelige er ikke en statisk verdi og avhenger også av en rekke iboende egenskaper og ytre forhold.
Komprimeringskoeffisienten brukes ved arbeid med bulkbyggematerialer. Standardnummeret deres varierer fra 1,05 til 1,52. Gjennomsnittsverdien for grus- og granittpukk er 1,1, utvidet leire - 1,15, sand-grusblandinger - 1,2 (les om graden av sandkomprimering). Det faktiske tallet avhenger av følgende faktorer:
- Størrelse: jo mindre korn, jo mer effektiv komprimering.
- Flakhet: nåleformet pukk og uregelmessig form komprimerer mindre godt enn kubeformet fyllstoff.
- Transportens varighet og type transport som brukes. Maksimal verdi oppnås når grus og granittstein leveres i dumperkarosserier og jernbanevogner, minimumsverdi oppnås i sjøcontainere.
- Vilkår for å fylle i en bil.
- Metode: manuelt oppnå ønsket parameter er vanskeligere enn å bruke vibrasjonsutstyr.
I byggebransjen tas komprimeringskoeffisienten i betraktning først og fremst ved kontroll av massen av innkjøpt bulkmateriale og gjenfyllingsfundamenter. Designdataene indikerer tettheten til strukturskjelettet. Indikatoren tas i betraktning i forbindelse med andre parametere for bygningsblandinger, spiller en viktig rolle. Graden av komprimering beregnes for pukk med et begrenset volum av vegger i virkeligheten, slike forhold skapes ikke alltid. Et slående eksempel er et tilbakefylt fundament eller dreneringspute (fraksjoner strekker seg utover lagets grenser), en feil i beregningen er uunngåelig. For å nøytralisere det, kjøpes knust stein med en reserve.
Ignorerer denne koeffisienten når du utarbeider et prosjekt og gjennomfører byggearbeid fører til kjøp av ufullstendige volumer og forringelse ytelsesegenskaper konstruerte strukturer. Med riktig komprimeringsgrad valgt og implementert, tåler betongmonoliter, bygg- og veifundamenter de forventede belastningene.
Grad av komprimering på stedet og under transport
Avviket i volumet av pukk som er lastet og levert til sluttpunktet er et kjent faktum jo sterkere vibrasjon under transport og jo lengre avstand, desto høyere grad av komprimering. For å kontrollere samsvar med mengden medbrakt materiale, brukes oftest et vanlig målebånd. Etter å ha målt kroppen, deles det resulterende volumet med en koeffisient og kontrolleres med verdien angitt i den medfølgende dokumentasjonen. Uavhengig av størrelsen på brøkene kan ikke denne indikatoren være mindre enn 1,1, med høye krav leveringsnøyaktigheten diskuteres og spesifiseres separat i kontrakten.
Hvis dette punktet ignoreres, er krav mot leverandøren ubegrunnet i henhold til GOST 8267-93, parameteren gjelder ikke obligatoriske egenskaper. Standardverdien for knust stein er 1,1 det leverte volumet kontrolleres ved mottakspunktet etter lossing, materialet tar opp litt mer plass, men over tid krymper det.
Nødvendig komprimeringsgrad ved klargjøring av fundamenter til bygninger og veier er angitt i prosjektdokumentasjon og avhenger av forventet vektbelastning. I praksis kan det nå 1,52, avviket bør være minimalt (ikke mer enn 10%). Tamping utføres i lag med en tykkelsesgrense på 15-20 cm og bruk av forskjellige fraksjoner.
Vegdekket eller grunnflatene helles på preparerte plasser, nemlig med jevnet og komprimert jord, uten vesentlige nivåavvik. Det første laget er dannet av grov grus eller granittpukk bruk av dolomittbergarter må tillates av prosjektet. Etter foreløpig komprimering deles stykkene i mindre fraksjoner, om nødvendig, til og med fylling med sand eller sand-grusblandinger. Kvaliteten på arbeidet kontrolleres separat på hvert lag.
Samsvaret av det oppnådde tampingsresultatet med designen vurderes ved hjelp av spesialutstyr - en tetthetsmåler. Målingen utføres forutsatt at det ikke er mer enn 15 % korn med en størrelse på inntil 10 mm. Verktøyet er nedsenket 150 mm strengt vertikalt, og opprettholder det nødvendige trykket, nivået beregnes ved avbøyningen av pilen på enheten. For å eliminere feil, måles det på 3-5 punkter på forskjellige steder.
Bulkdensitet av pukk av forskjellige fraksjoner
I tillegg til komprimeringskoeffisienten for å bestemme eksakt mengde nødvendig materiale, må du vite dimensjonene til strukturen som fylles og egenvekt fyllstoff. Sistnevnte er forholdet mellom massen av pukk eller grus og volumet den opptar og avhenger først og fremst av styrken til den opprinnelige steinen og størrelsen.
| Type | Bulkdensitet (kg/m3) med fraksjonsstørrelser: | ||||
| 0-5 | 5-10 | 5-20 | 20-40 | 40-70 | |
| Granitt | 1500 | 1430 | 1400 | 1380 | 1350 |
| Grus | 1410 | 1390 | 1370 | 1340 | |
| 1320 | 1280 | 1120 | |||
Egenvekt må angis i produktsertifikatet i mangel av nøyaktige data, kan du finne det selv empirisk. For å gjøre dette trenger du en sylindrisk beholder og en vekt materialet helles uten komprimering og veies før og etter fylling. Mengden er funnet ved å multiplisere volumet av strukturen eller basen med den oppnådde verdien og med graden av komprimering spesifisert i designdokumentasjonen.
For eksempel, for å fylle 1 m2 av en 15 cm tykk pute av grus med en brøkstørrelse i området 20-40 cm, trenger du 1370 × 0,15 × 1,1 = 226 kg. Når du kjenner området til basen som dannes, er det lett å finne det totale volumet av fyllstoff.
Tetthetsindikatorer er også relevante når du velger proporsjoner for matlaging betongblandinger. For grunnkonstruksjoner anbefales det å bruke granittpukk med en fraksjonsstørrelse i området 20-40 mm og en egenvekt på minst 1400 kg/m3. Forsegle inn i dette tilfellet utføres ikke, men det tas hensyn til flakhet - for fremstilling av armerte betongprodukter, et kubeformet fyllstoff med lavt innhold korn med uregelmessig form. Bulkdensitet brukes ved konvertering av volumetriske proporsjoner til masseproporsjoner og omvendt.
Pukk er en vanlig byggemateriale, som oppnås ved å knuse steinhard stein. Råvarer utvinnes ved sprengning under steinbrudd. Bergarten deles inn i passende fraksjoner. I dette tilfellet er den spesielle komprimeringskoeffisienten til pukk viktig.
Granitt er den vanligste siden dens frostbestandighet er høy og vannabsorpsjonen er lav, noe som er så viktig for enhver bygningskonstruksjon. Slitasjen og styrken til granittpukk oppfyller standardene. Blant hovedfraksjonene av knust stein kan vi merke oss: 5-15 mm, 5-20 mm, 5-40 mm, 20-40 mm, 40-70 mm. Den mest populære er knust stein med en brøkdel på 5-20 mm, den kan brukes til forskjellige arbeider:
- bygging av fundamenter;
- produksjon av ballastlag for motorveier og jernbanespor;
- additiv til konstruksjonsblandinger.
Komprimeringen av knust stein avhenger av mange indikatorer, inkludert dens egenskaper. Bør vurderes:
- Gjennomsnittlig tetthet er 1,4-3 g/cm³ (når komprimering beregnes, tas denne parameteren som en av de viktigste).
- Flakiness bestemmer nivået på materialets plan.
- Alt materiale er sortert i fraksjoner.
- Frostmotstand.
- Radioaktivitetsnivå. Til alt arbeid kan det benyttes pukk av 1. klasse, men 2. klasse kan kun brukes til veiarbeid.
Basert på slike egenskaper tas det en beslutning om hvilket materiale som er egnet for en bestemt type arbeid.
Typer pukk og tekniske egenskaper
Ulike pukk kan brukes til konstruksjon. Produsenter tilbyr forskjellige typer av det, hvis egenskaper er forskjellige fra hverandre. I dag, basert på typen råmateriale, er pukk vanligvis delt inn i 4 store grupper:
- grus;
- granitt;
- dolomitt, dvs. kalkstein;
- sekundær.
For å lage granittmateriale brukes passende bergart. Dette er et ikke-metallisk materiale som er hentet fra hard bergart. Granitt er størknet magma som er svært vanskelig og vanskelig å bearbeide. Knust stein av denne typen er produsert i samsvar med GOST 8267-93. Den mest populære er pukk med en brøkdel på 5/20 mm, da den kan brukes til en rekke arbeider, inkludert produksjon av fundamenter, veier, plattformer og andre ting.
Knust grus er et bulk byggemateriale som oppnås ved å knuse stein eller stein i steinbrudd. Styrken til materialet er ikke så høy som for granittknust stein, men kostnadene er lavere, det samme er bakgrunnsstrålingen. I dag er det vanlig å skille mellom to typer grus:
- knust type knust stein;
- grus av elv og sjø opprinnelse.
I henhold til fraksjonen er grus klassifisert i 4 store grupper: 3/10, 5/40, 5/20, 20/40 mm. Materialet brukes til å forberede ulike bygningsblandinger som fyllstoff, det anses som uunnværlig for blanding av betong, bygningsfundamenter og stier.
Knust kalkstein er laget av sedimentær bergart. Som navnet tilsier, er råstoffet kalkstein. Hovedkomponenten er kalsiumkarbonat, kostnadene for materialet er en av de laveste.
Fraksjonene av denne knuste steinen er delt inn i 3 store grupper: 20/40, 5/20, 40/70 mm.
Det er anvendelig for glassindustrien, i produksjon av små armerte betongkonstruksjoner, ved fremstilling av sement.
Resirkulert pukk har lavest kostnad. Den er laget av byggeavfall, for eksempel asfalt, betong, murstein.
Fordelen med knust stein er dens lave pris, men når det gjelder hovedegenskapene er den mye dårligere enn de tre andre typene, derfor brukes den sjelden og bare i tilfeller der styrken av stor betydning har ikke.
Gå tilbake til innholdet
Komprimeringsfaktor: formål
Komprimeringskoeffisienten er et spesielt standardnummer bestemt av SNiP og GOST. Denne verdien viser hvor mange ganger pukk kan komprimeres, dvs. redusere det ytre volumet under komprimering eller transport. Verdien er vanligvis 1,05-1,52. I henhold til eksisterende standarder kan komprimeringskoeffisienten være som følger:
- sand og grusblanding - 1,2;
- konstruksjonssand - 1,15;
- utvidet leire - 1,15;
- knust grus - 1,1;
- jord - 1,1 (1,4).
Et eksempel på å bestemme komprimeringskoeffisienten til pukk eller grus er som følger:
- Det kan antas at massetettheten er 1,95 g/cm³ etter at komprimeringen ble utført, ble verdien 1,88 g/cm³.
- For å bestemme verdien må du dele det faktiske tetthetsnivået med maksimum, noe som vil gi en komprimeringskoeffisient for pukk på 1,88/1,95=0,96.
Det er nødvendig å ta hensyn til at designdataene vanligvis ikke indikerer graden av komprimering, men den såkalte skjeletttettheten, dvs. Under beregninger er det nødvendig å ta hensyn til fuktighetsnivået og andre parametere i bygningsblandingen.
Komprimeringskoeffisienten til ethvert bulkmateriale viser hvor mye volumet kan reduseres med samme masse på grunn av komprimering eller naturlig krymping. Denne indikatoren brukes til å bestemme mengden fyllstoff både under kjøp og under selve byggeprosessen. Siden bulkvekten av knust stein av en hvilken som helst fraksjon vil øke etter komprimering, er det nødvendig å umiddelbart legge ned en tilførsel av materiale. Og for ikke å kjøpe for mye, vil en korreksjonsfaktor komme godt med.
Komprimeringskoeffisienten (K y) er en viktig indikator som ikke bare trengs for riktig formasjon bestilling av materialer. Når du kjenner denne parameteren for den valgte fraksjonen, er det mulig å forutsi ytterligere krymping av gruslaget etter lasting av det bygningskonstruksjoner, samt stabiliteten til selve gjenstandene.
Siden komprimeringskoeffisienten representerer graden av volumreduksjon, varierer den under påvirkning av flere faktorer:
1. Lastemetode og parametere (for eksempel fra hvilken høyde utføres tilbakefylling).
2. Egenskaper ved transport og varigheten av reisen - tross alt, selv i en stasjonær masse, oppstår gradvis komprimering når den synker under sin egen vekt.
3. Fraksjoner av pukk og korninnhold av mindre størrelse enn den nedre grensen for en bestemt klasse.
4. Flakihet - nåleformede steiner gir ikke like mye sediment som kubiske.
Styrken til betongkonstruksjoner, bygningsfundamenter og veidekker avhenger deretter av hvor nøyaktig komprimeringsgraden ble bestemt.
Men ikke glem at komprimering på stedet noen ganger bare utføres på topplaget, og i dette tilfellet beregnet koeffisient samsvarer ikke helt med den faktiske krympingen av puten. Hushåndverkere og semiprofesjonelle byggeteam fra nabolandene er spesielt skyldige i dette. Selv om, i henhold til teknologikrav, må hvert lag med tilbakefylling rulles og kontrolleres separat.
En annen nyanse - graden av komprimering beregnes for en masse som er komprimert uten sideutvidelse, det vil si at den er begrenset av veggene og kan ikke spre seg ut. På stedet opprettes ikke alltid slike forhold for å fylle ut en brøkdel av pukk, så en liten feil vil forbli. Ta hensyn til dette ved beregning av bosetting av store konstruksjoner.
Forsegling under transport
Å finne en standard komprimerbarhetsverdi er ikke så lett - for mange faktorer påvirker det, som vi diskuterte ovenfor. Komprimeringskoeffisienten til pukk kan angis av leverandøren i medfølgende dokumenter, selv om GOST 8267-93 ikke direkte krever dette. Men transport av grus, spesielt store partier, avslører en betydelig forskjell i volumer under lasting og ved det endelige leveringspunktet av materialet. Derfor må en justeringsfaktor som tar hensyn til dens komprimering inkluderes i kontrakten og overvåkes på oppsamlingsstedet.
Den eneste omtale fra gjeldende GOST er at den deklarerte indikatoren, uavhengig av brøkdelen, ikke skal overstige 1,1. Leverandører vet selvfølgelig dette og prøver å holde en liten forsyning slik at det ikke blir retur.
Målemetoden brukes ofte under aksept, når knust stein for konstruksjon bringes til stedet, fordi den bestilles ikke i tonn, men i kubikkmeter. Når transporten kommer, må den lastede kroppen måles fra innsiden med et målebånd for å beregne mengden av levert grus, og deretter multiplisere det med en faktor på 1,1. Dette vil tillate deg å finne ut hvor mange kuber som ble satt inn i maskinen før frakt. Hvis tallet oppnådd under hensyntagen til komprimeringen er mindre enn det som er angitt i de medfølgende dokumentene, betyr det at bilen var underbelastet. Like eller større - du kan kommandere lossing.
Komprimering på stedet
Tallet ovenfor tas kun i betraktning for transport. Under byggeplassforhold, hvor pukk komprimeres kunstig og ved bruk av tunge maskiner (vibrasjonsplate, rulle), kan denne koeffisienten øke til 1,52. Og utøverne trenger å vite krympingen av grusutfyllingen med sikkerhet.
Vanligvis er den nødvendige parameteren spesifisert i designdokumentasjonen. Men når eksakt verdi ikke nødvendig, bruk gjennomsnittlige indikatorer fra SNiP 3.06.03-85:
- For slitesterk knust stein fra fraksjon 40-70 gis en komprimering på 1,25-1,3 (hvis karakteren ikke er lavere enn M800).
- For bergarter med en styrke på opptil M600 - fra 1,3 til 1,5.
For små og mellomstore størrelsesklasser på 5-20 og 20-40 mm er disse indikatorene ikke etablert, siden de oftere bare brukes når det øvre bærende laget av korn 40-70 fjernes.
Laboratorieforskning
Komprimeringsfaktoren beregnes basert på laboratorietestdata, hvor massen komprimeres og testes for ulike enheter. Det er metoder her:
1. Substitusjon av volumer (GOST 28514-90).
2. Standard lag-for-lag komprimering av knust stein (GOST 22733-2002).
3. Uttrykk metoder ved å bruke en av tre typer tetthetsmålere: statisk, vannballong eller dynamisk.
Resultater kan oppnås umiddelbart eller etter 1-4 dager, avhengig av den valgte studien. En prøve for en standardtest vil koste 2500 rubler, og minst fem av dem vil være nødvendig totalt. Hvis data er nødvendig i løpet av dagen, brukes ekspressmetoder basert på resultatene av å velge minst 10 poeng (850 rubler for hver). I tillegg må du betale for avgangen til en laboratorieassistent - omtrent 3 tusen mer. Men under byggingen av store prosjekter er det umulig å gjøre uten nøyaktige data, og enda mer uten offisielle dokumenter som bekrefter entreprenørens overholdelse av prosjektkravene.
Hvordan finne ut graden av komprimering selv?
I feltforhold og for behovene til privat konstruksjon, vil det også være mulig å bestemme den nødvendige koeffisienten for hver størrelse: 5-20, 20-40, 40-70. Men for å gjøre dette, må du først kjenne deres bulk tetthet. Det varierer avhengig av den mineralogiske sammensetningen, men litt. Knust steinfraksjoner har mye større innflytelse på den volumetriske vekten. For beregninger kan du bruke gjennomsnittsdata:
| Brøker, mm | Bulkdensitet, kg/m3 | |
| Granitt | Grus | |
| 0-5 | 1500 | — |
| 5-10 | 1430 | 1410 |
| 5-20 | 1400 | 1390 |
| 20-40 | 1380 | 1370 |
| 40-70 | 1350 | 1340 |
Mer nøyaktige tetthetsdata for en spesifikk fraksjon bestemmes i laboratoriet. Eller ved å veie et kjent volum med byggestein, etterfulgt av en enkel beregning:
- Bulkvekt = masse/volum.
Etter dette rulles blandingen til den tilstanden den skal brukes på stedet og måles med et målebånd. Beregningen gjøres igjen ved å bruke formelen ovenfor, og som et resultat oppnås to forskjellige tettheter - før og etter komprimering. Ved å dele begge tallene finner vi ut komprimeringskoeffisienten spesifikt for dette materialet. Hvis prøvevektene er de samme, kan du ganske enkelt finne forholdet mellom de to volumene - resultatet blir det samme.
Vær oppmerksom på: hvis indikatoren etter komprimering er delt med den opprinnelige tettheten, vil svaret være større enn én - faktisk er dette materialreservefaktoren for komprimering. Den brukes i konstruksjon hvis de endelige parametrene til grusbedet er kjent, og det er nødvendig å bestemme hvor mye knust stein av den valgte fraksjonen som skal bestilles. Når det regnes tilbake, er resultatet en verdi mindre enn én. Men disse tallene er likeverdige, og når du gjør beregninger er det bare viktig å ikke bli forvirret over hvilken du skal ta.
