Метод уплотнения грунтов циклическими нагрузками

7.12.4.2. Для уплотнения грунтов в лабораторных условиях необходимо определить основные параметры циклического нагружения применительно к выбранному типу катка. Основными параметрами циклического нагружения являются:

- максимальная величина удельной уплотняющей нагрузки, действующей на контакте рабочего органа катка с поверхностью уплотненного грунта в конце процесса уплотнения _max, МПа;

- время действия уплотняющей нагрузки в течение одного цикла t, с;

- зависимость удельной нагрузки от времени;

- количество (число) циклов нагружения-разгрузки, n_ц;

- интервал времени между циклами T, с.

Максимальная величина удельной уплотняющей нагрузки на грунт определяется конкретно для каждого типа грунтоуплотняющего механизма.

Для катков с гладкими вальцами максимальная величина удельной уплотняющей нагрузки определяется по формуле работы [141]:

, (47)

где q_L - линейное давление вальца катка, Н/м; R_в - радиус вальца катка, м; E₀ - модуль деформации грунта, МПа.

Значения q_L и R_в принимаются для различных типов катков по их технической характеристике (см. табл. 30). Модуль деформации E₀ ориентировочно принимается равным 20 МПа для глинистых грунтов оптимальной влажности в конце процесса уплотнения, а для крупнообломочных грунтов с глинистым заполнителем - 15 МПа.
Таблица 30
Техническая характеристика самоходных дорожных катков с гладкими вальцами [74]

Показатели	Марки катков
	ДУ-50	ДУ-48А	ДУ-8В (Д-399В)	ДУ-9В (Д-400В)	ДУ-49А
Масса, т:
с балластом	8,0	13,0	13,0	18,0	18,0
без балласта	6,0	9,4	8,0	10,3	11,0
Ширина уплотняемой полосы, м	1,80	1,85	1,29	1,29	1,29
Удельное линейное давление от ведущего вальца, Н/м	5,0х104	7,5х104	6,0х104	6,0х104	3,5х104
Число вальцов:
всего	3	3	2	3	3
ведущих	2	2	1	1	1
Диаметр вальцов, м:
ведущего	1,30	1,60	1,60	1,60	1,60
ведомого	1,00	1,00	1,30	1,30	1,30
Ширина вальцов, м:
ведущего	0,50	0,525	1,29	1,29	1,29
ведомого	1,00	1,00	1,29	1,29	1,29
Радиус поворота по внутреннему следу, м	3,00	3,60	3,60	4,30	4,50
Дорожный просвет, м	0,400	0,300	0,315	0,315	-
База, м	3,01	3,43	2,70	4,46	-
Двигатель:
марка	Д-37Е	Д-37Е	Д-37Е	Д-37Е	Д-37Е
мощность, л.с.	50	50	50	50	50
Скорость движения катка, м/с:
рабочая	0,76	1,21	1,47	1,47	0-2,18
транспортная	2,17	1,83	2,24	2,24	-
Габариты, м:
длина	4,378	5,200	4,320	6,080	6,515
ширина	1,800	1,850	2,070	2,070	2,040
высота	2,600	2,600	3,200	3,200	3,410

Для катков на пневматических шинах максимальная величина удельной уплотняющей нагрузки определяется по формуле:

где Р_к - общая нагрузка на пневматическое колесо, Н; П_ш - ширина протектора, равная (0,70,8) · В_ш; В_ш - ширина профиля шины; 1,44 - коэффициент, учитывающий эллипсовидность площади контакта колеса с поверхностью уплотненного грунта.

Значения Р_к, П_ш и В_ш для различных типов механизмов определяются с учетом их технических характеристик (см. табл. 31-33).
Таблица 31
Техническая характеристика катков на пневматических шинах [74]

Показатели	Самоходные		Полуприцепные			Прицепные
	ДУ-31А (Д-627А)	ДУ-29 (Д-624)	ДУ-16Б (Д-551Б)	ДУ-16В (Д-551В)	ДУ-37Б	ДУ-30 (Д-625)	ДУ-39А (Д-703А)
Масса, т:
с балластом	16,0	30,0	25,0	25,9	15,0	12,5	25,0
без балласта	8,3	18,3	10,0	7,3	5,7	4,0	6,0
Ширина уплотняемой полосы, м	1,900	2,200	2,800	2,600	2,610	2,200	2,600
Число колес (передних/задних), секций	3/4	3/4	4	5	5	5	5
Обозначение шины*, мм (дюйм)	320х20	370х508	(21.00-28)	370-508 (14.00-20)	-	(12.00-20)	370-508 (14.00-20)
Давление в шинах, МПа	0,30-0,55	0,35-1,00	0,20-0,42	0,35-0,70		0,40-0,60	0,35-0,70
База, м	3,600	4,660	-	-	-	-	-
Дорожный просвет, м	0,270	0,255	-	-	-	-	-
Двигатель:
марка	А-41Д	А-01МД	-	-	-	-	-
мощность, л.с.	90	130	-	-	-	-	-
Скорость передвижения, м/с:
рабочая (вперед)	(0-5,74)	(0-6,50)	4,2	4,2	-	0,7-2,0	1,68
транспортная (назад) Габариты, мм:	(0-20,5)	(0-23,1)	8,4	11,2	до 8,4	5,6	8,4
длина	5,300	6,160	9,510	10,400	10,100	5,300	5,880
ширина	1,970	2,890	3,090	2,920	2,920	2,340	2,920
высота	3,200	3,410	3,040	3,040	2,800	1,820	2,260
Трактор (тягач)	-	-	МОАЗ-546П	МОАЗ-546П	Т-158	Т-75	Т-100М
* Первая цифра указывает ширину профиля шины в мм.

Таблица 32
Техническая характеристика автотранспортных машин

Показатели	Автомобили-самосвалы				Внедорожные автомобили
	МАЗ-5549 (4х2)	КамАЗ-5511 (6х4)	КамАЗ-55102 (6х4)	КрАЗ-256Б1 (6х4)	БелАЗ-540А	БелАЗ-548А	БелАЗ-549	БелАЗ-7519
Грузоподъемность, т	8,0	10,0	7,0	12,0	27,0	40,0	75,0	110,0
Собственная масса, т:	7,225	9,0	8,48	10,85	21,0	28,8	66,98	85,0
на переднюю ось	3,60	3,75	3,50	3,93	10,2	13,0	-	-
на заднюю ось (тележку)	3,625	(5,25)	(4,98)	(6,92)	10,8	15,8	-	-
Полная масса, т:	15,375	19,15	15,63	23,015	48,175	68,875	14,213	19,50
на переднюю ось	5,375	4,47	4,50	4,55	16,675	23,225	47,676	65,00
на заднюю ось (тележку)	10,0	(14,68)	(11,13)	(18,465)	32,40	45,65	99,454	130,00
Радиус поворота, м:
по колее внешн. передн. колеса	7,0	8,0	8,5	12,3	8,7	10,2	-	-
наружный габаритный	7,5	9,0	9,3	13,0	-	-	-	-
Объем кузова, м3	5,1	7,2 и 6,2	-	6,0	15	21	-	-
Максимальная скорость, км/ч	75	80	80	68	55	55	60	50
Число колес	6+1	10+1	10+1	10+1	6+1	6+1
Шины*, мм (дюйм)	300508Р	260-508Р	260-508Р	320-508 или 320-508Р	(18,00-25)	(21,00-33)	(27,00-49)	(40,00-57)
Давление воздуха в шинах**, МПа
передних колес	0,60	0,73	0,73	0,45	0,50	0,56	-	-
задних колес	0,675	0,60	0,60	0,50	0,50	0,56	-	-
Габариты, мм					7250x3420x х3580	8120x3787x x3820	10250х x5300х4750	11250x x5000x6100
База, м					3,55	4,20	4,45	5,30
Колея колес, м:
передних					2,80	2,80	4,10	4,90
задних					2,40	2,537	3,73	4,125
* Первая цифра указывает ширину профиля шины в мм; ** Для глин давление воздуха в шине составляет 0,6 МПа.

Таблица 33