Оптимизация параметров вибрационного оборудования для уплотнения грунтов и оснований автомобильных дорог

Аннотация

Настройка вибровозбудителя катка на строительной площадке до сих пор опирается на пробную укатку и опыт машиниста, из-за чего заводской режим оборачивается недоуплотнением нижней зоны слоя либо разупрочнением верхней. Цель работы – обоснование сочетания частоты колебаний, статического момента дебалансов и скорости движения одновальцового грунтового вибрационного катка, при котором требуемая плотность достигается с наименьшими удельными энергозатратами. Построена авторская двухмассная модель системы «валец – подрессоренная часть – грунт» с односторонней связью в контакте, дополненная решением контактной задачи Герца-Беляева и кинетическим уравнением накопления плотности; расчёт выполнен для песчано-гравийной смеси слоем 0,50 м при требуемом коэффициенте уплотнения 0,98 и допуске 0,02 по действующей редакции СП 78.13330.2012. Удельная энергоёмкость изменяется по расчётной сетке режимов от 319 до 1698 кДж/м³ при практически одинаковом конечном коэффициенте уплотнения, а минимум при стеснении числа проходов восемью приходится на частоту 33 Гц и статический момент 3,8 кг·м; переход к этому сочетанию от заводской настройки повышенной амплитуды снижает энергоёмкость на 34,1% при потере производительности 12,5%. Глубина проработки слоя и энергетическая эффективность управляются разными параметрами вибровозбудителя, вследствие чего единая настройка катка на всю высоту насыпи остаётся недостижимой, а перепад плотности между сечением отбора пробы и подошвой слоя достигает 0,0199 и поглощает допуск целиком.