УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ВАЛЬЦОВЫМИ КАТКАМИ

Аннотация. В данной статье описана технология поверхностного метода уплотнения грунтов вальцовыми катками. Статья обобщает опыт технологии завершении процесса укатки слоя просадка δ соответствует создаваемому вальцом напряжению и отношение  получает предельное значение, определяющий конечный энергетический уровень слоя.

Ключевые слова: лёссовидные грунты, процесс уплотнения, вальцовый каток, укатка слоя грунта.

При сооружении земляного полотно железных дорог на сильно сжимаемых и мало прочных грунтах, основании становится нерациональным, такие грунты укрепляют путем уплотнения грунтов различными катками.

Для укрепления глинистых неводонасыщенных (так называемых трехфазных) грунтов используется методы поверхностного уплотнения. Макропористые трехфазные грунты, обладающие повышенной водо- и газопроницаемостью (лёссы и лёссовидные грунты), можно укрепить на значительную глубину до 0,5…0,6 м можно с помощью пневмокатков, которые широко применяют в дорожном строительстве для послойного уплотнения возводимых из грунтов насыпей, дамб и т.д.

Способ уплотнения грунта выбирают путем сравнения вариантов по технико-экономическим показателям с учетом области применения каждого метода.

Несвязные грунты хорошо уплотняются передвижными виброплитами на глубину 0,5…0,8 м и виброкатками на глубину до 1 м. Связные и несвязные грунты можно уплотнять гружеными автомашинами на глубину 0,4…0,7 м. Имеются трамбующие машины, обеспечивающие большую глубину уплотнения (до 1,2 м). 

Поверхностное уплотнение широко используют для устранения просадочных свойств лёссовидных грунтов. К поверхностным методом уплотнения грунтов относится и метод уплотнения грунтов вальцовыми катками.

Глубину уплотнения грунта катками определяют по формуле, полученной на основе экспериментальных полевых исследований.

h_у=m_у  ,

где: m_у – коэффициент, зависящий от свойств уплотняемого грунта, значения которого изменяются от 0,5 до 1 (м/т)^1/2;

М- масса катка, т;

h – высота уплотняемого слоя, м.

По данным наблюдений, после первого прохода вальца в уплотняемом слое остаются внутренние силы сопротивления, возникающие в результате увеличения контакта между частицами уплотняемого вещества, так как уменьшаются пустоты, неравномерность плотности.

При завершении процесса укатки слоя просадка δ соответствует создаваемому вальцом напряжению и отношение  получает предельное значение, определяющий конечный энергетический уровень слоя. Средняя скорость движения вальца (υ₀, м/с) практически зависит от волнообразования на поверхности слоя и должна быть минимальной для увеличения КПД. Фактическая продолжительность прохода при длине уплотняемого слоя Ɩ (м)

t_х =

При общей длине уплотняемого слоя Ɩ=100 м, при толщине слоя һ=0,1 м и применении двух вальцового катка общим весом 1 т, с весом каждого вальца с образующей 0,5 м и диаметром 0,5 м 5000Н осадка слоя после 20 проходов вальца 2-5 рейсов катка в двух направлениях достигла 0,009м.

Постоянство мощности машины, перерабатывающей различные материалы (в среднем 7200 Дж/с), и ее энергетической константы ɑ=0,0001 подтверждает возможность объективной оценки машин их энергетическими константами, на значения которых влияют конструктивные особенности машин и их параметры.