Модернизация конструкции рабочего оборудования дорожно-строительной машины бульдозера ДЗ-59

     Обломочные  (рыхлые) фунты подразделяют на две основные группы по характеру связей между частицами: несвязные (пески, галечники, гравий) и связные (глинистые, лессовые).

     Нескальные  горные породы подразделяют по степени дисперсности (раздробленности) на крупнообломочные, песчаные и глинистые фунты.

     Крупнообломочные  грунты представляют собой смеси несцементированных частиц размером более 2 мм каждая, в которых содержится более 50 % таких частиц.

     Песчаные  фунты — это смеси сыпучих в сухом состоянии частиц размером менее 2 мм каждая, содержащие более 50 % таких частиц и не обладающие свойствами пластичности.

     Глинистыми  называют не дренирующие фунты, монолитные или комковатые в сухом состоянии, пластичные во влажном, содержащие более 3 % глинистых частиц.

     Свойства  грунтов в основном зависят от происхождения горных пород, которые отличаются друг от друга минералогическим и химическим составом, жесткостью связей между частицами, их размером и формой.

     Грунт — это многофазная дисперсная система, которая в естественном состоянии содержит три фазы: твердые минеральные частицы горных пород, воду и воздух. Высшим пределом дисперсности является молекулярное и ионное раздробление, наблюдаемое в истинных растворах. Дисперсные системы грунтов с размером частиц 0.001... 1 мкм называют коллоидными. Они обладают гидрофильностью ,т.е. способностью связывать значительное количество воды на поверхности твердых минеральных частиц.

     Дисперсные  системы грунтов с размером частиц 1 ...5 мкм называют тонкодисперсными. В них наблюдается постепенное исчезновение коллоидных свойств.

     Дисперсные  системы грунтов с размером частиц более 5 мкм относятся к грубодисперсным, не обладающим коллоидными свойствами.

     От  степени раздробленности горной породы зависят физические, механические и водные свойства грунта.

     Наибольшее  практическое применение нашли методы четырех- и трех фракционного разделения грунтов, в которые входят гравийные, песчаные, пылеватые и глинистые частицы.

     Зерновой  состав грунтов и методы его определения. Грунты естественного залегания в земной коре или приготовленные искусственно состоят из частиц различной крупности, и их физико-механические и водные свойства в значительной степени зависят от зернового (гранулометрического) состава.

     Зерновым  составом грунта называют относительное содержание частиц различной крупности, выраженное в процентах от массы грунта в воздушно-сухом состоянии.

     Сущность  определения зернового состава  грунта заключается в разделении его на фракции определенного  размера после разрушения агрегатов и конгломератов до естественного размера частиц и установлении процентного содержания каждой фракции.

     Треугольная диаграмма Ферре – изображение зернового состава в виде точки или поля по трем фракциям: песчаной, пылеватой и глинистой.

       Данный метод основан на свойстве  равностороннего треугольника, у  которого сумма трех высот,  опущенных из любой точки на  стороны треугольника, равны высоте  треугольника, принятой за 100% содержания  одной из обозначенных фракций.  В вершинах треугольника фракции  грунта имеют содержание 100% частиц данной фракции (рисунок 2.1).

     Научные исследования и проверка на практике показали, что легкая крупная супесь обладает наилучшими физико-механическими  свойствами, обусловленными наибольшей плотностью (наименьшей пористостью). Гравийные и песчаные частицы  играют роль скелета, воспринимающего  нагрузки, а промежутки между ними заполняют пылеватые фракции  и в целом все связывает  глинистая фракция. Такие грунты называют оптимальной грунтовой  смесью. Она имеет следующий состав, %: песок – 65…82, пыль – 15…25 и глина  – 3…10.

     Чтобы определить классификационную принадлежность почвы по гранул метрии, необходимо совместно анализировать уже три фракции. Для этого на левой стороне треугольника, где отложено содержание илистых частиц, находят точку, соответствующую содержанию ила (меньше 0.002 мм). Из этой точки проводят прямую, параллельную основанию (сторона “песка”). Затем на правой стороне треугольника (содержание пыли) также находят точку, соответствующую содержанию пыли в исследуемой почве, и из нее проводят линию, параллельную левой стороне – параллельно оси «содержание ила». Две прямые линии пересекутся внутри треугольника в некоторой точке, в которую также попадает и третья линия, проведенная из точки, соответствующей содержанию песка на основании треугольника, параллельно оси «пыль». Эта точка пересечения трех линий треугольника обязательно окажется внутри какой-либо области, отвечающей за определенную классификационную группу почв по грануло метрии (рисунок 2.2).

     Треугольная диаграмма позволяет подобрать  оптимальную по зерновому составу  грунтовую смесь из двух  или  нескольких грунтов. Точки К и  Д характеризуют зерновые составы  карьерного песчаного грунта и дорожного  пылеватого суглинка. Линия КД, проходящая через поле оптимального грунта, характеризует  зерновой состав искомой оптимальной  смеси в точке а. Содержание карьерного грунта P_а, %, в такой смеси определяют из соотношения (2.1).

 

     

100 % глины

 

           10                90

  нулевая  20   80  нулевая

  линия.       линия

  пыли    30           70 песка 

          40        60 

    50       50

     40              60

         

         30           70 

   20                  80

   

10              90

   

100 %   10       20  30 40      50        60 70     80    90  100%

песка  нулевая линия глины пыли 

     Рисунок 2.1 – Зерновой состав грунтов в  системе треугольных координат

 

     

                                                        (2.1) 

     где аД и КД – длина отрезков на диаграмме, мм. 

 

     Рисунок 2.2 – Треугольник Ферре для классификации почв по гранулометрическому составу 

     По  рисунку 2.1 определяем процентное содержание основных фракций в точках К, а  и Д. Точке К соответствует  содержание глины 2%, песка 85%, пыли 13% (песок). В точке а – глины 10%, песка 69%, пыли 21% (опесчаненный суглинок). Д – глины 37%, песка 17%, пыли 46% (пылевато-глинистый суглинок).

     Содержание  карьерного грунта: 
 
 

     2.2 Расчёт    необходимого    количества    вяжущего    для укрепления грунта в дорожном покрытии 

     2.2.1 Общие сведения 

     При влажности грунта, равной оптимальной и менее, в качестве добавок применяют следующие химические вещества:

     а) известь — молотую негашеную, гидрофобную негашеную СаО или гашеную — гидратную известь Са(ОН)₂ . Известь — наиболее универсальная добавка при укреплении цементом различных разновидностей кислых глинистых грунтов (супесей, суглинков, глин);

     б) каустическую соду NaO Н, кальцинированную соду Na₂CO₃ , двууглекислый натрий NaHCO₃ или добавки сульфата натрия Na₂S О₄ при укрепления цементом кислых супесчаных и суглинистых грунтов;

     в) совмещенные добавки извести  и каустической соды или легкорастворимых солей Na₂SO₄ ;CaCl₂ при укрепления цементом кислых глинистых грунтов (тяжелых суглинков и глин);

     г) цемент (портландцементы, шлакопортландцементы) взамен извести или легкорастворимых солей, используемых для нейтрализации кислотности и улучшения коллоидно-химических свойств грунта. Цемент рекомендуется добавлять при обработке супесчаных и суглинистых грунтов в количестве 2—3 % от веса смеси. При последующем внесении основной добавки цемента его количество может быть уменьшено на величину первой добавки;

     д) золы уноса или самораспадающиеся дисперсные шлаки без добавок или с добавками солей CaCl₂ ;N аНСО₃ ; N а₂ СО₃ ; Na₂SO₄ либо каустической соды NaOH. Укрепляют кислые супесчаные или суглинистые грунты.

     При укреплении глинистых грунтов цементом для получения повышенной морозостойкости  и деформативности обрабатываемого грунта применяют также добавки органических поверхностно-активных и других химических веществ. При влажности укрепляемых глинистых грунтов, равной или менее оптимальной, используют добавки органических химических веществ.

     В зависимости от свойств грунтов  и других факторов применяют добавки  следующих органических химических веществ:

     а) сырые, в том числе высокосмолистые, нефти или жидкие битумы при укреплении цементом кислых супесчаных грунтов  подзолистого типа;

     б) пиридиновые остатки при укреплении цементом кислых глинистых грунтов, которые могут быть представлены супесями, суглинками или глинами, отвечающими  требованиям;

     в) битумные эмульсин или битумо-известковые пасты для укрепления супесчаных и легкосуглинистых грунтов в соответствии с требованиями “Технических указаний по устройству покрытий и оснований из грунтов, укрепленных битумными эмульсиями” ВСН 140-68.  

     2.2.2 Расчет количества вяжущего 

     Требуется рассчитать необходимое количество вяжущего для  укрепления грунта в  дорожном покрытии при следующих  параметрах:

• толщина слоя, 30 см ;
• ширина проезжей части,  8,5 м;
• длина участка для укрепления, 3000 м;
• вяжущее– цемент;
• грунт – суглинок.

 

     Потребное количество вяжущего  для укрепления суглинистого грунта определяется по формуле: 

                                               (2.2) 

     где D – норма вяжущего (цемент) в долях единицы от веса скелета грунта, 0,03;

     δпр – проектная плотность (объемный вес скелета) грунта, 1,6 т/м3;

     B – ширина проезжей части, 8,5 м;

     h – толщина слоя грунта, 0,3 м;

     L – длина участка для укрепления, 3000 м. 
 
 

     2.3 Определение состава бетона 

     2.3.1 Общие положения 

     Бетонные  и растворные смеси приготовляют путем механического перемешивания их компонентов в смесительных машинах, бетоно- и растворосмесителях. Качество смеси определяется точностью дозировки компонентов и равномерностью их распределения между собой по всему объему смеси. Для равномерного распределения компонентов смеси между собой в общем объеме замеса частицам материала сообщаются траектории движения с наибольшей возможностью их пересечения. Смешивание компонентов в однородную смесь является достаточно сложным технологическим процессом, который зависит от состава смеси, ее физико-механических свойств, времени смешивания и конструкции смешивающего устройства.

     Технологический процесс приготовления смесей включает последовательно выполняемые операции: загрузку отдозированных компонентов (вяжущих, заполнителей и воды) в смесительную машину, перемешивание компонентов и выгрузку готовой смеси. 

     Смесители классифицируют по трем основным признакам: характеру работы, принципу смешивания, способу установки.