Файл: Полосин-Никитин, С. М. Механизация дорожных работ учебник.pdf

E L

235

В унифицированном согласующем устройстве комплекта аппа­ ратуры, вместо щупового или маятникового датчиков, может быть подключен фотоэлектрический приемник для управления дорож­ ными машинами по лучу лазерного излучателя (рис. 8.24).

Дальнейшим развитием систем автоматического управления ма­ шинами является метод управления с высокой точностью инфра­ красным модулированным лучом ПУЛ. Машины, управляемые ин­ фракрасным модулированным лучом, при этом не требуют предва­ рительной геодезической или иной разметки профиля сооружения, отпадает необходимость в кольях и нивелирной проволоке. Особен­ но эффективны ПУЛ на отделке и планировке. ПУЛ включает пе­ редающий пункт: излучатель модулированного света, в состав ко­ торого входят прожектор с постоянной установкой объектива на 500 мм и преобразователь потребляемой мощности 30 Вт напряже­ нием источника тока 6 В (для ПУЛ-3); приемный пункт — фотопри­ емник с полем зрения 6°, диаметром объектива 40 мм: усилитель с коэффициентом усиления не менее 1,2— 106, напряжением питания анодных цепей 300 В постоянного тока и напряжением питания ламп накаливания 13 В; пульт управления потребляемой мощности 40 Вт, напряжением источника постоянного тока 300, 13 и 6,3 В и соединительные кабели.

Приемную станцию устанавливают на машине (рис. 8.25), на­ правляющую— на земляном полотне. Приемная станция принимает информацию, передаваемую по лучу направляющей станции, и вы­ рабатывает команду гидравлической системе управления верти­ кальным перемещением рабочего органа машины, чтобы удержать установленный на нем фотоприемник в плоскости раздела модули­ рованного луча.

Система управления ПУЛ довольно сложная, поэтому получает распространение лазерная система — лазер.

Лазер — своеобразная радиостанция [8.19], но электромагнит­ ные колебания в нем рождаются атомами, которые испускают не радиоволны, а остронаправленные пучки волны с постоянной час­ тотой. Для управления дорожными машинами используются газо-

236

Рис. 8.24. Унифицированная система автоматизации дорожных машин с возмож­ ностью использования лазерного излучателя:

Ц и ф р ы с о ш т р и х о м и м е ю т т е ж е з н а ч е н и я , н о о т л и ч а ю т с я д р у г о т д р у г а т и п о м у с т а н о в о ч ­ н о г о п р и с п о с о б л е н и я и р а з м е щ а ю щ е й с п о с о б н о с т ь ю п р е о б р а з о в а т е л я

вые лазеры, работающие на смеси гелия и неона. Лазерный луч па­ дает на приемник, установленный на машине, который через реле осуществляет воздействие на механизмы управления. Советские ученые являются творцами квантовой энергетики. Созданные ими

.лазеры прочно вошли в науку и промышленность.

Лазерный луч. в отличие от ПУЛ хорошо виден в любую погоду, в тумане и запыленном воздухе. Его можно использовать при стро­ ительстве мостов в качестве осевой линии, а при высотном строи­ тельстве— для проверки вертикальности сооружения. Во время

237

Рис. 8.25. Система управления ПУЛ:

а —1к о м п о н о в о ч н а я с х е м а П У Л н а а в т о г р е й д е р е ; б — б л о к - с х е м а а в т о м а т и ч е с к о г о у п р а в л е н и я р а б о ч и м о р г а н о м а в т о г р е й д е р а ;

1 — п р о ж е к т о р ; 2 — п р е о б р а з о в а т е л ь ; 3, 7 — а к к у м у л я т о р ; 4 — ф о т о п р и е м н и к ; 5 — у с и . л и т е л ь ; 6 — п у л ь т у п р а в л е н и я ; 8 — г е н е р а т о р б а з о в о й м а ш и н ы ; 9 — ги д р о ц и л и н д р ы р а ­ б о ч е г о о р г а н а ; 10 — э л е к т р о м а г н и т н ы й .се р в о зо л о т н и к

строительства телевизионной башни в Москве лазерный луч благо­ даря своей исключительной точности служил «отвесом», по которо­ му проверяли вертикальность полукилометровой громады.

§ 43. УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТОВ МАШИНАМИ

Под воздействием механических нагрузок происходит сближе­ ние частиц грунта, вытеснение воздуха и влаги, уменьшение его по­ ристости. Благодаря этому увеличиваются объемная масса грунта,, его плотность и несущая способность.

По принципу действия машины для уплотнения можно разде­ лить на вибрационные, статические, трамбующие и комбинирован­ ные. К машинам вибрационного действия относятся вибрационные

цепные, крановые и ручные, многосекционные уплотнители на гу­ сеничном и колесном ходу. К машинам статического действия от­ носятся прицепные, полуприцепные и самоходные катки. Рабочим органом этих машин служат пневматические шины или металличе­

238

ские (гладкие) кулачковые, решетчатые и другие вальцы. К маши­ нам ударного действия относятся трамбовочные на гусеничном и колесном ходу со свободно падающим рабочим органом или рабо­ чим органом принудительного действия (активного действия), а также ручные трамбовки — пневматические, электрические и взрыв­ ные. Имеются машины с комбинированными методами уплотнения: укаткой и трамбованием (катки с падающими грузами), виброудар­ ные и другие.

Степень плотности грунта, которая должна быть достигнута в результате машинного уплотнения,'— это такая плотность, при кото­ рой прекращаются дальнейшие осадки земляного полотна от нагру­ зок и увлажнения. Степень плотности будет тем выше, чем меньше объем воздуха в грунте (но не менее 4—6%'), а влажность в пре­ делах оптимальной. Плотность — масса единицы объема, т. е. отно­ шение покоящейся массы к ее объему р = т у. Максимальную плотность определяют прибором Союздорнии.

Необходимую плотность устанавливают по СНиПу. Требуемая плотность грунтов (оптимальная плотность) находится в зависимос­ ти от величины их максимальной плотности, определяемой мето­ дом стандартного уплотнения

^опт = Л'оп^тах >

где коп — коэффициент оптимальной плотности; бШах — объемная масса скелета грунта, соответствующая максимальной плотности

/соп=0,95— 1,00

Оптимальная влажность и максимальная объемная масса скелета грунта:

Уплотнение катками — наиболее простой и достаточно произво­ дительный способ, стоимость уплотнения которыми значительно ни­ же, чем другими машинами. Ввиду этого он является наиболее рас­ пространенным способом уплотнения грунта. К числу его недостат­ ков надо отнести невозможность в ряде случаев уплотнить грунты слоями большой толщины, а также необходимость в достаточном фронте работ.

Ширина участков должна допускать повороты катков вместе с тягачом.

Катки с гладкими барабанами и на пневматических шинах при­ годны для уплотнения связных и несвязных грунтов, кулачковые могут в основном уплотнять только связные грунты. Эффект уплот­ нения в большой степени зависит от правильного выбора парамет­ ров катков. Их нужно выбирать применительно к свойствам тех грунтов, для уплотнения которых тот или иной тип катка предна­ значен.

239

Толщину слоя уплотнения (в см) катками с гладкими вальцами можно определить по формуле

h0= W : W0 / 3 GKr0 : В вС i см,

где W и Wo — действительная и оптимальная влажность грунта, %; GK— масса катка, кг; г0— радиус вальца, см; С\ — величина полной деформации грунта, кг/см3; В в — ширина вальца, см.

Коэффициент W : W0, учитывающий уменьшение оптимальной толщины слоя грунта, имеет смысл при

C\ = E\\DT, Е\ — статический модуль полной деформации грун­ та, кгс/см2 (для связного грунта — 150—200, для несвязного — 100—■ 150); DT — диаметр штампа, см. ___

Более простые формулы [8.17] Л0 = 0,3 W : W0 ]E qr® для связных

грунтов и Ло = 0,4 W : W0 V Яго для несвязных грунтов.

Еще раз следует отметить, что уплотнение, особенно связных грунтов, в условиях, когда W >W 0, вообще нецелесообразно ввиду абсолютной неэффективности этого процесса.

Рациональные режимы работы катков с гладкими вальцами требуют подкатки — предварительного уплотнения грунтов более легкими катками и оптимальных скоростей движения катков. При уплотнении рыхлых грунтов легкими катками прорабатывается сравнительно нетолстый слой, но верхняя часть его доводится до вы­ сокой плотности. При следующих проходах более тяжелого катка ввиду наличия плотной верхней части погружение вальца в грунт уменьшается, благодаря чему на поверхности увеличивается удель­ ное напряжение (давление). На очень рыхлых грунтах непосредст­ венное применение тяжелого катка вследствие сильного волнообра­ зования неэффективно, а в ряде случаев невозможно. Таким обра­ зом, преимущество подкатки вполне очевидно. ' •

Исследования и производственный опыт позволяют сделать не­ которые рекомендации в части режима работы всех катков. Катки должны быть подобраны таким образом, чтобы при последователь­ ном вводе их в работу не возникало слишком резкого повышения напряжения на поверхности грунта. Если не соблюдать это условие, переход на более тяжелый каток влечет за собой осадки грунта и связанные с этим переформирование его структуры и эффект от подкатки уменьшается. При уплотнении грунтов, требующих боль­ шого количества проходов по одному следу, эффект от подкатки по­ высится, если этот процесс будет осуществляться не одним, а не­ сколькими легкими катками. При последовательной замене одного катка другим должна соблюдаться постепенность возрастания их линейных давлений. При такой системе уплотнения напряжение на поверхности будет постепенно повышаться до конечной величины, определяемой выбранным для данных условий типом тяжелого катка.

Уплотняя грунты с предварительной подкаткой более легкими катками, нужно 30—40% потребного количества проходов сделать по одному следу. Важное значение имеет скорость уплотнения. Под

240