Виброуплотнение - динамическое уплотнение в результате одновременного воздействия колебаний массы уплотнителя и давления. При вибрировании частицы грунта смещаются относительно друг друга, занимая более устойчивое положение. Вибратор используется самостоятельно или является рабочим органом вибрационной машины.
Наибольшее распространение получили центробежные электрические вибраторы с дебалансом, вращающимся от электродвигателя. Вибромашины характеризуются массой, размерами рабочего органа, вынуждающей силой, частотой колебаний.
При приложении быстродействующей и часто повторяющейся нагрузки (вибрации) к переувлажненному грунту наблюдается явление тиксотропии, которое заключается в разжижении грунта при встряхивании. Процесс тиксотропии обратим и с течением времени грунт приобретает нормальную консистенцию.
Вибрирование применяют для уплотнения крупнообломочных, песчаных, несвязных и малосвязных глинистых грунтов. Одномерные пески эффективно уплотняют только вибрированием. Тяжелые виброкатки (массой 9...25 т) применяются для уплотнения связанных грунтов (суглинок, глина) при высоте насыпаемого слоя более 40 см с высокой амплитудой (1,0...1,9 мм) и низкой частотой вибрации (25...35 Гц); легкие виброкатки (массой менее 9 т) - несвязанных материалов (гравий, песок) при высоте насыпаемого слоя менее 40 см с низкой амплитудой (< 1,0 мм) и высокой частотой вибрации (35...45 Гц).
Прицепными и самоходными виброкатками массой 4...5 т уплотняют грунт слоями 40...50 см, катками с большей массой можно уплотнять песчаные грунты на глубину 60...80 см и более. Количество проходов машины по одному следу при влажности грунта, близкой к оптимальной, принимается равным 4-5.
Толщина слоя, уплотняемого гладковальцовым виброкатком, при оптимальной влажности грунта составляет:
Прицепные виброкатки работают в основном но круговой схеме движения, самоходные виброкатки - челночным способом. Повышение эффекта уплотнения несвязных грунтов вибрированием достигается при влажности грунтов, составляющей 1,1...1,2 от оптимальной. В этом случае толщину уплотняемого слоя можно увеличить на 20...30 %.
Большим преимуществом (но сравнению с виброкатками) обладают осцилляторные катки. Осцилляторная система уплотнения заключается в направленном распространении колебательных волн. Уплотнение грунта такими катками осуществляется за счет комбинации статической нагрузки и воздействия горизонтальных сил, что позволяет вальцам постоянно прилегать к поверхности уплотняемого грунта.
Осцилляторные катки имеют ряд преимуществ перед обычными вибрационными:
Наибольшее распространение получили центробежные электрические вибраторы с дебалансом, вращающимся от электродвигателя. Вибромашины характеризуются массой, размерами рабочего органа, вынуждающей силой, частотой колебаний.
При приложении быстродействующей и часто повторяющейся нагрузки (вибрации) к переувлажненному грунту наблюдается явление тиксотропии, которое заключается в разжижении грунта при встряхивании. Процесс тиксотропии обратим и с течением времени грунт приобретает нормальную консистенцию.
Вибрирование применяют для уплотнения крупнообломочных, песчаных, несвязных и малосвязных глинистых грунтов. Одномерные пески эффективно уплотняют только вибрированием. Тяжелые виброкатки (массой 9...25 т) применяются для уплотнения связанных грунтов (суглинок, глина) при высоте насыпаемого слоя более 40 см с высокой амплитудой (1,0...1,9 мм) и низкой частотой вибрации (25...35 Гц); легкие виброкатки (массой менее 9 т) - несвязанных материалов (гравий, песок) при высоте насыпаемого слоя менее 40 см с низкой амплитудой (< 1,0 мм) и высокой частотой вибрации (35...45 Гц).
Прицепными и самоходными виброкатками массой 4...5 т уплотняют грунт слоями 40...50 см, катками с большей массой можно уплотнять песчаные грунты на глубину 60...80 см и более. Количество проходов машины по одному следу при влажности грунта, близкой к оптимальной, принимается равным 4-5.
Толщина слоя, уплотняемого гладковальцовым виброкатком, при оптимальной влажности грунта составляет:
- пески крупные, средние, песчано-гравийная смесь — 9... 10 см
- пески мелкие — 6...7 см
- супесь легкая крупная и легкая — 4...5 см.
Прицепные виброкатки работают в основном но круговой схеме движения, самоходные виброкатки - челночным способом. Повышение эффекта уплотнения несвязных грунтов вибрированием достигается при влажности грунтов, составляющей 1,1...1,2 от оптимальной. В этом случае толщину уплотняемого слоя можно увеличить на 20...30 %.
Осцилляторные катки имеют ряд преимуществ перед обычными вибрационными:
- меньшее количество резонансов увеличивает его срок службы
- эффективное уплотнение в низком температурном диапазоне
- зерна грунта не разрушаются благодаря отсутствию вертикальных ударов
- улучшенное уплотнение поверхности благодаря отсутствию повторного разрыхления
- подходит для всех грунтов и слоев разной толщины
- более комфортные условия работы водителя благодаря меньшей тряске и более низкому уровню шума.