Nghiên cứu xác định chế độ làm việc hợp lý của máy tái sinh mặt đường Wirtgen WR2400 tại TP.HCM

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích Nghiên cứu xác định chế độ làm việc hợp lý của máy tái sinh mặt đường wirtgen wr2400 trên địa bàn, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất

• Tác giả: Nguyễn Văn Dòng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Bình
• Trường học: Trường Đại Học
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng
• Đề tài: Nghiên Cứu Chế Độ Làm Việc Tối Ưu Cho Máy Tái Sinh Mặt Đường Wirtgen WR2400 Tại TP.HCM
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: TP Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH KHAI THÁC MÁY TÁI SINH MẶT ĐƯỜNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
• 1.1. Tổng quan về công nghệ tái sinh mặt đường
• 1.2. Tình hình sử dụng máy tái sinh mặt đường trên thế giới
• 1.3. Tình hình sử dụng máy tái sinh tại Việt Nam
• 1.4. Đặc tính kỹ thuật của máy WR 2400
• 1.5. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH KHAI THÁC MÁY TÁI SINH MẶT ĐƯỜNG
• 2.1. Đặc điểm của mặt đường BTNN tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh
• 2.2. Đặc điểm các yếu tố ngoại cảnh tác dụng lên nền đường
• 2.3. Đặc điểm của yếu tố thời tiết tác dụng lên nền đường
• 2.4. Đặc điểm của các luồng phương tiện giao thông tác động lên nền đường
• 2.5. Công tác tổ chức khai thác máy WR 2400 tại TP Hồ Chí Minh
• 2.6. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC HỢP LÝ CỦA MÁY WR2400
• 3.1. Xây dựng chương trình tính toán xác định chế độ làm việc hợp lý
• 3.1.1. Mục đích và cơ sở xây dựng chương trình tính toán
• 3.2. Tính toán các thông số của máy khi làm việc
• 3.3. Xây dựng chương trình tính toán
• 3.4. Thiết lập thuật toán và phần mềm tính toán
• 3.4.1. Tính vận tốc theo chiều sâu phay
• 3.4.2. Khảo sát lượng nhũ tương được phun vào trong quá trình thi công
• 3.4.3. Khảo sát lượng nước được phun vào trong quá trình thi công. Khảo sát năng suất làm việc của máy
• 3.4.4. Khảo sát lượng tiêu hao nhiên liệu của máy khi làm việc
• 3.5. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC HỢP LÝ VỚI MÁY WR2400 KHI THI CÔNG TRÊN ĐỊA BÀN TP HỒ CHÍ MINH
• 4.1. Quy trình thiết kế và thi công
• 4.2. Xác định bộ dữ liệu các thông số của môi trường khai thác
• 4.3. Môi trường khai thác
• 4.4. Thông số thiết bị WR 2400
• 4.5. Áp dụng chương trình tính chế độ làm việc cho máy WR 2400 thi công trên QL1A
• 4.6. Xây dựng phần mềm tính các thông số
• 4.7. Kiểm tra kết quả
• 4.8. Kết luận chương 4
• Kết luận và kiến nghị
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng quan về công nghệ tái sinh mặt đường

Công nghệ tái sinh mặt đường là một phương pháp tiên tiến được áp dụng rộng rãi trên thế giới. Máy tái sinh mặt đường như Wirtgen WR2400 được sử dụng để cải tạo mặt đường cũ mà không cần thay thế hoàn toàn. Công nghệ này giúp tiết kiệm chi phí, giảm thiểu tác động môi trường và nâng cao tuổi thọ của mặt đường. TP.HCM là một trong những khu vực áp dụng công nghệ này nhằm cải thiện chất lượng hạ tầng giao thông.

1.1. Tình hình sử dụng máy tái sinh mặt đường trên thế giới

Trên thế giới, công nghệ tái sinh mặt đường đã được áp dụng từ lâu tại các nước phát triển như Mỹ, Pháp, Đức. Tại Mỹ, từ năm 1915, công nghệ này đã được sử dụng và đến năm 1992, 17 bang đã áp dụng rộng rãi. Ở Pháp, việc tái chế bê tông nhựa đã giảm giá thành xây dựng đến 45%. Máy móc xây dựng như Wirtgen WR2400 đã chứng minh hiệu quả trong việc tái sinh mặt đường, đặc biệt là ở các khu vực có khí hậu nóng ẩm như Việt Nam.

1.2. Tình hình sử dụng máy tái sinh tại Việt Nam

Tại Việt Nam, công nghệ tái sinh mặt đường đang được nghiên cứu và áp dụng, đặc biệt là tại TP.HCM. Việc sử dụng máy tái sinh mặt đường như Wirtgen WR2400 giúp cải thiện chất lượng mặt đường mà không cần thay thế hoàn toàn. Công nghệ này phù hợp với điều kiện khí hậu nóng ẩm và giúp tiết kiệm chi phí vật liệu từ 30-40%. Bảo trì đường bộ cũng được cải thiện đáng kể nhờ công nghệ này.

II. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khai thác máy tái sinh mặt đường

Các yếu tố như đặc điểm mặt đường, thời tiết và lưu lượng giao thông ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của máy tái sinh mặt đường. TP.HCM là khu vực có điều kiện thời tiết nóng ẩm và lưu lượng giao thông cao, đòi hỏi chế độ làm việc tối ưu để đảm bảo hiệu suất của máy. Quy trình tái sinh mặt đường cần được điều chỉnh phù hợp với các yếu tố này để đạt hiệu quả cao nhất.

2.1. Đặc điểm của mặt đường BTNN tại TP.HCM

Mặt đường bê tông nhựa nóng (BTNN) tại TP.HCM thường bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao và độ ẩm lớn. Điều này dẫn đến hiện tượng nứt gãy và xuống cấp nhanh chóng. Máy tái sinh mặt đường như Wirtgen WR2400 cần được điều chỉnh để phù hợp với các đặc điểm này, đảm bảo hiệu suất máy tái sinh cao và kéo dài tuổi thọ mặt đường.

2.2. Đặc điểm của yếu tố thời tiết và giao thông

Thời tiết nóng ẩm và lưu lượng giao thông cao tại TP.HCM là những yếu tố quan trọng cần được xem xét khi sử dụng máy tái sinh mặt đường. Chế độ làm việc tối ưu của máy cần được thiết lập để đảm bảo hiệu quả trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt và lưu lượng giao thông lớn. Bảo trì đường bộ cũng cần được thực hiện định kỳ để duy trì chất lượng mặt đường.

III. Xây dựng mô hình toán xác định chế độ làm việc hợp lý của máy WR2400

Việc xây dựng mô hình toán học giúp xác định chế độ làm việc tối ưu cho máy tái sinh mặt đường Wirtgen WR2400. Mô hình này dựa trên các thông số kỹ thuật của máy và điều kiện môi trường tại TP.HCM. Ứng dụng công nghệ Wirtgen trong việc xây dựng mô hình giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu chi phí vận hành.

3.1. Tính toán các thông số của máy khi làm việc

Các thông số như vận tốc phay, lượng nhũ tương và nước được phun vào cần được tính toán chính xác để đảm bảo hiệu suất máy tái sinh. Quy trình tái sinh mặt đường cần được điều chỉnh dựa trên các thông số này để đạt hiệu quả cao nhất. Máy móc xây dựng như Wirtgen WR2400 cần được vận hành theo các thông số tối ưu để đảm bảo chất lượng mặt đường.

3.2. Xây dựng chương trình tính toán

Chương trình tính toán được xây dựng để xác định chế độ làm việc tối ưu cho máy tái sinh mặt đường. Chương trình này dựa trên các thuật toán và phần mềm chuyên dụng, giúp tối ưu hóa quá trình vận hành máy. Ứng dụng công nghệ Wirtgen trong việc xây dựng chương trình giúp nâng cao hiệu quả và giảm thiểu sai sót trong quá trình thi công.

IV. Ứng dụng chế độ làm việc hợp lý với máy WR2400 tại TP

Việc áp dụng chế độ làm việc tối ưu cho máy tái sinh mặt đường Wirtgen WR2400 tại TP.HCM đã mang lại hiệu quả cao trong việc cải tạo mặt đường. Quy trình tái sinh mặt đường được điều chỉnh phù hợp với điều kiện môi trường và lưu lượng giao thông, giúp nâng cao chất lượng và tuổi thọ của mặt đường.

4.1. Áp dụng chương trình tính toán cho máy WR2400

Chương trình tính toán được áp dụng để xác định chế độ làm việc tối ưu cho máy tái sinh mặt đường Wirtgen WR2400 tại TP.HCM. Kết quả cho thấy hiệu suất máy được cải thiện đáng kể, đồng thời giảm thiểu chi phí vận hành. Bảo trì đường bộ cũng được thực hiện hiệu quả hơn nhờ việc áp dụng chương trình này.

4.2. Kiểm tra kết quả và đánh giá hiệu quả

Kết quả áp dụng chế độ làm việc tối ưu cho máy tái sinh mặt đường Wirtgen WR2400 tại TP.HCM được kiểm tra và đánh giá. Kết quả cho thấy chất lượng mặt đường được cải thiện rõ rệt, đồng thời giảm thiểu chi phí và thời gian thi công. Ứng dụng công nghệ Wirtgen đã chứng minh hiệu quả trong việc cải tạo mặt đường tại khu vực này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Công nghệ tái sinh mặt đường ô tô, đặc biệt là công nghệ cào bóc tái sinh nguội sử dụng bitumen bọt, đã trở thành xu hướng phát triển quan trọng trong lĩnh vực bảo trì và nâng cấp hạ tầng giao thông trên thế giới. Theo thống kê, tại Mỹ, lượng bêtông asphalt tái chế hàng năm đạt khoảng 45 triệu tấn, tiết kiệm chi phí xây dựng đến 45% so với sử dụng vật liệu mới. Tại Việt Nam, mạng lưới đường bộ dài hơn 223.000 km, trong đó có khoảng 7.600 km mặt đường bê tông nhựa (BTNN) bị xuống cấp nghiêm trọng cần sửa chữa. Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ tái sinh hiện đại còn hạn chế, chủ yếu dựa vào phương pháp thủ công hoặc thiết bị năng suất thấp.

Luận văn tập trung nghiên cứu xác định chế độ làm việc hợp lý của máy tái sinh mặt đường WR2400 tại TP. Hồ Chí Minh nhằm nâng cao hiệu quả khai thác, giảm chi phí và kéo dài tuổi thọ mặt đường. Nghiên cứu được thực hiện trong bối cảnh các tuyến đường đô thị lớn như TP. Hồ Chí Minh có nhu cầu cấp thiết về công nghệ tái sinh hiện đại, phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm và lưu lượng giao thông cao. Mục tiêu cụ thể là xây dựng mô hình toán xác định các thông số vận hành tối ưu của máy WR2400, từ đó đề xuất quy trình thi công hiệu quả trên địa bàn thành phố.

Việc nghiên cứu không chỉ góp phần nâng cao chất lượng công tác bảo trì đường bộ mà còn giảm thiểu tác động môi trường do tái sử dụng vật liệu cũ, tiết kiệm nguyên liệu và năng lượng. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc chuyển giao công nghệ, hỗ trợ các đơn vị quản lý và thi công đường bộ tại Việt Nam áp dụng hiệu quả công nghệ tái sinh mặt đường hiện đại.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết về công nghệ tái sinh nguội sử dụng bitumen bọt và mô hình toán học xác định chế độ làm việc của máy thi công. Công nghệ tái sinh nguội là quá trình cào bóc lớp mặt đường cũ, trộn đều với bitumen bọt và nước để tạo thành hỗn hợp tái sinh có độ bền cao, giảm chi phí và ô nhiễm môi trường. Bitumen bọt được tạo ra bằng cách trộn bitumen nóng (160-180°C) với lượng nhỏ nước nguội (khoảng 2% trọng lượng), tạo thành bọt có độ nhớt thấp, giúp tăng khả năng thẩm thấu và liên kết với vật liệu tái sinh.

Mô hình toán học xây dựng dựa trên các thông số kỹ thuật của máy WR2400 như tốc độ di chuyển, chiều sâu phay, lượng bitumen và nước phun vào, năng suất làm việc và tiêu hao nhiên liệu. Các khái niệm chính bao gồm: trống phay, hệ thống phun bitumen bọt, bộ vi xử lý điều khiển tự động, và các thông số vận hành như áp lực phun, tốc độ quay trống phay, và độ sâu cắt.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ thực tế khai thác máy WR2400 tại TP. Hồ Chí Minh, kết hợp với số liệu kỹ thuật từ nhà sản xuất và các báo cáo ngành giao thông vận tải. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các ca thi công với diện tích từ 4.000 đến 6.000 m² mỗi ca, được lựa chọn ngẫu nhiên tại các tuyến đường có đặc điểm mặt đường BTNN khác nhau.

Phương pháp phân tích sử dụng mô hình toán học và phần mềm tính toán được xây dựng dựa trên thuật toán điều khiển hoạt động của máy, nhằm xác định chế độ làm việc tối ưu. Quá trình nghiên cứu kéo dài trong khoảng 12 tháng, bao gồm khảo sát hiện trường, thu thập dữ liệu vận hành, phân tích số liệu và kiểm tra kết quả mô hình trên thực tế thi công.

Phân tích số liệu tập trung vào các chỉ tiêu: năng suất làm việc (m²/giờ), lượng bitumen và nước tiêu thụ (lít/giờ), tiêu hao nhiên liệu (lít/giờ), và chất lượng mặt đường sau thi công (độ chặt, độ bền). Kết quả được so sánh với các tiêu chuẩn kỹ thuật và các nghiên cứu tương tự trên thế giới để đánh giá tính khả thi và hiệu quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Chế độ làm việc tối ưu của máy WR2400: Qua mô hình toán học và thực nghiệm, tốc độ di chuyển lý tưởng là 20-40 m/phút với chiều sâu phay từ 3 đến 5 cm, giúp đạt năng suất 4.000-6.000 m²/ca. Lượng bitumen bọt phun trung bình khoảng 2% trọng lượng vật liệu, đảm bảo độ kết dính và độ bền mặt đường.

2. Tiêu hao nhiên liệu và vật liệu: Tiêu thụ nhiên liệu trung bình ở mức 67 lít/giờ khi máy hoạt động ở 2/3 tải, tương đương với năng suất làm việc. Lượng nước phun vào được điều chỉnh chính xác qua hệ thống vi xử lý, giúp tiết kiệm khoảng 30-40% chi phí vật liệu so với phương pháp truyền thống.

3. Chất lượng mặt đường sau thi công: Lớp vật liệu tái sinh đạt độ chặt tối thiểu 98% theo tiêu chuẩn AASHTO, độ bền và độ đàn hồi cao hơn so với mặt đường tái sinh bằng phương pháp thủ công. Kết quả kiểm tra tại hiện trường cho thấy mặt đường có tuổi thọ dự kiến tăng 20-30% so với phương pháp sửa chữa thông thường.

4. Ảnh hưởng của yếu tố ngoại cảnh: Nghiên cứu chỉ ra rằng điều kiện thời tiết nhiệt đới ẩm tại TP. Hồ Chí Minh ảnh hưởng đến quá trình thi công, đặc biệt là độ ẩm nền đường và nhiệt độ môi trường. Việc điều chỉnh lượng nước phun và tốc độ máy phù hợp giúp giảm thiểu rủi ro hư hỏng sau thi công.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các báo cáo quốc tế về công nghệ tái sinh nguội sử dụng bitumen bọt, đồng thời khẳng định tính hiệu quả của máy WR2400 trong điều kiện khí hậu và giao thông đô thị Việt Nam. Việc sử dụng mô hình toán học giúp tối ưu hóa các thông số vận hành, giảm thiểu lãng phí vật liệu và nhiên liệu, đồng thời nâng cao chất lượng mặt đường.

So sánh với các nghiên cứu tại Mỹ và Nhật Bản, năng suất làm việc và chất lượng mặt đường của máy WR2400 tại TP. Hồ Chí Minh tương đương hoặc vượt trội, nhờ vào hệ thống điều khiển tự động và khả năng phun trộn bitumen bọt chính xác. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ năng suất làm việc theo tốc độ di chuyển và bảng so sánh tiêu hao nhiên liệu giữa các chế độ vận hành.

Nguyên nhân chính của hiệu quả này là do công nghệ bitumen bọt giúp tăng khả năng liên kết và đàn hồi của vật liệu tái sinh, đồng thời giảm chi phí vận chuyển và khai thác nguyên liệu mới. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng điều kiện thời tiết và tổ chức thi công cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng cuối cùng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa quy trình vận hành máy WR2400: Đề nghị các đơn vị thi công áp dụng chế độ làm việc với tốc độ 20-40 m/phút và chiều sâu phay 3-5 cm, đồng thời sử dụng hệ thống điều khiển tự động để điều chỉnh lượng bitumen và nước phun phù hợp. Thời gian thực hiện trong vòng 6 tháng đầu áp dụng.

2. Đào tạo và nâng cao năng lực kỹ thuật cho công nhân vận hành: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về vận hành máy và quản lý chất lượng thi công nhằm đảm bảo khai thác hiệu quả thiết bị. Chủ thể thực hiện là các công ty quản lý thiết bị và đơn vị thi công, thời gian đào tạo kéo dài 3 tháng.

3. Xây dựng hệ thống giám sát và đánh giá chất lượng thi công: Áp dụng công nghệ đo đạc hiện đại để theo dõi liên tục các thông số vận hành và chất lượng mặt đường sau thi công, giúp phát hiện sớm các vấn đề và điều chỉnh kịp thời. Thời gian triển khai trong 12 tháng, chủ thể là các cơ quan quản lý giao thông.

4. Khuyến khích áp dụng công nghệ tái sinh nguội trên diện rộng: Bộ Giao thông Vận tải và các địa phương nên ban hành chính sách ưu đãi, hỗ trợ đầu tư thiết bị và nghiên cứu phát triển công nghệ tái sinh mặt đường nhằm giảm chi phí bảo trì và bảo vệ môi trường. Thời gian thực hiện theo lộ trình 3-5 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các đơn vị quản lý và bảo trì đường bộ: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để lựa chọn công nghệ và thiết bị phù hợp, nâng cao hiệu quả công tác bảo trì.

2. Các công ty thi công xây dựng giao thông: Hướng dẫn chi tiết về vận hành máy WR2400 và quy trình thi công tái sinh mặt đường, giúp tối ưu hóa năng suất và chất lượng công trình.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật giao thông: Cung cấp kiến thức chuyên sâu về công nghệ tái sinh nguội, mô hình toán học và ứng dụng thực tế tại Việt Nam.

4. Cơ quan quản lý nhà nước về giao thông vận tải và môi trường: Tham khảo để xây dựng chính sách phát triển công nghệ xanh, tiết kiệm tài nguyên và giảm thiểu ô nhiễm trong lĩnh vực giao thông.

Câu hỏi thường gặp

1. Máy WR2400 có ưu điểm gì so với các loại máy tái sinh khác?
   Máy WR2400 có hệ thống phun bitumen bọt tự động, khả năng điều chỉnh chính xác lượng vật liệu, năng suất làm việc cao (4.000-6.000 m²/ca) và tiêu hao nhiên liệu hợp lý (khoảng 67 lít/giờ). Điều này giúp nâng cao chất lượng mặt đường và tiết kiệm chi phí thi công.

2. Bitumen bọt là gì và tại sao được sử dụng trong tái sinh nguội?
   Bitumen bọt là bitumen nóng được trộn với lượng nhỏ nước nguội tạo thành dạng bọt có độ nhớt thấp, giúp tăng khả năng thẩm thấu và liên kết với vật liệu tái sinh. Sử dụng bitumen bọt giúp giảm chi phí, tiết kiệm năng lượng và nâng cao độ bền mặt đường.

3. Quy trình thi công tái sinh mặt đường bằng máy WR2400 như thế nào?
   Quy trình bao gồm cào bóc lớp mặt đường cũ, phay trộn với bitumen bọt và nước qua hệ thống phun tự động, sau đó trải và đầm nén lớp vật liệu tái sinh. Toàn bộ quá trình được điều khiển bằng bộ vi xử lý để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả.

4. Điều kiện thời tiết có ảnh hưởng thế nào đến quá trình tái sinh?
   Khí hậu nhiệt đới ẩm tại TP. Hồ Chí Minh ảnh hưởng đến độ ẩm nền đường và nhiệt độ môi trường, có thể làm giảm hiệu quả liên kết vật liệu. Việc điều chỉnh lượng nước phun và tốc độ máy phù hợp giúp giảm thiểu tác động tiêu cực này.

5. Lợi ích kinh tế khi áp dụng công nghệ tái sinh nguội là gì?
   Công nghệ giúp giảm chi phí vật liệu từ 30-40%, tiết kiệm nhiên liệu và thời gian thi công, đồng thời kéo dài tuổi thọ mặt đường, giảm tần suất sửa chữa. Điều này mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt cho các dự án bảo trì đường bộ.

Kết luận

• Công nghệ tái sinh nguội sử dụng bitumen bọt và máy WR2400 là giải pháp hiệu quả, tiết kiệm chi phí và thân thiện môi trường cho việc bảo trì mặt đường BTNN tại Việt Nam.
• Mô hình toán học xác định chế độ làm việc hợp lý giúp tối ưu hóa năng suất, tiêu hao vật liệu và nhiên liệu trong quá trình thi công.
• Kết quả thực nghiệm tại TP. Hồ Chí Minh cho thấy chất lượng mặt đường sau tái sinh đạt tiêu chuẩn kỹ thuật cao, tuổi thọ được cải thiện đáng kể.
• Việc áp dụng công nghệ này cần được hỗ trợ bằng đào tạo, giám sát và chính sách phát triển phù hợp từ các cơ quan quản lý.
• Đề xuất triển khai áp dụng rộng rãi trong 3-5 năm tới nhằm nâng cao hiệu quả bảo trì hạ tầng giao thông và giảm thiểu tác động môi trường.

Để tiếp tục phát triển công nghệ tái sinh mặt đường, các đơn vị quản lý và thi công nên phối hợp nghiên cứu mở rộng phạm vi ứng dụng, đồng thời cập nhật các cải tiến kỹ thuật mới. Hành động ngay hôm nay sẽ góp phần xây dựng hệ thống giao thông bền vững và hiện đại cho tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1 48 CHƢƠNG II: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH KHAI THÁC MÁY TÁI SINH MẶT ĐƢỜNG 2.1 Đặc điểm của mặt đường BTNN tại khu vực thành phố Hồ Chí 49 Minh 2.2 Đặc điểm các yếu tố ngoại cảnh tác dụng lên nền đường 53 2.1 Đặc điểm của yếu tố thời tiết tác dụng lên nền đường 53 2.2 Đặc điểm của các luồng phương tiên giao thông tác động lên nền 57 đường 2.3 Công tác tổ chức khai thác máy WR 2400 tại TP Hồ Chí Minh 64 Kết luận chương 2 70 CHƢƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC HỢP LÝ CỦA MÁY WR2400 1 3.1 Xây dựng chương trình tính toán xác định chế độ làm việc hợp lý 71 3.1 Mục đính và cơ sở xây dựng chương trình tính toán 71 3.2 Tính toán các thông số của máy khi làm việc 71 3.3 Xây dựng chương trình tính toán 80 3. Thiết lập thuật toán và phần mền tính toán 83 1. Tính vận tốc theo chiều sâu phay 83 2. Khảo sát lượng nhũ tương được phun vào trong quá trình thi công 91 3.

Khảo sát lượng nước được phun vào trong quá trình thi công. Khảo sát năng suất làm việc của máy 95 3. Khảo sát lượng tiêu hao nhiên liệu của máy khi làm việc 99 Kết luận chương 3 101 CHƢƠNG IV: ỨNG DỤNG CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC HỢP LÝ VỚI MÁY WR2400 KHI THI CÔNG TRÊN ĐỊA BÀN TP HỒ CHÍ MINH 4.2 Xác định bộ dữ liệu các thông số của môi trường khai thác 102 4.1 Quy trình thiết kế và thi công 102 4.2 Môi trường khai thác 104 4.3 Thông số thiết bị WR 2400 108 4.3 Áp dụng chương trình tính chế độ làm việc cho máy WR 2400 thi 109 công trên QL1A 4.4 Xây dựng phần mềm tính các thông số 119 4.5 Kiểm tra kết quả 124 Kết luận chương 4 127 Kết luận và kiến nghị 128 Tài liệu tham khảo 131 2 LỜI NÓI ĐẦU Cào bãc, t¸i chế mặt đường hay cßn gọi là t¸i chế nguội ¸o đường theo toàn chiều s©u là c«ng nghệ tiªn tiến bậc nhất hiện nay trªn thế giới. Theo c¸c chuyªn gia, c«ng nghệ này cã rất nhiều lợi Ých vượt trội so với c¸c c«ng nghệ th«ng thường, nh- cã thÓ t¹o nÒn ®-êng æn ®Þnh c¶i thiÖn chèng nøt nhiÖt, kh¸ng Èm, lớp ¸o nhựa đường tốt hơn và cã tuổi thọ nền đường cao hơn rất nhiều c«ng nghệ th«ng thường.

Về lợi Ých kinh tế, c«ng nghệ cào bãc, t¸i chế mặt đường cã lợi thế ưu việt hơn hẳn do linh hoạt về kinh tế v× một phần của giai đoạn x©y dựng cã thể sử dụng như một nền mãng cho việc cải thiện kết cấu trong tương lai và t¸i tạo vật liệu đất đ· hiện cã gióp gi¶m chi phÝ vËt liÖu tõ 30 – 40 %. Víi nh÷ng tÝnh n¨ng -u viÖt, c«ng nghÖ cµo bãc t¸i chÕ cã thÓ ¸p dông trªn diÖn réng vµ ®Æt biÖt rÊt phï hîp víi khÝ hËu nãng Èm ë ViÖt Nam. Trong những năm qua, hầu hết c¸c tuyến đường cũ khi xuống cấp chỉ được sửa chữa một c¸ch “v¸ vÝu” hoặc ¸p dụng h×nh thức duy tu sửa chữa nhỏ theo c«ng nghệ hết sức lạc hậu. Đ· đến lóc Việt Nam cần phải cã một c«ng nghệ mới để dần thay thế c«ng nghệ thủ c«ng và lạc hậu đ· sử dụng suốt thời gian vừa qua trong việc duy tu, bảo dưỡng và đại tu mặt đường.

V× vËy viÖc nghiªn cøu x¸c ®Þnh c¸c chÕ ®é lµm viÖc hîp lý cña m¸y WR 2400 t¸i sinh mÆt ®-êng theo c«ng nghÖ bitumen bät lµ h×nh thøc c«ng nghÖ tiÕn míi xuÊt hiÖn ë ViÖt Nam, tõ ®ã nh»m sö dông vµ khai th¸c m¸y cã hiÖu qu¶ lµ ®iÒu rÊt cÊp thiÕt hiÖn nay.víi lý do ®ã em ®· chän ®Ò tµi: ” Nghiªn cøu x¸c ®Þnh chÕ ®é lµm viÖc hîp lý cña m¸y t¸i sinh mÆt ®-êng Wirtgen WR2400 trªn ®Þa bµn TP Hå ChÝ Minh “ 3 Em xin gửi lời cảm ơn ch©n thành đến Thầy gi¸o PGS. NguyÔn BÝnh vµ PGS. Th¸i Hµ Phi ®· tËn t×nh d¹y b¶o, ®Þnh h-íng vµ gióp ®ì em rÊt nhiÒu trong qu¸ tr×nh lµm luËn v¨n nµy. Trong qu¸ tr×nh lµm luËn v¨n kh«ng tr¸nh nh÷ng thiÕu sãt,em rÊt mong nhËn ®-îc ý kiÕn ®ãng gãp cña c¸c thÇy c«.

TP Hå ChÝ Minh, th¸ng 11 n¨m 2011 T¸c gi¶ NguyÔn v¨n Dòng 4 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TÌNH KHAI THÁC MÁY TÁI SINH MẶT ĐƢỜNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1 Tổng quan về công nghệ tái sinh mặt đƣờng 1. Công nghệ tái sinh nguội: Một dây chuyền tái sinh đơn giản sử dụng một máy tái sinh bánh lốp như trong hình 1. Máy tái sinh đẩy xe chứa nước phía trước, có một vòi nước nối giữa xe và máy. Hệ thống phun cho phép thành phần nước của vật liệu tái sinh được điều chỉnh một cách chính xác tối ưu.1: Máy tái sinh nguội có xe bồn chứa 2 1.Xe bồn chở nước Phía sau máy tái sinh là hệ đầm nén, thông thường là xe lu rung bánh thép loại lớn.

Lớp vật liệu tái sinh được san phẳng bằng máy san. Sau đó tiến hành đầm nén sau cùng để đảm bảo toàn bộ lớp vật liệu tái sinh đầm nén toàn bộ.2 : Sơ đồ roto phay mặt đường 5 - Loại máy tái sinh bánh xích được phối hợp với một guồng xoắn trải vật liệu và hệ thống tải. Khi máy tái sinh tiến về phía trước thì guồng xoắn trải vật liệu để hệ bàn là trải vật liệu tái sinh ra. Hệ thống đầm của bàn là đầm nén sơ bộ vật liệu để đạt độ bằng phẳng yêu cầu Quá trình được mô tả trong hình 3.3 : Máy tái sinh di chuyển bánh xích 1.

Máy tái sinh bánh xích, 3. Xe bồn chở nước 1. Tái sinh nguội bằng xi măng : Mục đích của việc trộn thêm xi măng, như xi măng Porland hoặc hỗn hợp xi măng/trobay trong quá trình tái sinh là để tăng cường độ vật liệu. Trong quá trình này xi măng được trộn đều với vật liệu cũ, đồng thời nước được phun vào để độ ẩm của vật liệu đạt được tối ưu.

Sau khi đầm nén, các hạt vật liệu tái sinh sẽ dính kết với nhau tạo ra một lớp vật liệu đồng nhất. Việc này sẽ làm tăng đáng kể sức chịu tải của đường mà không phải tăng thêm cao độ của mặt đường bằng cách trải thêm các lớp vật liệu mới. Khi cần thiết có thể bổ sung thêm một ít vật liệu mới, quá trình tái sinh và gia cố đường cũ được thực hiện cùng một lúc. Khi sử dụng công nghệ tái tạo này thì chi phí khai thác mỏ, nghiền sàng, vận chuyển.

được giảm đáng kể. Môi trường cũng có lợi vì không phải khai thác đá nghiền và vận chuyển. Các chất kết dính dạng xi măng được cung cấp trong quá trình tái tạo bằng cách: + Dải bột xi măng khô lên mặt đường trước khi máy tái sinh bằng tay hoặc bằng máy. Máy tái sinh sẽ chạy qua lớp xi măng bột và trộn đều với vật liệu cũ trong một quá trình.

6 + Tạo ra một hỗn hợp nhão nhũ tương xi măng bằng một máy trộn đặc biệt. Trong máy này xi măng và nước được trộn theo một tỷ lệ chính xác, được bơm định lượng bằng vi xử lý. Máy trộn được đi trước máy tái sinh, nối với nhau qua một ống mềm như hình 1. Máy trộn đảm bảo tỷ lệ nước/ xi mãng chính xác, và không bị thất thoát xi mãng do mưa, gió.

Trạm tái sinh nguội vật liệu Theo công nghệ này, lớp bêtông nhựa cần sửa chữa sẽ được cào bóc dưới tác dụng cơ học của các lưỡi phay cắt ở ngay nhiệt độ môi trường. Hỗn hợp bêtông nhựa đã cắt nhỏ được đổ lên xe vận chuyển chở tới trạm trôn bêtông nhựa tái sinh. Tại đây, vật liệu cũ sẽ được nấu trộn lại và được bổ sung thêm các thành phần đảm bảo chất lượng của bêtông nhựa. Sau khi được nấu trộn lại, hỗn hợp bêtông nhựa tái sinh sẽ được chở tại nơi sửa chữa.

Việc rải và lu lèn được tiến hành theo trình tự như với bêtông nhựa làm mới.4: Cào bóc mặt đường cũ 7 Hình 1.5: Cấu tạo thiết bị cào bóc Hình 1.6: Cấu tạo răng cào bóc 8 Hình 1.7: Hỗn hợp bêtông asphalt phế liệu được tập kết ở trạm trộn Hình 1.8: Hỗn hợp bêtông asphalt phế liệu được xử lý trong trạm trộn 9 Hình 1.9: Thảm lại hỗn hợp bêtông asphalt đã được tái chế 1. Tái sinh nóng Theo công nghệ này, lớp bêtông nhựa cần được sửa chữa sẽ được sấy nóng trước khi cào bóc nhằm thay đổi tính chất cơ lý của bêtông, tạo thuận lợi cho việc bóc lớp bêtông nhựa cũ được dễ dàng. Lớp bêtông nhựa cũ trước khi cào bóc được đốt nóng tới nhiệt độ 120 0C- 1400C, ở nhiệt độ này các thành phần tông nhựa mất liên kết trở nên rời rạc, rất thuận lợi cho việc cào xới. Sau khi cào bóc, xào xới, hỗn hơp bêtông nhựa cũ hoặc sẽ được xào xới và rải ngay tại mặt đường cũ (Repaving) hoặc sẽ được chuyển đến bộ phận kế tiếp để nấu trộn lại và bổ sung nhựa, phụ gia (Remixing).14: Công nghệ tái chế mặt đường BTN theo phương pháp nóng 10 Máy lu Trộn thô Phay Máy trộn Bàn là Thanh gia nhiệt bitum Dao cắt Gia nhiệt Cào xới Trộn tinh Lu lèn tạo độ cứng cho nền Phay trộn thô Là phẳng và tạo độ dày Hình 1.15 Sơ đồ hệ thống bộ máy làm việc tái sinh nóng Đầu tiên mặt đường tại khu vực cần tái chế được đốt nóng lên đến nhiệt độ cần thiết, tiếp đến mặt đường được cào xới lên và tiếp tục được trộn sơ bộ và thu gôm lại vào tiếp một thiết bị chứa, ở đây vật liệu đã cào xới sẽ được bổ sung thêm vật liệu mới cũng như tác nhân tái chế (với thành phần như đã tính toán).

Sau đó hỗn hợp vật liệu này tiếp tục được trộn kỹ lại lần nữa và được ban phẳng và cuối cùng là lu lèn hoàn thiện bề mặt.16: Đốt nóng mặt đường cũ Hình 1.17 Cào xới sau khi được đốt nón 11 Hình 1.14: Thu gom cốt liệu vào máy trộn Hình 1.15: Rãi lại hỗn hợp bêtông sau khi được tái chế Hình 1.20: Lu lèn 12 Tốc độ làm việc của dây chuyền là 3m/phút. Công suất 1 ca máy 4000 – 6000 m2. Khả năng tái tạo độ sâu nhỏ nhất là 3cm và lớn nhất là 6cm.