سلام
من میخوام درباره انواع ماشین آلات راهسازی براتون بگم
مقدمه
مهمترین مسئله در راهسازی میزان دانسیته و مقاومت لایه های راه میباشد.این مقادیر باید در حد مطلوب باشد تا سطوح مختلف جاده در اثر تنش های وارده ناشی از عبور بار تغییر شکل نداده و بتواند تحمل جذب و انتقال بار را از لایه های بالاتر به پایین تر داشته باشد. برای این منظور باید لایه های مختلف راه را تا حد قابل قبولی متراکم نمود.
نمود تراکم عبارت است از ازدیاد دانسیته خاک از طریق نزدیک کردن ذرات و دانه های خاک به یکدیگر که معمولا با خارج کردن هوا از فضای خالی بین ذرات خاک انجام میگیرد.
متراکم کردن خاک باعث اضافه شدن مقاومت خاک داشته باشد. برای این منظور باید لایه های مختلف راه را تا حد قابل قبولی متراکم نمود.
نمود تراکم عبارت است از ازدیاد دانسیته خاک از طریق نزدیک کردن ذرات و دانه های خاک به یکدیگر که معمولا با خارج کردن هوا از فضای خالی بین ذرات خاک انجام میگیرد.
متراکم کردن خاک باعث اضافه شدن مقاومت خاک,کم شدن قابلیت تغییر حجم وکم شدن قابلیت نفوذ پذیری خاک میگردد.
میزان تراکم پذیری خاک به دانسیته اولیه خاک,خواص فیزیکی و شیمیایی خاک نظیر توزیع دانه بندی و چسبندگی,درصد رطوبت,نوع و میزان نیروی متراکم کننده دارد.
انواع غلتک ها
انواع غلتک ها عبارتند از
1) غلتکهای پاچه بزی (Tamping Foot Rollers-Sheep Foot Roller)
2) غلتکهای شبکه ای ( Grid Mesh Roller)
3) غلتکهای ارتعاشی یا لرزاننده (Vibratory Mesh Rollers)
4) غلتکهای دارای چرخ فولادی صاف (Smooth Steel Drum)
5) غلتکهای دارای چرخ لاستیکی یا پنوماتیک (Penomatic Roller)
6) غلتک های دارای صفحات فولادی یا کفشکدار (Segmented Pad Rollers)
7) بولدوزرهای متراکم کننده (Sail Compactors)
مشخصات عمومی غلتکها
تجربه نشان داده است که معمولا پس از 6 تا 10 بار عبور غلتک تقریبا تراکم نهایی خاک به دست آمده و با عبور بیشتر غلتک به میزان قابل توجهی بر تراکم خاک اضافه نمیشود.
غلتکهای سنگین با تعداد دفعات عبور کمتر و درصد رطوبت کمتری قادر به کوبیدن و متراکم کردن خاکها هستند و از این نظر بر غلتکهای سبک تر ارجحیت دارند.
غلتکهای پاچه بزی
این غلتکها مناسب ترین وسیله کوبیدن و متراکم کردن خاکهای چسبنده نظیر رس,رس لای دار و رس ماسه دار هستند.
غلتکهای پاچه بزی برای کوبیدن خاکهای دانه ای نظیر شن و ماسه و سنگ شکسته مناسب نیستند و از به کار بردن آنها برای کوبیدن خاکهای دانه ای باید اجتناب شود.
غلتکهای پاچه بزی از یک یا چند استوانه فلزی که روی آنها خارها و یا انگشت های فلزی تعبیه شده تشکیل میشوند.
این غلتکها ممکن است خودرو باشند و یا یک یا چند عدد از آنها به یک تراکتور با قدرت زیاد بسته شده و کشیده شوند.
نحوه متراکم شدن خاک توسط غلتکهای پاچه بزی به این ترتیب است که ابتدا خارهای غلتک در خاک فرو رفته و عمل تراکم از قشر تحتانی لایه خاک شروع میشود.سپس با رفت و برگشت بیشتر غلتک کم کم لایه خاک از پایین به بالا متراکم میشود تا اینکه در نهایت تمام لایه خاک متراکم شود و دیگر خارها در خاک فرو نروند.
این نحوه متراکم شدن خاک به غلتکهای پاچه بزی عکس نحوه ای است که خاک توسط غلتکهای چرخ فولادی متراکم میشود.
غلتکهای پاچه بزی خاک را با ورز دادن کوبیده و متراکم میکنند.
در واقع تاثیر این غلتکها در کوبیدن خاکهای ریز دانه چسبنده براساس وارد آوردن نیروی زیادی بر یک سطح کوچک استوار است.
وجه تسمیه پاچه بزی این است که عمل کوباندن این غلتک شبیه اثری است که یک گله گوسفند یا بز روی زمین بر جای میگذارند.
این غلتک عمل تراکم را با فشار استاتیکی و همچنین کنترل انجام میدهد.
وزن غلتکهای پاچه بزی بین 3 تا 18 تن متغیر است و فشاری که این غلتکها بر زمین وارد میکنند بین 7 تا 56 کیلوگرم بر سانتیمترمربع است.ضخامتی که با این غلتکها قابل تراکم است محدود به طول خارهای غلتک میشود که بین 15 تا 30 سانتیمتر میباشد.
سرعت حرکت غلتکهای پاچه بزی بین 8 تا 16 کیلومتر در ساعت است و وزن آنها با پر کردن چرخ آنها با ماسه یا آب قابل تنظیم است.
نوعی از غلتکهای پاچه بزی که خارها منتهی به یک صفحه فلزی کوچک میشوند به غلتکهای پاچه بزی با پاچه های سر پهن موسوم است که برای ورز دادن و متراکم کردن خاکهای تثبیت شده به کار میروند.
نوع دیگر غلتکهای پاچه بزی غلتکهای مشبک است که به جای خار از یک شبکه فلزی در آنها استفاده میشود.رویه مشبک این غلتکها که معمولا قابل تعویض است از میله های فلزی به قطر 3 تا 4 سانتیمتر تشکیل میشود.این میله ها در هم بافته شده و غلتک قادر به وارد آوردن فشار قابل توجهی به زمین است.
از این غلتکها معمولا برای شکستن و خرد کردن دانه های سنگ و فرو بردن آنها در زمین که منجر به یک توده خاک توپر و متراکمی میشود استفاده میگردد.
غلتکهای شبکه ای
این نوع غلتکها با سرعت نسبتا زیاد قادر به کار بوده و در حین عمل,خاک را پراکنده نمیکنند.
این غلتکها برای خرد کردن قطعات کلوخه خاک های چسبیده مناسب هستند.همچنین از این غلتک برای خرد کردن و متراکم نمودن سنگ های نرم استفاده کرد.
غلتکهای ارتعاشی یا لرزاننده
هرگاه کوبیدن خاکهای دانه ای نظیر شن وماسه و سنگ شکسته ضمن وارد کردن نیروی استاتیکی همراه با مرتعش کردن خاک انجام شود خاک بهتر و سریعتر متراکم میشود.علت این امر کاهش نیروی اصطکاک بین دانه های خاک است.
غلتکهای ارتعاشی عمل مرتعش کردن دانه های خاک را ضمن کوبیدن آنها انجام میدهند.
غلتکهای ارتعاشی ممکن است از نوع چرخ فولادی,چرخ لاستیکی و یا پاچه بزی باشند.
نیروی ارتعاش در غلتکهای ارتعاشی توسط دوران یک یا دو وزنه حول محوری به وجود آمده و با تغییر سرعت دوران این محور میتوان تعداد ارتعاشات در واحد زمان را کنترل کرد. بسیاری از انواع این غلتکها دارای فرکانس و دامنه نوسان قابل تنظیم میباشند تا عمل تراکم به دلخواه انجام پذیرد.
تعداد ارتعاشات در این نوع غلتکها معمولا بین 1000 تا 3000 ارتعاش در دقیقه است که بر حسب جنس خاکی که باید متراکم شود میزان ارتعاش غلتک تنظیم میشود. هنگامی که خاک مرتعش میشود ذرات تغییر محل داده و جهت افزایش وزن مخصوص توده به ذرات مجاورشان نزدیک تر میشوند.
وزن غلتکهای ارتعاشی معمولا تا 27 تن میرسد.
سرعت حرکت این غلتکها حدود 2.5 تا 8 کیلومتر در ساعت است و هر اندازه سرعت حرکت غلتک کمتر باشد انرژی ناشی از ارتعاش غلتک بهتر در خاک نفوذ میکند ودر نتیجه عمل کوبیدن خاک بهتر انجام میشود.
ضخامتی که با این غلتکها قابل تراکم است بین 10 تا 30 سانتیمتر است که بستگی به وزن غلتک دارد.
غلتکهای لرزنده در اندازه های مختلف از غلتک کوچک دستی با صفحه فلزی لرزان تا غلتک های بزرگ خودرو که دارای استوانه های صاف یا پاچه بزی یا کفشک دار هستند,موجودند.
در انواع برقی این وسایل تعداد ارتعاش در حدود 4500 ارتعاش در دقیقه است و در انواع مکانیکی این وسایل میزان ارتعاش در حدود 2000 ارتعاش در دقیقه میباشد.
سرعت حرکت صفحات و کفشک های لرزنده نسبتا کم و در حدود 0.3 تا 1.5 کیلومتر در ساعت است و این وسایل قادرند در هر ضربه نیرویی تا یک تن را بر خاک وارد کنند.
این غلتکها در حین کوبیدن خاک مقداری از رطوبت خاک را نیز کم میکنند که این عمل در مورد تراکم خاکهای مرطوب,مزیت محسوب میشود.
غلتکهای دارای چرخ فولادی صاف
این غلتکها از قدیمی ترین وسایل کوبیدن خاک هستند که به طور وسیع در عملیات ساختمانی وجهت متراکم نمودن سطح آسفالت جاده ها مورد استفاده قرار میگیرد.
غلتکهای چرخ فولادی مناسب برای کوبیدن و متراکم کردن خاکهای دانه ای نظیر شن و ماسه و سنگ شکسته هستند. این غلتکها برای کوبیدن خاکهای ریزدانه چسبنده نیستند زیرا قشر فوقانی این گونه خاکها در اثر غلتک زدن متراکم شده و به صورت پوسته نازک و سختی درمی آید که از متراکم شدن قشرهای زیرین خاک جلوگیری میکند. همچنین از این غلتک برای اطو کردن خاکهایی که قبلا با غلتکهای پاچه بزی کوبیده شده اند استفاده میکنند.
وزن غلتکهای چرخ فولادی معمولا بین 3 تا 18 تن متغیر بوده و این غلتکها قادرند نیرویی برابر 10 تا 90 کیلوگرم برهر سانتیمترعرض چرخ را به سطح خاک وارد کنند.
وزن غلتکهای چرخ فولادی را میتوان با پر کردن چرخهای آنها با آب یا ماسه افزایش داد.
ضخامت متوسط لایه های خاکی که با این نوع غلتک میتوان متراکم نمود بستگی به وزن و تعداد دفعات رفت و برگشت غلتک دارد.
غلتکهای سبک چرخ فولادی با 8 بار رفت و برگشت میتوانند بین 10 تا 15 سانتیمتر از خاک را متراکم کنند در حالی که غلتکهای چرخ فولادی سنگین وزن قادرند بین 15 تا 20 سانتیمتر از خاک را متراکم کنند.
از غلتکهای سنگین وزن 10 تا 18 تنی برای متراکم کردن خاک سنگ شکسته استفاده میشود.
خاکهای شن وماسه ای با غلتکهای با وزن متوسط 7 تا 10 تن کوبیده میشوند.
لایه های آسفالتی با استفاده از غلتک های چرخ فولادی با وزن متوسط 7 تا 10 تن و غلتکهای سبک وزن 3 تا 7 تن متراکم میشوند.
سرعت متوسط این نوع غلتکها بین 1.5 تا 8 کیلومتر در ساعت است و این غلتکها قادرند در زمین های تا شیب 12%حرکت کرده و خاک را متراکم کنند.
این نوع غلتکها دارای انواع متفاوتی هستند که متداول ترین آن ها عبارتند از 1) غلتک چرخ فولادیسه چرخ یا دو محوری
2) غلتک چرخ فولادیتاندم سه چرخ
3) غلتک چرخ فولادی تاندم دو چرخ
غلتک چرخ فولادیتاندم به علت آنکه توده خاک را بهتر و یکنواخت تر متراکم میکنند کیفیت کارشان بهتر از غلتکهای چرخ فولادی سه چرخ است.
غلتکهای دارای چرخ لاستیکی یا پنوماتیک
این غلتک ها مسطح بوده و قوانین اعمال فشار در مورد تراکم خاکهای زیر سطح درباره آنها صادق است.
این غلتکها خاک را با ورز دادن متراکم میکنند و از این نظر برای کوبیدن خاکهای ماسه ای,رسی,لای ها و یا مخلوطی از آنها بسیار مناسب هستند.
این غلتکها ممکن است خودرو باشند و یا توسط تراکتوری کشیده شوند.
فشار تماس چرخ غلتکهای چرخ لاستیکی را میتوان با کم و زیاد کردن مقدار سربار و یا با کم و زیاد کردن فشار باد چرخها کنترل کرد.
برخی از غلتکهای چرخ لاستیکی مجهز به دستگاه تنظیم فشار باد چرخ هستند که مستقیما از داخل اتاق فرمان توسط راننده غلتک قابل کم و زیاد کردن است.
برای متراکم کردن خاک با غلتکهای چرخ لاستیکی باید ابتدا غلتک زدن با فشار کم شروع شود تا غلتک در خاک فرو نرود و سپس با متراکم شدن خاک به فشار تماس اضافه شود تا اینکه تراکم مورد نظر خاک به دست آید.
سرعت حرکت غلتکهای چرخ لاستیکی بین 1.5 تا 24 کیلومتر در ساعت است.
این غلتکها به دو نوع غلتکهای چرخ لاستیکی سبک وزن با چرخهای کوچک و غلتکهای چرخ لاستیکی سنگین وزن با چرخهای بزرگ تقسیم میشوند.
غلتکهای سبک وزن که وزنشان بین 3 تا 10 تن متغیر است دارای دو ردیف چرخ است که در هر ردیف معمولا بین 4 تا 9 چرخ وجود دارد.
نحوه قرار گیری چرخهای این نوع غلتکها طوری است که تمام عرض نوار خاک واقع در زیر غلتک با یک عبور کوبیده میشود.
غلتکهای چرخ لاستیکی سنگین وزنی برابر 45 تن دارند و میتوان با افزایش سر بار وزن آنها را حتی تا 180 تن نیز افزایش داد.
از این نوع غلتک برای متراکم کردن خاک بستر فرودگاهها و سدهای خاکی استفاده میشود.
ضخامت لایه خاکی که با این نوع غلتک میتوان متراکم کرد معمولا حدود 60 سانتیمتر است.
غلتک های دارای صفحات فولادی یا کفشکدار
این نوع غلتکها شبیه به غلتکهای پاچه بزی بوده و فقط به جای پایه های پاچه بزی,صفحات نسبته بزرگتر فولادی بر روی استوانه ای غلتک سوار شده اند.همچنین نظیر غلتکهای ارتعاشی خاک را در اثر لرزش متراکم میکنند با این تفاوت که ابعاد آنها خیلی کوچکتر از دیگر غلتکها میباشد در حدود 60 تا 90 سانتیمتر و معمولا در محل هایی که نتوان از غلتکهای بزرگ استفاده کرد به کار میروند.
صفحات و کفشکهای لرزنده ممکن است برقی یا مکانیکی باشند.این وسایل ممکن است دستی باشند و یا ممکن است که تعدادی از آنها به یک تراکتور متصل شده و به کار میروند.
صفحات و کفشک های لرزنده معمولا با تعداد ارتعاشات در دقیقه و همچنین میزان نیرویی که در هر ضربه بر زمین وارد میکنند مشخص میشوند.
این نوع غلتک ها در حین عمل تراکم اختلال کمتری در سطح خاک ایجاد میکنند.
تخماق های دستی
متراکم کردن خاک با استفاده از تخماق های دستی بر اساس وارد آوردن ضربه به خاک انجام میشود.
تخماق ها نیز نظیر صفحات و کفشک های لرزنده برای کوبیدن خاک در محل های که نتوان از غلتک استفاده کرد به کار میروند.
انرژی لازم در تخماق ها معمولا توسط یک موتور کوچک بنزینی تامین میشود.