Ճնշիչ ավտոմեքենաների տեսակները հողի խտացման համար

Ինչպես են աշխատում ճնշիչ ավտոմեքենաները. հողի խտացման հիմունքները

Ինչ է ճնշիչ ավտոմեքենան և ինչպես է այն աշխատում

Ճոպանները շինարարության մեջ օգտագործվող խոշոր և ծանր մեքենաներ են, որոնք նախատեսված են հողը, ասֆալտը և խճը սեղմելու համար: Դրանք աշխատում են՝ կա՛մ կլոր մետաղական բառելներով, կա՛մ ռետինե անվադողերով սեղմելով նյութերի վրա: Երբ այս մեքենաները անցնում են մակերեսի վրա, նրանք հեռացնում են մասնիկների միջև գտնվող ամբողջ օդային պարկերը, ինչը նյութերը ավելի խիտ և ամուր դարձնում է՝ կշիռը դիմակայելու համար: Հիմնական ստատիկ տեսակը պարզապես օգտագործում է իր սեփական մեծ զանգվածը՝ սովորաբար վեցից մինչև քսան տոննա, որպեսզի սեղմի նյութերը: Սակայն կան նաև թրթռացող մոդելներ, որոնք թրթռում են շատ բարձր հաճախականությամբ՝ րոպեն 1500-ից մինչև 3500 թրթռում, ինչը նյութի ընթացքում ավելի լավ սեղմում է ապահովում: Շահագործողների մեծ մասը կարող է հասնել առավելագույն խտության մոտ 95%-ի՝ տարածքի վրայով վեցից ութ անգամ անցնելուց հետո: Այս աստիճանի սեղմումը ստեղծում է ամուր հիմքեր, որոնք անհրաժեշտ են ճանապարհներ և այլ ենթակառուցվածքային նախագծեր կառուցելու համար՝ ապագայում նստեցման խնդիրների մասին չանհանգստանալով:

Ճոպանների սարքավորումների օգնությամբ հողի սեղմման գիտությունը

Հողի խտացումը նվազեցնում է ծորանների քանակը 40-60%-ով՝ բարելավելով կայունությունը և նվազագույնի հասցնելով ջրի ներծծումը: Կդոլսային ռոլերները օգտագործում են էքսցենտրիկ կշիռներ՝ առաջացնելով ցիկլիկ ուժեր, որոնք հողի մասնիկներին տեղավորում են ավելի խիտ կոնֆիգուրացիաներում՝ հասնելով խտության ստատիկ մեթոդներից 10% բարձր: Հիմնական արդյունավետության չափորոշիչներն են.

• Կոմպակտացման խորություն : Կդոլսային ռոլերները կարող են հասնել 24 դյույմի՝ ի տարբերություն ստատիկ մոդելների 12 դյույմի
• Ճնշման բաշխում : Օդային ցանկապատերը կիրառում են 25–350 psi, որոնք կարգավորվում են շերտավոր կամ փոփոխական հողերի համար

Ազգային ավտոմայրուղային ինստիտուտի (2024) հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ խոնավությունը պահպանելը օպտիմալից (OMC) ±2%-ի սահմաններում կարող է բարձրացնել խտացման արդյունավետությունը 30%-ով կավային հողերում, ինչը ընդգծում է խտացման նախապատրաստական խոնավության փորձարկման կարևորությունը:

Ռոլերի արդյունավետության վրա ազդող հիմնական գործոններ

Չորս հիմնական փոփոխականներ որոշում են խտացման հաջողությունը.

1. Բարձրություն շերտի – 8 դյույմից ավելի շերտերը նվազեցնում են հասանելի խտությունը 15%-ով
2. Օպերացիաների արագություն – 5 կմ/ժ-ից բարձր արագությունները նվազեցնում են կդոլսային արդյունավետությունը 20%-ով
3. Material Type – Գրանուլյար հողերը պահանջում են 30%-ով քիչ անցում, քան կոհեզիվ կավերը
4. Մեքենայի սեղմումներ – Հաճախադարձության կարգավորումը (±10 Հց) ազդում է մասնիկների դասավորության և թափանցման խորության վրա

Վարպետների սերտիֆիկացված վարժությունները բարելավում են սեղմման համասեռությունը 22%-ով համեմատած ոչ վարժված անձնակազմի հետ, ինչը ցույց է տալիս, թե ինչպես է փորձառությունը ուղղակիորեն ազդում սարքավորումների աշխատանքի և նախագծի արդյունքների վրա

Ստատիկ և թրթռացող ճանապարհային ռոլերներ՝ սկզբունքներ և արդյունավետություն

Ինչպես են ստատիկ ճանապարհային ռոլերները օգտագործում քաշը հողի սեղմման համար

Ճողուրները, որոնք կոմպակտացնում են մակերևույթները իրենց սեփական քաշի շնորհիվ՝ առանց թրթռալու, գործադրելով մեծ ուժ, սովորաբար առաջացնելով մոտ 20-ից 30 կիլոգրամ սեղմում քառակուսի սանտիմետրի վրա՝ կախված սարքի զանգվածից, ինչպես նշված է 2023 թվականի երկրատեխնիկական սարքավորումների վերջերս հետազոտություններում: Այս սարքերը լավագույն արդյունք են տալիս 15 սանտիմետրից պատառ ասֆալտի բարակ շերտերի հետ աշխատելիս և նաև օգնում են կայունացնել կոտրված քարերից պատրաստված հիմքի նյութը: Նրանց կիրառվող հաստատուն ճնշումը օգնում է կանխել ճեղքերի առաջացումը այն մակերևույթների վրա, որոնք հեշտությամբ կոտրվում են, թեև խոնավության մակարդակի ճիշտ կարգավորումը կենսական նշանակություն ունի: Եթե կոմպակտացման ընթացքում առկա է չափից շատ ջուր, տեսության փորձարկումները ցույց են տալիս, որ արդյունավետությունը նվազում է 15%-ից 18% միջակայքում, ինչը լավ արդյունքների համար դարձնում է կարևոր հարթակի ճիշտ պատրաստումը:

Ոչ թրթռային ճողուրների համակարգերի առավելություններն ու սահմանափակումները

• Օգտակարություններ : Ցածր սպասարկման ծախսեր (30–40% ցածր, քան թրթռային մոդելները), նվազագին աղմուկ (<85 դԲ) և նվազագույն հողի տեղաշարժ
• Սահմանափակումներ : Սահմանափակված է փոքր խորություններով (Ɨ͸00 մմ), դանդաղ արագություններով (1,5–3 կմ/ժ) և ցածր արդյունավետությամբ կպչուն հողերի վրա

2024 թվականի 27 ավտոմայրուղային նախագծերի վերլուծության ընթացքում ստատիկ ռոլերները ասֆալտապատման վրա առաջացրել են 22%-ով պակաս մակերևույթային անհարթություններ, քան թրթռացող միավորները, ինչը դրանք ավելի նախընտրելի դարձնում է ճշգրիտ հարթեցման և վերջնական աշխատանքների համար:

Թրթռումների մեխանիզմը ժամանակակից ճանապարհային ռոլերների տեխնոլոգիայում

Թրթռում առաջացնող ճանապարհային ռոլերներն օգտագործում են պտտվող էքսցենտրիկ կշիռներ՝ առաջացնելով 3000–4500 թրթռում րոպեում (VPM), ինչը ստեղծում է դինամիկ ուժ, որը 1,8–2,3 անգամ գերազանցում է ստատիկ քաշին: Սա հնարավորություն է տալիս կոմպակտացնել մինչև 700 մմ խորություն գրանուլյացված հողերում: Ժամանակակից համակարգերը ներառում են՝

• Փոփոխական հաճախականության կառավարում (25–50 Հց կարգավորման տիրույթ)
• Խելացի լայնական մոդուլացիա (0,3–1,8 մմ շարժման հարմարեցում)

Այս տեխնոլոգիաները թույլ են տալիս օպերատորներին հարմարեցնել խտացման էներգիան հողի որոշակի տեսակներին և բարձրացման պայմաններին, զգալիորեն բարձրացնելով արդյունավետությունը և հետևողականությունը։

Միաբաշխանի և երկու բաշխանի թեքային ճանապարհային կաթվածների համեմատում

Երկկողոս մոդելները ասֆալտապողպած մակերեսների վրա 5 անցումով հասնում են 92–95% խտության, ի տարբերություն միակողոս սարքերի՝ որոնք պահանջում են 8–10 անցում (2024 ճանապարհաշինական աշխատանքների արդյունավետության զեկույց), ինչը դրանք ավելի արդյունավետ դարձնում է խոշորամասշտաբ ճանապարհային աշխատանքների համար:

Ճանապարհահարթիչների ամպլիտուդի և հաճախականության պարամետրերի օպտիմալացում

Բարձր հաճախականությամբ և ցածր լայնական շեղման ռեժիմը՝ մոտավորապես 45 Հց և 0,5 մմ, շատ լավ է աշխատում հատիկավոր հողերի հետ, քանի որ այն օգնում է տեղաշարժել մասնիկները մակերևույթային շերտից անմիջապես ներքևում: Սակայն, կավային շերտերի դեպքում ավելի տրամաբանական է նվազեցնել հաճախականությունը և մեծացնել լայնական շեղումը: Այդ տեսակի կարգավորումները սովորաբար աշխատում են մոտավորապես 28 Հց-ով և մոտ 1,5 մմ շարժմամբ՝ էներգիան ավելի խորը տարածելով հողում: Մենք դա տեսանք անցյալ տարվա մի նախագծի ընթացքում, երբ այս կարգավորումները փոխելով իրական ժամանակում, հողը ավելի խիտ դարձավ՝ գրեթե 18 տոկոսով, առանց հատվածի վրա լրացուցիչ անցումների կատարման: Նորագույն սեղմման չափիչներն էլ շատ խելացի են դարձել: Դրանք ազդանշան են տալիս աշխատողներին, երբ հասնում են 95% Պրոկտորի խտության սահմանին, ինչը նվազեցնում է ավելցուկային սեղմման խնդիրները մոտ 40%: Տրամաբանական է, որ շինարարական ընկերությունները սկսում են հիմնվել այժմ այս իրական ժամանակի ցուցմունքների վրա:

Թելերով անվադողերով ճանապարհային գլաններ. Բազմակողմանիություն մակերևույթային սեղմման մեջ

Ինչու՞ են թելերով անվադողերով ճանապարհային գլանները ապահովում համաչափ ճնշում

Պնևմատիկ անվադողերով ռոլլերները լավ աշխատում են հավասար սեղմում ստանալու համար, քանի որ թույլ են տալիս օպերատորներին կարգավորել անվադողերի ճնշումը: Երբ կազմարանդ անվադողերը ճիշտ են փչված, նրանք իրականում կարող են ձևավորվել հողի խոտոր տեղերին, սակայն շարունակել լավ կոնտակտ պահել մակերևույթի հետ: Շատ մարդիկ իրենց անվադողերի ճնշումը կարգավորում են մոտավորապես 150-ից 400 կիլոպասկալների սահմաններում՝ կախված նյութից, որի հետ աշխատում են, արդյո՞ք դա խճի հիմք է, թե վերջնական ասֆալտապողպատ: Այս ռոլլերների օգտակարության գաղտնիքն այն է, որ այս տեսակի կարգավորումը օգնում է նվազեցնել սեղմվող նյութում առկա այդ անհարմար օդային պամփուշտները: Դաշտային փորձարկումները ցույց են տվել, որ պնևմատիկ ռոլլերները կարող են օդային անթափանց տարածությունները նվազեցնել մոտ 18-22 տոկոսով՝ համեմատած հին տիպի պողպատե թմբուկներով ռոլլերների հետ:

Գունավոր անվադողերով ճանապարհային ռոլլերների կիրառումը շերտավոր հողի սեղմման մեջ

Գունավոր անվադողերով ռոլլերները հիանալի են բազմաշերտ նախագծերի համար, որոնք պահանջում են սանդղակային խտության պրոֆիլներ: Նրանց խմորման գործողությունը հատկապես արդյունավետ է հետևյալ դեպքերում.

• Ենթաշերտի պատրաստում (Ɨ͸95% խտացում ավազոտ կավում՝ ASTM D698 ստանդարտներին համապատասխան)
• Ասֆալտաբետոնե վերին շերտեր (<7% օդային անթառամություն Superpave սպեցիֆիկացիաներին համապատասխան)
• Կոմպոզիտային հատակներ, որոնք պահանջում են ուժեղ շերտերի միջև կապ

Դաշտային ուսումնասիրությունները (GTM, 2023) ցույց են տալիս, որ այս գլանները նվազեցնում են անցումների քանակը 33%-ով՝ 150մմ խճային հիմքի խտացման դեպքում, համեմատած թրթռացող այլընտրանքների հետ, ինչը բարձրացնում է արտադրողականությունը ժամանակատար աշխատանքների դեպքում:

Արդյունաբերական պարադոքս. Ինչպես ավելի բարձր ճկունությունը նվազեցնում է խտացման խորությունը

Չնայած թափքի ճկունությունը բարելավում է մակերևույթի համապատասխանությունը, չափազանց մեծ ճկվելիությունը սահմանափակում է էներգիայի հաղորդումը ավելի խորը շերտերին: Դաշտային տվյալները ցույց են տալիս ակնհայտ փոխզիջում.

Ցածր ճնշումը բարելավում է մակերևույթի հետ հպվելը, սակայն նվազեցնում է խտացման խորությունը: Օպտիմալ արդյունքների հասնելու համար պահանջվում է իրական ժամանակում հետևել անվադողի ճնշմանը և հողի խոնավությանը՝ հատկապես կարևոր գորշ հողերի դեպքում, երբ խոնավությունը գերազանցում է 12%-ը:

Ոչխարի ոտքի վրա հենվող ռոլերներ. Գորշ հողերի և կոհեզիվ հողերի համար նախատեսված մասնագիտացված խտացում

Բացատրված են ոչխարի ոտքի վրա հենվող ճանապարհային ռոլերների կոնստրուկտիվ առանձնահատկությունները

Ձիու կոխողի ռոլերները լավագույնս աշխատում են կապված հողերում, օրինակ՝ կավում, քանի որ դրանց բարձրացված թմբուկները ունեն ուղղանկյուն կամ կլոր առափնյա դուրս ցցված մասեր, որոնք մենք անվանում ենք ոտքեր: Այս առանձնահատկությունները հնարավորություն են տալիս ուժը կենտրոնացնել փոքր մակերեսների վրա՝ ստեղծելով մոտ 3500 ֆունտ/ք.դյույմ (PSI) ճնշում, որը մոտ տասն անգամ ավելի է, քան հարթ թմբուկով ռոլերների կարողությունը: Այս մեքենաների աշխատանքի սկզբունքը հողի շերտերի միջով խոնավությունը վերև բարձրացնում է, միաժամանակ խիտ կերպով միավորում է հողի առանձին մասնիկները: Դա հողի խորքում ամուր խտացում է ապահովում՝ առանց մակերեսին ճեղքեր առաջացնելու: Շատրվակային ռոլերները ուժը հողի վրա կողմնական ուղղությամբ են բաշխում, իսկ ձիու կոխողի մոդելները ուղղակի ներքև են մտնում հողի մեջ: Դա դրանք հատկապես հարմար է դարձնում կավի կայունացման համար, երբ պետք է հասնել խիստ 95 տոկոս կամ ավելի բարձր խտացման ցուցանիշների:

Ձիու կոխողի ռոլերի համար արդյունավետ խոնավության տիրույթ

Ամենաշատ արդյունավետ աշխատանքի հասնելու համար կավի խոնավությունը պետք է լինի մոտավորապես 12-ից մինչև 18 տոկոս՝ ըստ ASTM D698 հղումների: Եթե կավի խոնավությունը իջնի 10%-ից ներքև, այն այնքան փխրուն է դառնում, որ աշխատելն այնտեղ գրեթե անհնար է դառնում: Սակայն եթե խոնավությունը գերազանցի 20%-ը, ամեն ինչ ամբողջությամբ փոխվում է. չափից ավելի շատ ջուրը սկսում է ազդել որպես լուբրիկանտ մասնիկների միջև, ինչը նվազեցնում է շփման ուժը: Դա հանգեցնում է նեխադրման աշխատանքների ձախողմանը, քանի որ անվալանները պարզապես խրվում են հողի մեջ՝ առանց ստեղծելու ճիշտ խտություն: NCHRP-ի 2022 թվականի որոշ հետազոտություններ ուսումնասիրել են այս երևույթը և ցույց տվել հետաքրքիր արդյունքներ: Նրանք պարզեցին, որ ավանդական ոչխարի ոտքի տիպի վալները բավականին լավ են աշխատում՝ հասնելով մոտավորապես 88% արդյունավետության խոնավ կավի դեպքում: Սակայն, երբ կավը լիովին կուժում է, դրանց արդյունավետությունը կտրուկ նվազում է՝ հասնելով մոտ 55%: Սա մի ակնհայտ տարբերություն է՝ կախված նյութի խոնավության աստիճանից:

Դաշտային տվյալներ. Ոչխարի ոտքի տիպի վալը հասնում է 95% Պրոկտորի խտության կավում

Վերջերս իրականացված փորձերը թրթռացող ուլունքներով գլանների (30 Հց հաճախականությամբ, 1,8 մմ լայնքով) օգտագործմամբ հասել են 95,2% փոփոխված Պրոկտորի խտության՝ ավտոմայրուղու ենթաշերթի համար պահանջվող 92% շեմը գերազանցելով և համապատասխանելով ASTM D1557-23 ստանդարտին կապված հողի խտացման հետ:

Ուլունքներով ճանապարհային գլանների մաքրման և տեղափոխման հետ կապված դժվարություններ

Ռոլիկի այդ ցցված ոտքերը հողաշերտի յուրաքանչյուր անցքի ժամանակ 20-ից մինչև 50 ֆունտ կպչուն կավ են հավաքում, ինչը նշանակում է, որ օպերատորները սպասքը մաքրելու համար պետք է կիրառեն բարձր ճնշման ջրային փողամաններ կամ մեխանիկական սղոցներ: Տեղափոխման հարցում այս սարքերը տեղավորվում են 15-ից 25 տոկոսով ավելի շատ տեղում, քան սովորական հարթ թմբուկավոր մոդելները, ուստի սովորաբար դրանք պետք է տարանջատվեն, նախքան ավտոմայրուղիներով տեղափոխվելը: Այնուամենայնիվ՝ այս ավելցուկային աշխատանքի և անհարմարությունների հետևանքով, շատ պայմանագրային կազմակերպություններ համարում են, որ կավի կոմպակտացումը կատարվում է 40 տոկոսով ավելի արագ, քան այլ մեթոդներով: Այդ արագությունը դարձնում է այն արժանի բոլոր այդ դժվարություններին, երբ աշխատում են հատկապես դիմադրուն կավային պայմաններում, որտեղ ժամանակը փող է:

Հաճախ տրվող հարցեր

Ինչի՞ համար են օգտագործվում ճանապարհային ռոլիկները:

Ճանապարհային ռոլիկները կիրառվում են շինարարության մեջ՝ հողը, ասֆալտը և խճը կոմպակտացնելու համար, որպեսզի նյութերը դառնան խտություն և ամրություն և կարողանան դիմակայել ճանապարհների և ենթակառուցվածքների ծանրությանը:

Ինչ է տարբերությունը ստատիկ և թրթռացող ճանապարհային ռոլիկների միջև:

Ստատիկ ճնշակները նյութերը սեղմելու համար հիմնվում են իրենց մեծ զանգվածի վրա, իսկ թրթռացող ճնշակները օգտագործում են թրթռոցներ՝ ավելի լավ սեղմման խորություն և արդյունավետություն ապահովելու համար:

Ո՞ր գործոններն են ազդում ճնշակի արդյունավետության վրա:

Արդյունավետության վրա ազդում են բարձրության հաստությունը, շահագործման արագությունը, նյութի տեսակը և սարքի կարգավորումները:

Ինչո՞ւ են ավտոտանկայանները համարվում բազմանպատակային:

Ավտոտանկայանները առաջարկում են հավասարաչափ ճնշման բաշխում՝ պայմանավորված անվադողերի ճնշման կարգավորմամբ, որը օգնում է նվազեցնել օդային անթառամությունները և բարելավել սեղմումը:

Ինչի՞ համար են օգտագործվում ուլունքավոր ճնշակները:

Ուլունքավոր ճնշակները նախատեսված են կավային նման կոհեզիվ հողերի համար և օգտագործում են դուրս ցցված ոտքեր՝ կենտրոնացված ուժ կիրառելու և խորը, ամուր սեղմում ապահովելու համար: