Გზის როლიკების ტიპები ნიადაგის შეკუმშვისთვის

Როგორ მუშაობს გზის როლიკები: ნიადაგის შეკუმშვის საფუძვლები

Რა არის გზის როლიკი და როგორ მუშაობს?

Გზის როლერები არის დიდი, მძიმე მანქანები, რომლებიც გამოიყენება მშენებლობაში ნიადაგის, ასფალტის და ჩვეულებრივი ქვის შესაკუმშად. ისინი მუშაობენ იმით, რომ ზემოდან აწონასწორებენ მასალებს ან მთელი მეტალის ბარაბნებით, ან რეზინის გამოყენებით. როდესაც ეს მანქანები გადადის ზედაპირზე, ისინი ამოიღებენ ჰაერის ბუშტებს ნაწილაკებს შორის, რაც ხდის მას უფრო მჭიდროდ და მყარად დატვირთვის დასატევად. საბაზისო სტატიკური ტიპი უბრალოდ იყენებს საკუთარ მასიურ წონას, როგორც წესი, somewhere between six and twenty tons, to compact things. But then there are also the vibrating models that shake at really fast rates, around 1,500 to 3,500 vibrations per minute, giving much better compaction throughout the material. Most good operators can get about 95% of maximum possible density after making six to eight passes across the area. This level of compaction creates solid bases needed for building roads and other infrastructure projects without worrying about settling issues later on.

The Science Behind Soil Compaction Using Road Roller Equipment

Ტივტივების დამჭიმავი შეკუმშვით ნაკლებდება პორისობა 40–60%-ით, რაც აუმჯობესებს სტაბილურობას და ამცირებს წყლის გატეხილობას. ვიბრაციული როლიკები იყენებენ ექსცენტრულ წონებს, რათა გენერირებულიყო ციკლური ძალები, რომლებიც გადაადგილებული ტივტივის ნაწილაკების უფრო მჭიდრო კონფიგურაციაში გადააყვანს, რითაც მიიღწევა სიმკვრივე სტატიკურ მეთოდებზე 10%-ით მაღალი. ძირეული საშედეგო მაჩვენებლები შემდეგია:

• Დატკეპვის სიღრმე : ვიბრაციული როლიკები შეუძლიათ მიაღწიონ 24 ინჩს, საპირისპიროდ სტატიკური მოდელების 12 ინჩის
• Წნევის განაწილება : პნევმატიკური გუმები იწვევს 25–350 psi-ს, რაც მორგებულია შრეების ან ცვალებადი ტივტივებისთვის

Ეროვნული გზატკეცილის ინსტიტუტის (2024) კვლევის მიხედვით, ტივტივის ტენიანობის შენარჩუნება ოპტიმალურის (OMC) ±2%-ის ფარგლებში 30%-ით ამაღლებს შეკუმშვის ეფექტურობას თივთის ტივტივებში, რაც ხაზგასმით უთავაზობს შეკუმშვამდელი ტენიანობის ტესტირების მნიშვნელობას.

Გზის როლიკის ეფექტურობაზე გავლენა მოახდენს 4 ძირეული ფაქტორი

Ოთხი ძირეული ცვლადი განსაზღვრავს შეკუმშვის წარმატებას:

1. Შრის სისქე – 8 ინჩზე მეტი შრეები ამცირებს მიღწევად სიმკვრივეს 15%-ით
2. Მუშაობის სიჩქარე – 5 კმ/სთ-ზე მეტი სიჩქარე ამცირებს ვიბრაციულ ეფექტურობას 20%-ით
3. Მასალის ტიპი – მარილისებრ ტივტივებს საჭიროებენ 30%-ით ნაკლებ გავლას, ვიდრე კოჰეზიურ თივთებს
4. Მანქანის პარამეტრები – სიხშირის გაზომვა (±10 ჰც) ზემოქმედებს ნაწილაკების გასწორებასა და შეღწევადობაზე

Სერთიფიცირებული ოპერატორის ტრენინგი აუმჯობესებს შეკუმშვის ერთგვაროვნებას 22%-ით უნარების მქონე გუნდებთან შედარებით, რაც ადასტურებს, რომ გამოცდილება პირდაპირ ზემოქმედებს მოწყობილობის მუშაობასა და პროექტის შედეგებზე

Სტატიკური და ვიბრაციული ავტოკატკიტები: პრინციპები და სიმძლავრე

Როგორ იყენებენ სტატიკური ავტოკატკიტები წონას ნიადაგის შესაკუმშად

Გზის როლერები, რომლებიც იკვებებიან საკუთარი წონით, ზედაპირებს აკომპაქტებენ მასიური ძალის მოქმედებით, როგორც წესი, ქმნიან 20-დან 30 კილოგრამამდე წვეა კვადრატულ სანტიმეტრზე, რაც დამოკიდებულია მანქანის წონაზე, როგორც აღნიშნულია 2023 წლის გეოტექნიკური მოწყობილობების ახალ კვლევაში. ეს მანქანები უმჯობესად მუშაობს 15 სანტიმეტრზე თანგმდებარე ასფალტის თხელი ფენების დროს და ასევე ეხმარება დამაგრებაში საბაზისო მასალას, რომელიც დაშლილი ქვის აგრეგატებისგანაა დამზადებული. მათ მიერ მიღებული სტაბილური წნევა ხელს უშლის ზედაპირზე cracks-ის წარმოქმნას, რომლებიც ხშირად იშლება, თუმცა სინჯავის დონის სწორად დაცვა აბსოლუტურად მნიშვნელოვანია. თუ ასაკეთებლად არის ჭარბი წყალი, სამუშაო გამოცდები აჩვენებს, რომ ეფექტურობა მცირდება 15%-დან 18%-მდე, რაც ამ გარემოში ადგილის მომზადებას უმნიშვნელოვანეს ფაქტორად აქცევს.

Არაოსცილაციური გზის როლერის სისტემების უპირატესობები და შეზღუდვები

• Სარგებელი : დაბალი შესანახი ხარჯები (30–40% ნაკლები, ვიბრაციული მოდელების შედარებით), შემცირებული ხმაური (<85 დბ) და მინიმალური ნიადაგის გადაადგილება
• Შეზღუდვები : შეზღუდულია მცირე სიღრმით (Ɨ͸00 მმ), ნელი სიჩქარით (1,5–3 კმ/სთ) და ცუდი შედეგებით კოჰეზიურ ნივთიერებებზე

2024 წლის 27 საავტომობილო პროექტის ანალიზის მიხედვით, სტატიკურმა როლერებმა ასფალტის ზედაპირზე 22%-ით ნაკლები ზედაპირის არასიმეტრიულობა გამოიწვიეს ვიბრაციული აგრეგატების შედარებით, რაც მათ უფრო მორგებულს ხდის ზუსტი დოზირებისა და საბოლოო დამუშავებისთვის.

Ვიბრაციის მექანიზმი თანამედროვე გზის როლერის ტექნოლოგიაში

Ვიბრაციული გზის როლერები იყენებენ ბრუნვით ექსცენტრულ წონებს 3,000–4,500 ვიბრაციის წუთში (VPM), რაც ქმნის დინამიურ ძალებს სტატიკური წონის 1,8–2,3-ჯერ მეტს. ეს საშუალებას აძლევს მათ შეკუმშონ ნიადაგი 700 მმ-მდე სიღრმეში გრანულირებულ ნიადაგში. თანამედროვე სისტემები მოიცავს:

• Ცვლადი სიხშირის კონტროლს (25–50 ჰც კორექტირების დიაპაზონი)
• Ინტელექტუალურ ამპლიტუდის მოდულაციას (0,3–1,8 მმ სიგრძის მორგება)

Ეს ტექნოლოგიები საშუალებას აძლევს ოპერატორებს შეკუმშვის ენერგია მორგოს კონკრეტულ ნიადაგის ტიპებსა და აწევის პირობებს, რაც მნიშვნელოვნად ამაღლებს ეფექტურობას და მუდმივობას.

Ერთცილიანი და ორცილიანი ვიბრაციული გზის როლერების შედარება

Ორბარბაქნიანი მოდელები ასფალტის ზედაპირზე უკვე 5 გავლით აღწევს 92–95%-იან სიმკვრივეს, იმის შედარებით, რომ ერთბარბაქნიანი მოწყობილობები 8–10 გავლას სჭირდება (2024 წლის ავტომაგისტრალების მშენებლობის ეფექტიანობის ანგარიში), რაც ხდის მათ უფრო ეფექტურს მასშტაბური გზების დასაფასებლად.

Ამპლიტუდისა და სიხშირის პარამეტრების ოპტიმიზაცია გზის როლერების ოპერაციებში

45 ჰც და 0,5 მმ-ის გარშემო მაღალი სიხშირის დაბალი ამპლიტუდის კონფიგურაცია კარგად მუშაობს ფხვიერ ნიადაგებში, რადგან ის ხელს უწყობს ნაწილაკების მოძრაობას ზედა ფენის ქვემოთ. თუმცა, თიხის ფენებთან მუშაობისას უმჯობესია დაბალი სიხშირე და მაღალი ამპლიტუდა. ასეთი კონფიგურაციები ჩვეულებრივ მუშაობს დაახლოებით 28 ჰც-ზე და 1,5 მმ ამპლიტუდით და უფრო ღრმად აღწევს ენერგიას ნიადაგში. ამას მივუთითეთ წელს განხორციელებულ პროექტში, სადაც ამ პარამეტრების ოპერატიულად შეცვლამ ნიადაგის მყარობა დაახლოებით 18%-ით გაზარდა დამატებითი გავლების გარეშე. თანამედროვე დატკეპვის მეთრე მოწყობილობებიც საკმაოდ განვითარდა. ისინი ალარმს იძახებენ მშენებლებს, როდესაც 95%-იანი პროქტორის სიმკვრივე მიიღწევა, რაც ზედმეტი დატკეპვის პრობლემებს დაახლოებით 40%-ით ამცირებს. ამიტომ ხელფასი ხდება იმის გაგება, თუ რატომ იყენებენ მშენებლები ამ დროის მონაცემებს.

Პნევმატიკური გუმბათის მქონე გზის როლერები: მრავალმხრივობა ზედაპირის დატკეპვაში

Რატომ უზრუნველყოფენ პნევმატიკური გუმბათის მქონე გზის როლერები თანაბარ წნევის განაწილებას

Პნევმატური გუმბათის როლიკები კარგად მუშაობს თანაბარი შეკუმშვის მისაღებად, რადგან საშუალებას აძლევს ოპერატორებს დაარეგულირონ გუმბათის წნევა. როდესაც რეზინის გუმბათები შესაბამისად არის შეფუთული, ისინი ფაქტობრივად შეიძლება მორგებული იყოს დახვეულ ადგილებზე და მიუხედავად იმისა, კარგ კონტაქტში იქნებიან ზედაპირთან. უმეტეს შემთხვევაში ხალხი ამ გუმბათების წნევას აყენებს დაახლოებით 150-დან 400 კილოპასკალამდე, მინიჭებული იმის მიხედვით, თუ რა მასალას იყენებენ, იყოს ეს ქვიშის საფუძველი თუ დასრულებული ასფალტის გზები. ამ როლიკების სასარგებლოდ გამოყენების მიზეზი იმაში მდგომარეობს, რომ ასეთი კორექტირება ეხმარება მასალაში არსებული ჰაერის ბუშტების შემცირებაში. საველე გამოცდებმა აჩვენა, რომ პნევმატური როლიკები შეუძლიათ ჰაერის ღრუების შემცირება დაახლოებით 18-22%-ით უფრო მეტად, ვიდრე ძველი ტიპის სტალინის ბარაბნები.

Რეზინის გუმბათებიანი გზის როლიკების გამოყენება ფენოვანი ნიადაგის შეკუმშვაში

Რეზინის გუმბათებიანი როლიკები კარგად ასრულებს მრავალფენიან პროექტებში, რომლებიც მოითხოვენ გრადუირებული სიმკვრივის პროფილებს. მათი შეკუმშვის მოქმედება განსაკუთრებით ეფექტურია:

• Ქვედა ფუძის მომზადება (Ɨ͸95% შეკუმშვა თიხოვან ქვიშაში ASTM D698 სტანდარტის მიხედვით)
• Ასფალტის მახვილი ფენები (<7% ჰაერის ღრუები Superpave სპეციფიკაციების მიხედვით)
• Კომპოზიტური საფრის მოთხოვნა მტკიცე შუა ფენის გაწოვის შესახებ

Საველე კვლევები (GTM, 2023) აჩვენებს, რომ ასეთი როლიკები 150მმ აგრეგირებული საფუძვლის შეკუმშვისას გადატვირთვის მოთხოვნებს 33%-ით ამცირებს ვიბრაციული ალტერნატივების შედარებით, რაც ამაღლებს პროდუქტიულობას დროს მგრძნობიარე სამუშაოებზე.

Სამრეწველო პარადოქსი: როდესაც უფრო მაღალი ლაგი ამცირებს შეკუმშვის სიღრმეს

Მიუხედავად იმისა, რომ გუმბათის ლაგი აუმჯობესებს ზედაპირის შესაბამისობას, ჭარბი დეფორმაცია შეზღუდავს ენერგიის გადაცემას უფრო ღრმა ფენებში. საველე მონაცემები აჩვენებს ცხად კომპრომისს:

Დაბალი წნევა აუმჯობესებს ზედაპირთან კონტაქტს, მაგრამ ამცირებს შეკუმშვის სიღრმეს. ოპტიმალური შედეგის მისაღებად საჭიროა საბურავების წნევისა და ნიადაგის ტენიანობის რეალურ-დროში მონიტორინგი — განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი 60%-ზე მეტი ტენიანობის მქონე თიხებისთვის.

Ცხვარის ფეხის როლიკები: სპეციალიზებული შეკუმშვა თიხის და კოჰეზიური ნიადაგებისთვის

Შეხსენებული როლიკების კონსტრუქციული თვისებების ახსნა

Სიმებიანი როლიკები უმჯობესდ მუშაობს კოჰეზიურ ნიადაგებზე, როგორიცაა თიხა, რადგან მათი ბარაბნები აქვთ ის დამახასიათებელი მართკუთხა ან მომრგვალო გამოშლილობები, რომლებიც ჩვენ ვუწოდებთ ფეხებს. ეს თვისებები ძალიან ეფექტურად ახდენს ძალის მოქმედებას პატარა ზოლებზე, რაც ქმნის დაახლოებით 3,500 PSI წნევას, რაც დაახლოებით ათი ჯერ მეტია, ვიდრე უწყვეტი ბარაბნის მქონე როლიკები იძლევიან. ამ მანქანების მუშაობის პრინციპი ნიადაგის ფენებში სითხის ზემოთ აწევას უზრუნველყოფს, ამავე დროს იწვევს ნიადაგის ნაწილაკების მჭიდროდ დაკავშირებას ერთმანეთთან. ეს ქმნის მყარ დამშრალებას იმ ღრმა ფენებში, რომლებიც მიწის ზედაპირიდან არის შორს, ზედაპირზე cracks-ის გამოყოფის გარეშე. პნევმატიკური როლიკები მოქმედებენ ძალის გადაცემით გვერდითი მიმართულებით, ხოლო სიმებიანი როლიკები პირდაპირ ქვემოთ მიმართულ ძალას იძლევიან. ეს კი განსაკუთრებით შესაფერისი ხდის მათ თიხის სტაბილიზაციისთვის, სადაც შესრულებული უნდა იქნეს მკაცრი დამშრალების მოთხოვნები – 95%-ზე მეტი.

Სიმებიანი როლიკის დამშრალებისთვის ეფექტური სინჯავის დიაპაზონი

Მაქსიმალური ეფექტიანობის მიღწევის შესაძლებლობა ხდება მაშინ, როდესაც ნიადაგის ტენიანობა 12-დან 18 პროცენტამდე შედის ASTM D698 მითითებების შესაბამისად. თუ ნიადაგის ტენიანობა 10%-ზე ნაკლებია, ის იმდენად სუსტი ხდება, რომ მუშაობა მასთან თითქმის შეუსაბამისი ხდება. თუმცა, 20%-ზე მეტი ტენიანობა სრულიად სხვაგვარად იმოქმედებს – ჭარბი წყალი ნაწილაკებს შორის სალუქის მსგავსად იქცევა, რაც ხახუნს ამცირებს. ეს კი შეკუმშვის შედეგებს არ აძლევს საჭირო სიმკვრივეს, რადგან ფეხები უბრალოდ იძირდება მიწაში. NCHRP-ის 2022 წლის კვლევა ამ საკითხზე საინტერესო შედეგებს აჩვენებს. მათ გამოავლინეს, რომ ტრადიციული ცხვრის ფეხის როლიკები საკმაოდ კარგად მუშაობს დაახლოებით 88% ეფექტიანობით, როდესაც საქმე გვაქვს სველ თიხასთან. თუმცა, როდესაც თიხა სრულიად გამჟავდება, მათი ეფექტიანობა მკვეთრად იკლებს დაახლოებით 55%-მდე. ეს საკმაოდ დიდი სხვაობაა დამოკიდებული იმაზე, თუ რამდენად წყალმაგრებულია მასალა.

Საველე მონაცემები: ცხვრის ფეხის როლიკი აღწევს 95%-იან პროქტორის სიმკვრივეს თიხაში

Ზემოდან შეკუმშვადი გлинის ჩართვების შესწავლისას, რომელიც ხდებოდა სარტყლიანი ფეხის როლერების გამოყენებით (30 ჰც სიხშირით, 1.8 მმ ამპლიტუდით), მიღწეული იქნა 95,2% მოდიფიცირებული პროქტორის სიმკვრივე — რაც აღემატება ავტომაგისტრალების ქვედა საფარისთვის საჭირო 92%-იან ზღვარს და შეესაბამება ASTM D1557-23 სტანდარტს კოეზიური ნიადაგის შეკუმშვისთვის.

Სარტყლიანი ფეხის გზის როლერების გაწმენდისა და ტრანსპორტირების სირთულეები

Როლიკებზე ამონაყარი ფეხები თითო გადაადგილებისას იკრებენ 20-დან 50 ფუნტამდე სახსნელ თიხას, რაც იმას ნიშნავს, რომ ოპერატორებს უწევთ მათი გასუფთავება მაღალი წნევის წყლის სტრუჯებით ან მექანიკური გამოსკრაპებით. ტრანსპორტირების დროს ეს მანქანები იკავებენ 15-დან 25 პროცენტამდე მეტ სივრცეს, ვიდრე ჩვეულებრივი გლუვი ბარაბნებიანი მოდელები, ამიტომ მათი გადატანა ავტომაგისტრალების გასწვრივ ჩვეულებრივ საჭიროებს დემონტაჟს. მიუხედავად ამ დამატებითი სამუშაოსა და რთულებისა, ბევრი კონტრაქტორი აღიარებს, რომ ცხვრის ფეხის მქონე როლიკები აკეთებენ მკვეთრი თიხის ნართხვას დაახლოებით 40 პროცენტით უფრო სწრაფად, ვიდრე სხვა მეთოდები. ასეთი სიჩქარე ხდის მათ სასარგებლოდ მაშინ, როდესაც მუშაობენ განსაკუთრებით მოურთულ თიხასთან, სადაც დრო ფულია.

Ხშირად დასმული კითხვები

Რას გამოიყენებენ გზის როლიკებს?

Გზის როლიკები გამოიყენება მშენებლობაში იმისთვის, რომ დააკვირდნენ ნიადაგს, ასფალტს და ქვას, რათა გაამაგრონ მასალები და გააძლიერონ ისინი გზებისა და ინფრასტრუქტურის წონის მხარდასაჭერად.

Რა განსხვავებაა სტატიკურ და რყევად გზის როლიკებს შორის?

Სტატიკური გზის ვალქები მასალების დასამშრალად იყენებენ თავისი მასას, ხოლო ვიბრაციული ვალქები იყენებენ ვიბრაციას, რათა მიიღონ უკეთესი შეკუმშვის სიღრმე და ეფექტურობა.

Რა ფაქტორები გავლენას ახდენენ გზის ვალქის ეფექტურობაზე?

Ეფექტურობაზე გავლენას ახდენს ცვლადები, როგორიცაა ფენის სისქე, სიჩქარე, მასალის ტიპი და მანქანის პარამეტრები.

Რატომ უწოდებენ პნევმატიკური გუმბათის მქონე გზის ვალქებს მრავალმხრივ გამოყენებადს?

Პნევმატიკური გუმბათის მქონე ვალქები უზრუნველყოფენ წნეხის თანაბარ განაწილებას გუმბათების წნეხის მორგების შესაძლებლობის წყალობით, რაც ეხმარება ჰაერის ღრუების შემცირებას და შეკუმშვის გაუმჯობესებას.

Რისთვის გამოიყენებენ სპეციალურად ცხვარ-ფეხიან გზის ვალქებს?

Ცხვარ-ფეხიანი ვალქები შექმნილია შემჭიდროვებული ნიადაგებისთვის, როგორიცაა თიხა, და იყენებენ გამოშლილ ფეხებს, რათა მოახდინონ კონცენტრირებული წნეხი და მიიღონ ღრმა და მყარი შეკუმშვა.