Жол тұзғыштарды пайдаланудың артықшылықтарын зерттеу

Жол тұзғыштарын түсіну: Тығыздаудағы қызметі мен рөлі

Жол тұзғыш деген не және ол қалай жұмыс істейді

Жол валогы, кейде валок компрессорлар деп те аталады, топырақ, ұнтақ, асфальт және темірбетон сияқты материалдарды тығыздау үшін құрылыс алаңдарында пайдаланылатын үлкен машиналар. Бұл машиналар тегіс немесе вибрациялық жүйелермен жабдықталған үлкен болат дөңгелектерге ие. Жер бетімен жылжыған кезде олар өз салмақтарымен басып немесе вибрация арқылы тербіліс туғызып, бөлшектердің арасындағы ауа кеңістіктерін жояды да, материалдарды тығыз етеді. Әсіресе құмды немесе ұнтақты топырақтарда вибрациялық типті валоктар жақсы жұмыс істейді, себебі тербіліс бөлшектердің бір-біріне тығыз орналасуына көмектеседі. Кейбір зерттеулер вибронақыздың қарапайым вибрациясыз нұсқалармен салыстырғанда шамамен 30 пайызға дейін жақсырақ нәтиже беретінін көрсетті. Бұл тығыздау процесі жол салу, фундамент құю немесе жабын орнату кезінде өте маңызды, өйткені дұрыс тығыздау кейіннен конструкцияның ығысуын болдырмақ үшін қажет.

Топырақ пен асфальтты тығыздаудағы жол валогының мақсаты мен қызметі

Жол орамалары материалдарды тығыздау кезінде екі негізгі жұмыс атқарады — топырақ пен асфальт. Топырақ дайындаумен жұмыс істегенде бұл машиналар жолдардың төменгі бөлігіндегі жерді шынымен тығыз басып, кейінірек қиыншылықтар туғызуы мүмкін болатын ұсақ ауа салмақтарын жояды. Бұл уақыт өте келе отыру проблемалары мен эрозияның алдын алуға көмектеседі. Асфальт жұмысы үшін жол орамалары қоспаның ыстық күйінде берілген тығыздыққа жеткенге дейін басып тұрады. Бұл жолдың жақсы тегіс болуын және трещинаны тым ерте пайда болмай, ұзақ уақыт бүтін күйде қалуын қамтамасыз етеді. 2025 жыл шамасында жүргізілген кейбір зерттеулер дұрыс тығыздалған жолдардың жөндеу қажет болмайтын мерзімі дұрыс тығыздалмағандарға қарағанда екі есе ұзақ болуы мүмкін екенін көрсетеді, бұл өте елеулі нәтиже. Бұл машиналар қысым мен тербелісті қолдану әдісі қатаң ауа райы жағдайларына және тұрақты көлік қозғалысына төзімді негізгі қабаттардың пайда болуына ықпал етеді.

Құрылымдық Тығыздау Жабдықтарын Қолданып Негізгі Қабаттың Беріктігін Арттыру

Төменгі қабатта жақсы нәтиже алу — біздің қандай топырақпен және оның ылғалдылығына байланысты дұрыс вальцтарды таңдауға байланысты. Жолдардың бүлінуі көбінесе әлсіз негізден басталады, бұл барлық мәселелердің шамамен екі үштен бірін құрайды. Жұмысшылар вибрациялық немесе сақиналы (sheepsfoot) вальцтарды пайдаланып, тығыздау деңгейін 95%-дан 98%-ға жуыққа жеткізе алса, осындай мәселелерді әлдеқайда азайтады. Жабдық бетіне салмақты тең бөлуде және жолда қалыптасқан шұңқырлардың пайда болуын болдырмауда үлкен рөл атқарады, сондықтан жолдар ұзақ уақыт қызмет етеді. Сонымен қатар, дұрыс тығыздалған негіз жөндеу шығындарын едәуір, жартыға жуық төмендетуі мүмкін. Сондықтан дұрыс вальцты таңдау — бұл кішігірім емес, жолдарымыздың уақыт өте келе төзімді болуы үшін өте маңызды фактор.

Жол вальцтарының түрлері және олардың әртүрлі жобаларда қолданылуы

Статикалықтан вибрациялыққа дейін: Вальцтық компрессорлардың түрлері

Қазірғы тұрғын үй құрылысы беткі қабаттарды тығыздау кезінде жұмысты дәл орындайтын арнайы вальцдарға күшті тәуелді. Статикалық вальцдардың салмағы әдетте 8-ден 12 тоннаға дейінгі шамада болады және бұл сазды топырақ сияқты желімді топырақтармен жақсы жұмыс істеуге мүмкіндік беретін тұрақты қысым жасайды. Одан әрі, әр секундына шамамен 1500-3000 тербеліс жасайтын вибрациялық модельдер де бар. Бұлар гравий сияқты материалдарды одан әрі тығыздауға көмектеседі және олардың көтеретін салмағын шамамен 20-30 пайызға дейін арттырады. Асфальт жолдармен жұмыс істегенде жиі үлкен резеңке доңғалақтары бар пневматикалық вальцдар қолданылады. Бұл машиналар материалды домалату кезінде адамзатқа ұқсап өңдейді, материалдағы ауа көпіршіктерін толығымен шығарып, жол бетін бүтін күйінде және жақсы көрінетіндей етіп сақтайды.

Түрлі жол бетондарына сәйкес келетін жол орауыштарының түрлері

Дұрыс орауышты таңдау негізінен қандай материалдармен жұмыс істейтініне және жалпы жобаның мақсатына байланысты. Автомагистральдың негізгі қабаттарымен жұмыс істегенде, вибрациялық орауыштар жабыспаған агрегатты тығыздауда статикалық аналогтарына қарағанда шамамен 40 пайызға тезірек нәтиже береді. Асфальт төсеу кезінде бетінде көрінетін деформациялардан аулақ болу үшін тегіс цилиндрлі орауыштар қолданылады. Температураны дұрыс ұстау да үлкен рөл атқарады. Көптеген мамандар сұрақ қойған кезде асфальт орауыштарының температурасын шамамен 120 градус Цельсийден жоғары ұстау бір жерге бірнеше рет өту қажеттілігін азайта отырып, жақсырақ тығыздау нәтижесін береді деп айтады. Бұл кеңес түрлі жағдайлар үшін тиісті жол орауыштарын таңдау бойынша салалық нұсқаулардан тура алынған.

Асфальт төсеу мен жөндеу үшін тегіс доңғалақты орауыштар

Тегіс дөңгелекті вальцтар тізбектей тығыздау арқылы асфальтта 92–95% тығыздыққа жетеді. Олардың болат барабандары үйкеліс коэффициенті 0,4–0,6 құрайтын көп қозғалысты жолдар үшін маңызы зор біркелкі мәтіндерді қалыптастырады. Операторлар жиі 3–6 км/сағ жылдамдықпен 4–6 өту жасайды, алайда қоспаның температурасына байланысты жылдамдықты реттеп отырады, сонда қабаттасу болмайтындай және нәтижелер біркелкі болуы қамтамасыз етіледі.

Негізгі қабат пен жол салынатын жерді тығыздауда тербелісті вальцтар

Жоғары амплитудалы тербелісті вальцтар (1,5–2,0 мм) су қоймаларының жұмысында топырақ өткізгіштігін 80% дейін төмендету үшін маңызды. Олар теміржол негізінде статикалық вальцтарға қарағанда 20-дан астам өтуді қажет ететініне қарамастан, 12–15 өту ішінде 98% Проктор тығыздығына жетеді. Зерттеу олардың негізгі шөгумен байланысты істен шығуларды болдырмауға қаншалықты үлес қосатынын көрсетеді, бұл бүкіл әлемдегі инфрақұрылымды жөндеу шығындарының 34% құрайды.

Жол вальцтарымен топырақ пен асфальтты тығыздаудың ғылыми негіздері

Жолдың тығыздалуы материалдармен машиналардың қалай әрекеттесуін анықтайтын инженерлік принциптерге бағынады. Қазіргі заманғы вальцтар тұрақтылық пен жүкті ұстау үшін маңызды тығыздануды қол жеткізу үшін салмақ, тербеліс және қозғалысты пайдаланады. Бұл механиканы түсіну құрылыстың барлық кезеңдерінде нәтижелерді жақсартады.

Топырақтың тығыздалу принциптері мен жолдың бүтіндігіне әсері

Топырақ басылған кезде оның бөлшектерінің арасындағы ауа ұяшықтары түгелдей сығылып, бөлшектер тығыз жиналып, берік негіз қаланады. Өткен жылы жолдардың астындағы жер қажетті тығыздыққа ие болмаса, жол бойынша отыру проблемасының пайда болу ықтималдығы шамамен 40% жоғары екені көрсетілді. Сондықтан құрылыс бригадалары Проктор тығыздығы стандарттары деп аталатын нормаларға сәйкес бәрін дұрыс басу үшін үлкен жол валогын қолданады. Бұл стандарттар топырақтың ылғалдылығы мен қажетті тығыздығы арасындағы ең жақсы тепе-теңдікті анықтауға көмектеседі. Мұны дұрыс орындау жердің теңсіз отыруын тоқтатады, өйткені бұл әйтпесе бәрімізге белгілі қиындық туғызатын трещиндер мен шұңқырлардың пайда болуына әкеледі.

Тиімді асфальт компакциясы арқылы құрылымдық беріктікті қамтамасыз ету

Асфальтты дұрыс сығу — бұл жылу деңгейі, қысымды қолдану уақыты және қолданылатын күш мөлшері арасындағы теңдестікті табумен байланысты. Егер подрядшылар оны жеткілікті сығып шығармаса, жол бетінде шағын ауа көпіршілері пайда болады да, бәрі ертерек жарылып кетеді. Алайда, сығуды шамадан тыс жасау агрегаттардың бір-біріне жақсы желімделуіне қарама-қарсы, олардың бір-бірінен ажырауына әкеледі. Зерттеулер асфальт қабаттарында тығыздықтың 92-ден 98 пайызға жуық мәнін қамтамасыз ету жолдардың жөндеу қажет болмай-ақ 7-ден 12 жылға дейін қосымша қызмет етуіне мүмкіндік беретінін көрсетеді. Көбінесе мамандар осы жұмыс үшін вибророликтерге сенеді, себебі олар әртүрлі қоспалармен жұмыс істеуге байланысты операторлардың жиілікті реттеуіне мүмкіндік беретін баптауларға ие, ал бұл көрсеткіш қазіргі заманғы техникалық талаптардың көбінің стандартты сығу процедураларына енгізілген.

Вальц салмағы, вибрация жиілігі және амплитудасы нәтижеге әсері

Ауыр статикалық вальцдар (10–20 тонна) терең топырақ қабаттары үшін сәйкес келеді, ал минутына 2 500–4 000 тербеліс жасайтын ырғақты модельдер дәнекер материалдардың тығыздығын оптималдандырады. Амплитуданы реттеу асфальттағы үгіндінің сығылуын болдырмауға көмектеседі.

Қысым мен қозғалысты теңестіру: Тиімді түйіршіктендірудің механикасы

Операторлар толықтай қамтылмаған «көлеңке аймақтарын» болдырмау үшін вальц жылдамдығын вибрациялық циклдермен синхрондауы керек. Баяу жылдамдық (<4 км/сағ) асфальт қабаттары арқылы толық толқын таралуына мүмкіндік береді. 2023 жылғы жергілікті сынама 2,5 мм амплитуданы 30 Гц жиілікпен қосу тек статикалық түйіршіктендіруге қарағанда ауа көпіршіктерін 18% азайтатынын көрсетті.

Дұрыс түйіршіктендіру арқылы жолдың ұзақ мерзімді қызмет ету қабілеті мен төзімділігін арттыру

Тиімді түйіршіктендіру қанша ұзақ жол бетінің қызмет ету мерзімін ұзартады

Дұрыс тегістеу жол бетінің тығыздығын 7–12% арттырады, су зияны мен тотығулық старениеға төзімді, су өткізбейтін бетін қалыптастырады. Бұл ылғалдың енуінен пайда болатын шұңқырлардың 90%-ын болдырмаған кезде (National Asphalt Pavement Association, 2023), жолдар көп мөлшерде жөндеуден бұрын 100 000-нан астам эквивалентті жеке осьтік жүктемелерге шыдайды.

Қате әдістерді қолданбау арқылы трещинадан, бүліктерден және отырулардан сақтану

Ақаусыз беттер үш негізгі параметрді сақтауға байланысты:

• Гранулалы негізгі қабаттар үшін 25–35 Гц аралығындағы тербеліс жиілігі
• Соңғы өтуде каток жылдамдығы 3 миль/сағ (4,8 км/сағ) төмен
• Тегістеу барысында асфальт температурасы 212°F (100°C) жоғары болуы керек

Жаңа ғана жүргізілген құрылыс зерттеулеріне сәйкес, осы әдістер бақылаусыз әдістермен салыстырғанда бетіндегі дұрыс еместіктерді 60% азайтады.

Зерттеу жағдайы: Оптималды жол катогын қолдану арқылы жол қызмет көрсету мерзімін максималдандыру

2023 жылғы Орталық Американың автожол жобасында тығыздықты 98,6% — стандартты әдістерден 3,2% жоғары көрсеткішке жету үшін интеллектуалды компрессиялық жүйелер қолданылды. GPS-басқарылатын катоктар 15 топырақ ауысу аймағы бойынша вибрациялық үлгілерді автоматты түрде реттеді, нәтижесінде алғашқы бес жыл ішінде ешқандай жіктерді жөндеуді қажет етпейтін, 40 жылға созылатын қызмет көрсету мерзіміне ие болынды.

Қателіктерден құтылу: артық компрессия мен жеткіліксіз компрессияның қаупі

Жеткіліксіз компрессия (92% тығыздықтан төмен) су ұстайды және жүктің тасымалдану қабілетін 37% төмендетеді. Артық компрессия (102%-дан жоғары) үгінділердің бір-біріне ұсталуына зиян келтіреді. Нақты уақыт режиміндегі тығыздықты бақылау мүмкіндігі бар заманауи катоктар 95–98% аралығындағы оптимальды көрсеткішті сақтауға көмектеседі — онда асфальт жолдар икемділік пен қаттылықтың екеуін де көрсетеді.

Жол катоктарын пайдаланып асфальт жолды компрессиялау кезеңдері мен ең жақсы тәжірибелер

Автожол құрылысы жобаларындағы компрессиялаудың негізгі кезеңдері

Тығыздау процесі әдетте үш негізгі кезеңнен өтеді: бұзу, аралық және монтаждардың соңғы домалату деп атайтын кезең. Бастау кезінде жұмысшылар негізгі материалды, әдетте ұсақталған тас немесе қиыршық тасты жабыстыру үшін үлкен вибророликтерді әкеледі. Бұл бірінші өту барлық жұмысты істемейді, бірақ жұмысты бастайды. Келесі кезеңде пневматикалық доңғалақты роликтер бетін бірнеше рет өтіп жатады. Бұл машиналар материалды өздерімен бірге массаждайтындай етіп, ауа кеуектерін шығарады және бәрін тығыздауға тырысады. Соңғы кезеңде статикалық болат барабанды роликтер қолданылады, оны монтаждар соңғы домалату деп атайды. Бұл соңғы өту жол бетіндегі қалған төмпешіктерді тегістеп, сондай-ақ салмақтың жол бетіне біркелкі таралуын қамтамасыз етеді. 2023 жылғы «Жол құрылысындағы жабдықтарды талдау» деген соңғы есепке сәйкес, бұл кезеңдерді дұрыс орындау өте маңызды, себебі олардың ретін бұзу жолдардың салынғаннан кейін тым ерте жарылуына әкелуі мүмкін.

Негізден беткі қабаттың тығыздалуына дейінгі валдық қолдану

Негізгі қабаттар үшін жоғары амплитудалы вибророликтер (1,5–2,0 мм) дәнекерлі материалдарға терең ену арқылы негіздің тұрақтылығын максималдандырады. Асфальтты тығыздаған кезде операторлар қоспаның сапасын төмендетпену үшін статикалық роликтерге немесе төмен жиілікті вибрациялық режимдерге (2000–3000 VPM) ауысады. Қабаттар арасында құрылғының баптауларын реттеу 95–98% мақсатты тығыздыққа қол жеткізуге мүмкіндік береді және жұқа беткі қабаттарды артық тығыздаудан сақтайды.

Жол түрі мен жобаның қажеттіліктеріне байланысты дұрыс жол ролигін таңдау

Тасымалдау салмағын (8–20 тонна) және цилиндр енін материалдың тереңдігі мен жобаның масштабына сәйкестендіріңіз — тар цилиндрлер жергілікті жөндеу жұмыстары үшін жоғары қысым көрсетеді, ал кең цилиндрлер үлкен көлемді автожол жобаларында өнімділікті арттырады.

Жиі қойылатын сұрақтар

Жол валогының негізгі түрлері қандай?

Жол валолары статикалық валолар, вибротаспалар және пневматикалық валоларға бөлінеді. Әрбір түрі қысылатын материал мен жобаның сипатына байланысты әртүрлі қызметтер атқарады.

Жол таспасының тербелісі қысу процесіне қалай әсер етеді?

Вибротаспалар салмақпен қатар тербелісті пайдаланып, топырақ немесе үгінді бөлшектерін тығыз орналастырып, статикалық валолармен салыстырғанда жоғарырақ тығыздыққа қол жеткізеді. Бұл құм мен қиыршық тасты сияқты материалдар үшін ерекше пайдалы.

Құрылыста қысу неліктен маңызды?

Дұрыс қысу ауа кеуектерін жойып, берік негіз қалыптастыруға, отыруын болдырмауға және жолдардың эрозия мен жарықшақтануға дейінгі сезімталдығын азайтуға көмектеседі. Бұл инфрақұрылымдық жобалардың қызмет ету мерзімін ұзартады.

Артық шайқау қандай қауіп-қатерлерін туғызуы мүмкін?

Артық шайқау асфальттағы ұнтақтардың байланысына зиян тигізуі мүмкін, бұл жолдың серпімділігі мен қаттылығының тепе-теңдігіне әсер етіп, көліктердің салмағын ұстай алу қабілетін төмендетеді.