Жерді тегістеу үшін жол орамаларының түрлері

Жол Орамалары Қалай Жұмыс Істейді: Жерді Тегістеудің Негіздері

Жол Орамасы деген не және ол қалай жұмыс істейді?

Жол валогы — топырақ, асфальт және үгіндіні қысу үшін құрылыста пайдаланылатын үлкен ауыр машиналар. Олар материалдардың үстіне дөңгелек металл цилиндрлер немесе резеңке доңғалақтар арқылы қысым жасау арқылы жұмыс істейді. Бұл машиналар бетімен жүргенде, бөлшектердің арасындағы ауа кеңістіктерін шығарып, материалдарды тығыздауға және салмақтың әсеріне төзімді болуға мүмкіндік береді. Негізгі статикалық түрі өз салмағын пайдаланады, әдетте алты мен жиырма тонна аралығында, материалдарды қысу үшін. Алайда, минутына 1500-3500 тербеліс жиілігімен тербейтін вибрациялық модельдер де бар, бұл материалдың бүкіл қалыңдығы бойынша әлдеқайда жақсы қысу нәтижесін береді. Көбінесе бір аймақты алты мен сегіз рет өткеннен кейін, білікті оператор максималды тығыздықтың шамамен 95%-ына жетеді. Мұндай деңгейдегі қысу кейінірек отыру проблемаларынан қорықпай, жолдар мен басқа да инфрақұрылым жобалары үшін мықты негіздерді қамтамасыз етеді.

Жол Валогын Қолдана Отырып Топырақты Қысудың Ғылыми Негіздері

Топырақтың ығысуы оның сұңқарлығын 40–60% азайтады, тұрақтылықты жақсартады және су өткізгіштігін азайтады. Тербелісті вальцдар циклдық күштер туғызу үшін эксцентрикті салмақтарды пайдаланады, бұл топырақ бөлшектерін тығыз орналасуға итермелейді және статикалық әдістерге қарағанда 10% дейін тығыздық арттырады. Негізгі өнімділік көрсеткіштері мыналар:

• Тығыздау тереңдігі : Тербелісті вальцдар статикалық модельдердің 12 дюйміне қарсы 24 дюймге жетеді
• Қысымның таралуы : Пневматикалық доңғалақтар қабатталған немесе әртүрлі топырақтар үшін реттелетін 25–350 фунт/кв.дюйм қысым жасайды

Ұлттық Автомагистраль Институтының (2024) зерттеулері балшықты топырақта компакциялау тиімділігін 30% арттыру үшін оптималды (OMC) ылғалдылықтан ±2% шегінде ылғалдылықты сақтаудың маңызы зор екенін көрсетеді.

Жол вальцының тиімділігіне әсер ететін негізгі факторлар

Төрт негізгі айнымалы компакциялаудың сәттілігін анықтайды:

1. Көтеру қалыңдығы – 8 дюймден асатын қабаттар жетуге болатын тығыздықты 15% азайтады
2. ҰТАРУ СЫЗБАСЫ – 5 км/сағ асып түсетін жылдамдықтар тербелістің тиімділігін 20% төмендетеді
3. Материалдың түрі – Дәнекер топырақтар біріктірілген балшықтарға қарағанда 30% аз өтулерді талап етеді
4. Машина параметрлері – Жиілікті реттеу (±10 Гц) бөлшектердің туралануы мен тереңдікке енуіне әсер етеді

Сертификатталған операторларды оқыту сертификатсыз бригадалармен салыстырғанда тығыздандырудың біркелкілігін 22% арттырады, бұл сараптаманың жабдықтың өнімділігі мен жоба нәтижелеріне тікелей әсер ететінін көрсетеді.

Статикалық және вибророллерлер: Принциптері мен өнімділігі

Статикалық дорожный роллерлер топырақты тығыздау үшін салмақты қалай пайдаланады

2023 жылғы геотехникалық жабдықтар бойынша соңғы зерттеулерде айтылғандай, толқындалуға сүйенбейтін, өз салмағына негізделіп жұмыс істейтін жол валогы шамамен 20-ден 30 кг/см² дейінгі қысым тудырып, бетін үлкен күшпен тығыздайды, бұл көрсеткіш машина салмағына байланысты. Бұл жабдықтар әдетте 15 см-ге дейінгі қалыңдықтағы асфальт қабаттарымен жұмыс істегенде ең жақсы нәтиже береді және ұсақталған тас қоспалардан жасалған негізгі материалды тұрақтандыруға көмектеседі. Олар түсіретін тұрақты қысым оңай жарылатын беттердегі трещинаның пайда болуын алдын алады, бірақ ылғалдың деңгейін дұрыс реттеу өте маңызды. Тығыздау кезінде судың мөлшері көп болса, өрісте жүргізілген сынақтар нәтижесі бойынша тиімділік 15%-дан 18%-ға дейін төмендейді, сондықтан сапалы нәтиже алу үшін алаңды дайындау маңызды.

Толқындалмайтын жол валоларының артықшылықтары мен шектеулері

• Пайдалылық : Төменгі техникалық қызмет көрсету құны (толқындалатын модельдерге қарағанда 30–40% аз), дыбыс деңгейінің төмендігі (<85 дБ) және топырақтың минимальды ығысуы
• Шектеулер шектеулі тереңдіктерге (Ɨ͸00 мм) дейін, баяу жылдамдықтарға (1,5–3 км/сағ) және байланыстырылған топырақтарда нашар өнімділікке ие

2024 жылғы 27 автожол жобасының талдауына сәйкес, статикалық орамалар асфальт жабынына вибрациялық қондырғылармен салыстырғанда 22% аз беткі тегіс емес жерлер тудырды, оларды дәлме-дәл тегістеу мен жабдықтау жұмыстары үшін ұсынылатын құрал ретінде қарастырады.

Қазіргі заманғы жол орама технологиясындағы вибрацияның механизмі

Вибрациялық жол орамалары минутына 3000–4500 вибрация (VPM) туындату үшін айналушы эксцентрикалық салмақтарды пайдаланады, бұл статикалық салмақтан 1,8–2,3 есе артық динамикалық күштер туғызады. Бұл гранулометриялық топырақтарда 700 мм-ге дейінгі тереңдікте тығыздау мүмкіндігін береді. Қазіргі заманғы жүйелер мыналарды қамтиды:

• Жиіліктің өзгермелі басқарылуы (25–50 Гц реттеу ауқымы)
• Ақылды амплитудалық модуляция (0,3–1,8 мм ходтың бапталуы)

Бұл технологиялар операторларға компакттау энергиясын нақты топырақ түрлері мен қабат жағдайларына сәйкес баптауға мүмкіндік береді, осылайша тиімділікті және біркелкілікті едәуір арттырады.

Бір барабанды және екі барабанды вибрациялық жол орамаларын салыстыру

Екі цилиндрлі модельдер асфальт бетінде жалғыз цилиндрлілерге қарағанда (2024 жылғы Жол құрылысының тиімділігі туралы есепте келтірілген) 8–10 өтуге қарсы 5 өтуде 92–95% тығыздыққа жетеді, бұл үлкен көлемді жабынды жұмыстары үшін оларды тиімдірек етеді.

Жол тегістегіштің жұмысы кезінде амплитуда мен жиілік параметрлерін оптимизациялау

45 Гц және 0,5 мм шамасындағы жоғары жиілікті төменгі амплитудалы орнату беттік қабаттың төменгі жағындағы бөлшектерді қозғалтуға мүмкіндік беретіндіктен дәнекерлі топырақтар үшін өте жақсы жұмыс істейді. Алайда, сазды қабатпен жұмыс істеген кезде жиілікті төмендетіп, ал амплитуданы көтеру тиімдірек болып табылады. Мұндай орнатулар әдетте 28 Гц-те және шамамен 1,5 мм қозғалыспен жұмыс істейді және энергияны жерге тереңірек таратады. Біз бұл әдісті өткен жылы болған бір жобада нақты көрдік: аймақты қосымша рет компакттау қажеттілігінсіз орындау кезінде параметрлерді оперативті түрде өзгерту топырақтың қаттылығын шамамен 18 пайызға арттырды. Қазіргі заманғы компакттау өлшеуіштері де өте ақылды болып келеді. Олар 95% Проктор тығыздығына жеткенде жұмысшыларға сигнал береді, бұл артық компакттау проблемаларын шамамен 40 пайызға дейін азайтады. Сондықтан да контрактшылар қазір нақты уақыт режиміндегі осындай көрсеткіштерге барынша сүйеніп жатқаны түсінікті.

Пневматикалық доңғалақты жол валогы: Беткі қабатты компакттаудағы көпфункционалдылық

Неліктен пневматикалық доңғалақты жол валогы біркелкі қысымды таратады

Пневматикалық доңғалақты дөңгелектер шинаның қысымын реттеуге мүмкіндік беретіндіктен, біркелкі тегістік алу үшін жақсы жұмыс істейді. Резеңке доңғалақтар дұрыс созылған кезде, олар жердегі тегіс емес жерлерге бойлай алады, бірақ бетімен әлі де жақсы байланыста бола береді. Көбінесе адамдар қысымды гравий негіздері немесе дайын асфальт жолдар сияқты материалдарға қарай шамамен 150-ден 400 килопаскальға дейінгі аралықта орнатады. Бұл дөңгелектердің пайдалы болу себебі - материалдағы ауа кеуектерін азайтуға мүмкіндік беретін осындай реттеу. Зертханалық зерттеулер пневматикалық дөңгелектердің ескі болат барабанды дөңгелектермен салыстырғанда ауа кеуектерін шамамен 18-22 пайызға дейін азайта алатынын көрсетті.

Резеңке доңғалақты жол дөңгелектерінің қабатты топырақты тегістеудегі қолданылуы

Резеңке доңғалақты дөңгелектер тығыздық профилін басқаша талап ететін көп қабатты жобаларда үздік нәтиже көрсетеді. Олардың илеу әсері мыналар үшін ерекше тиімді:

• Құмды балшықтың ASTM D698 стандарттарына сәйкес 95% дейінгі тығыздалуын қамтамасыз ету мақсатында негіз дайындау
• Асфальт бетон жабыны (Superpave спецификацияларына сәйкес ауа көпіршіктері 7%-дан аспауы тиіс)
• Композитті жабындарға арналған берік аралық байланыстың қажеттілігі

Жергілікті зерттеулер (GTM, 2023) вибротаспалармен салыстырғанда 150 мм үлкен фракциялы негіз қабаттарын тығыздауда осындай таспалардың өтетін жол санын 33% азайтатынын көрсетті, бұл уақытқа тәуелді жұмыстарда өнімділікті арттырады.

Салаға тән парадокс: Икемділіктің артуы неге тығыздау тереңдігін азайтады?

Тежеуіштің икемділігі бетінің пішініне жақсы бейімделуін қамтамасыз етсе де, аса көп деформация терең қабаттарға энергияның берілуіне шектеу қояды. Жергілікті деректер айқын компромиссті көрсетеді:

Төменгі қысымдар бетінің жанасуын жақсартады, бірақ қысу тереңдігін азайтады. Оптималды нәтижелерге жету үшін шина қысымы мен топырақ ылғалдылығын нақты уақыт режимінде бақылау қажет — әсіресе ылғалдылығы 12% астам болатын сазды топырақтарда бұл маңызды.

Қой аяқты жүктер: Саз және байланысты топырақтарды қысудың арнайы түрі

Қой аяқты жол жүктерінің конструкциялық ерекшеліктері түсіндірілді

Қойдың аяғы тәрізді вальцтар саздан жасалған байланысқан топырақта ең жақсы жұмыс істейді, себебі олардың цилиндрлері төртбұрышты немесе дөңгелек шығыңқылармен — «аяқтар» деп аталатын элементтермен жабдықталған. Бұл элементтер кішкентай нүктелерге күшті әсер ету арқылы 3500 фунт/кв. дюйм (PSI) шамасында қысым тудырады, бұл гладкий барабанды вальцтардың жасай алатынынан шамамен он есе жоғары. Мұндай машиналар жұмыс істегенде топырақ қабаттары арқылы ылғалды жоғары қарай итеріп шығарады және бір уақытта топырақ бөлшектерін тығыз байланыстырады. Нәтижесінде бетін трещиндер пайда болмай, жердің тереңінен берікті тиімді түйіршіктену қамтамасыз етіледі. Пневматикалық вальцтар әдетте әсер ету күшін жер бетімен көлденең бағытта таратады, ал қойдың аяғы тәрізді вальцтар тікелей жерге тереңдей әсер етеді. Осылайша олар 95 пайызға жететін немесе одан да жоғары түйіршіктеу көрсеткіштерін қажет ететін сазды топырақты бекіту үшін өте қолайлы.

Қойдың аяғы тәрізді вальцтар үшін тиімді ылғалдылық диапазоны

Максималды тиімділікке қол жеткізудің ең тиімді нүктесі - бұл саздың ылғалдылығы ASTM D698 нұсқаулықтарына сәйкес шамамен 12-18 пайыз аралығында болған кезде туындайды. Егер саз 10%-дан төмен түссе, оны өңдеу мүмкін емес болатын дәрежеде қатты болып қатаяды. Алайда, ылғалдылық 20%-дан асып кетсе, жағдай түбегейлі өзгереді – судың артық мөлшері бөлшектердің арасында сүйкелткіш ретінде әрекет етеді, бұл үйкелісті азайтады. Нәтижесінде тығыздандыру жұмыстары нәтижесізге айналады, өйткені тіреулер жерге батып, қажетті тығыздықты қамтамасыз ете алмайды. NCHRP-дың 2022 жылғы зерттеуі осы мәселеге назар аударып, қызықты нәтижелер көрсетті. Зерттеу нәтижесінде кәдімгі қой аяқты валдар (sheepsfoot rollers) ылғал сазбен жұмыс істегенде шамамен 88% тиімділікке ие болатыны анықталды. Дегенмен, саз тым ылғалданған кезде олардың тиімділігі шамамен 55%-ға дейін төмендейді. Бұл материалдың шынымен қаншалықты ылғал екендігіне байланысты үлкен айырмашылық.

Жергілікті деректер: Қой аяқты вал сазда 95% Проктор тығыздығына жетті

Тербелісті барлықтық тартпақтарды пайдалану бойынша соңғы сынақтар (30 Гц жиілік, 1,8 мм амплитуда) қабатталған саздан жасалған насыптарда Модификацияланған Проктор тығыздығының 95,2%-ын қамтамасыз етті — автожолдар негізі үшін қажет болатын 92% порогын асырды және біріктірілген топырақтарды тығыздау бойынша ASTM D1557-23 стандарттарымен сәйкес келді.

Барлықтық тартпақтарды тазалау мен тасымалдау бойынша қиындықтар

Цилиндрдің шығыңқы табаны әрбір жүрісте 20-дан 50 фунтқа дейін жабысқақ сазды жинап алады, сондықтан операторлар оны регулярлы тазалау үшін жоғары қысымды су лақтырғыштарды немесе механикалық скребоктарды қолдануы керек. Тасымалдау кезінде бұл машиналар қарапайым тегіс цилиндрлік моделдерге қарағанда 15-тен 25 пайызға дейін көбірек орын алады, сондықтан оларды жолдар бойымен тасымалдау алдында жинау керек болады. Дегенмен, бұл қосымша жұмыстар мен қиындықтарға қарамастан, көптеген мердігерлер қой аяқты цилиндрлер қатты сазды топырақты басқа әдістерге қарағанда шамамен 40 пайызға тезірек тығыздайтынын байқайды. Уақыт ақша болған қатты қиын сазды жағдайлармен жұмыс істегенде, осындай жылдамдық оларды қиындыққа төтеп беруге тұрарлық етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Жол цилиндрлері не үшін қолданылады?

Жол цилиндрлері құрылыста топырақты, асфальтты және қиыршық тасты тығыздау үшін қолданылады, материалдарды жолдар мен инфрақұрылымдардың салмағын көтеру үшін тығыздау және беріктету үшін пайдаланылады.

Статикалық және тербелмелі жол цилиндрлерінің негізгі айырмашылығы неде?

Статикалық жол валогы материалдарды тығыздау үшін өзінің ауыр салмағына сүйенеді, ал вибротығыздандырғыштар тереңдікті және тиімділікті жақсарту үшін тербелістерді пайдаланады.

Жол валогының тиімділігіне қандай факторлар әсер етеді?

Тиімділік көтеру қабатының қалыңдығы, жұмыс жылдамдығы, материал түрі және машина параметрлері сияқты айнымалыларға байланысты.

Неліктен пневмотырлы жол валолары көпфункционалды деп саналады?

Пневмотырлы валдар шина қысымын реттеуге байланысты біркелкі қысым таратады, бұл ауа кеуектерін азайтуға және тығыздауды жақсартуға көмектеседі.

Қой аяқты валдар нақты қандай мақсатта қолданылады?

Қой аяқты валдар сазды топырақ сияқты біріктірілген топырақтар үшін арналған, шығыңқы аяқтар концентрленген күшті түсіріп, терең және берік тығыздауға жеткізеді.