صادق رئیسی استبرق

2. ماشین آلات تراکم(غلتک) سمینار آقای مهندس احمدیان استاد راهنما محقق صادق رئیسی استبرق

3. تراکم به وسیله اعمال کردن انرژی به خاک با یک یا چندین روش زیر عاید می گردد انواع ماشین آلات تراکم 1- اعمال فشار 2- وزن ساکن 3- ویبره 4- تماس(برخورد)

4. انواع و اقسام ماشین آلات تراکم موجود می باشند که عبارتند از: 1- غلتک های فرو رونده 2- غلتک های چرخ آهنی صاف 3- غلتک های چرخ لاستیکی 4- غلتک های ارتعاشی(ویبراتوری) شامل: پاچه بزی , چرخ آهنی صاف , چرخ لاستیکی می باشد 5- صفحه و یا کفشک ارتعاشی خود متحرک 6- صفحه ارتعاشی(ویبراتوری) با محرک دستی 7- متراکم کننده دستی

5. غلتک های فرو رونده عبارت از نوع پاچه بزی می باشد این غلتک ها ممکن است به وسیله تراکتور کشیده شوند و یا با نیروی خود محرکه حرکت کنند شامل یک چرخ آهنی صاف میان خالی است که در روی سطح خارجی آن تعداد زیادی زائده های آهنی جوش داده شده و زائده ها دارای طول های مختلف و سطح مقاطع مختلف می باشند هر دستگاه ممکن است شامل یک یا چند چرخ بر روی یک یا چند محور افقی سوار شده باشد وزن چرخ متغیر است و در اثر اضافه کردن آب و یا ماسه می توان تولید واحد فشار هر زائده را تا 134 کیلوگرم بر سانتی متر رساند غلتک فرو رونده

6. غلتک فرو رونده غلتک های فرو رونده بر روی سطح حرکت کرده و زائده ها در خاک جهت تولید اعمال فشار نفوذ کرده و فشار باعث مخلوط کردن و متراکم شدن خاک از پایین به بالای لایه می گردد غلتک های فرو رونده نوع شبکه ای که توسط تراکتور کشیده می شوند

7. با تکرار عبور غلتک بر روی سطح نفوذ زائده ها در خاک کاهش می یابد تا موقعی که غلتک روی سطح خاک حرکت کند مشخصات ممکن است به یکی از شرایط زیر برای رسیدن به تراکم مناسب تنظیم شود 1- تعداد عبور غلتک که باعث تولید یک واحد فشار معینی زیر زائده ها روی هر لایه خاک می شود 2- تکرار عبور غلتک روی هر قشر خاک تا زمانی که نفوذ زائده ها از عمق معین شده تجاوز نکند 3- تکرار عبور غلتک روی هر لایه تا زمانی که خاک به تراکم تعیین شده برسد

8. غلتک پاچه بزی در متراکم کردن خاک رس یا مخلوط ماسه و خاک رس بسیار موثر می باشد به هر حال آن ها نمی توانند خاک های دانه دار از قبیل ماسه و شن را متراکم کنند همچنین عمق لایه متراکم شده تقریبا به طول زائده ها محدود میگردد غلتک پاچه بزی خود متحرک

9. غلتک های فرو رونده اصلاح شده شکل زیر اصلاح شده غلتک فرو رونده را که پاچه ها با قطعه و یا بالشتک تعویض گردیده اند نشان می دهد بعضی از این ها طوری طراحی گردیده اند که می توان قطعه سنگینی جهت افزایش فشار زیر بالشتک به انتهای آن اضافه کرد غلتک بالشتکی خود متحرک

10. نوع دیگر اصلاح شونده غلتک های فرو رونده عبارت از غلتک شبکه ای است که در شکل زیر نشان داده شده است موقعی که این غلتک با بلوک سیمان سنگین می شود قادر به تولید فشار زیاد در خاک می باشد و موقعی که آن را برای متراکم کردن خاکی که شامل سنگ می باشد مورد استفاده قرار می دهند فشار زیاد متمرکز بر روی سنگ های روی سطح خاک باعث خرد شدن سنگ ها و فشار دادن قطعات آن به داخل خاک جهت ایجاد یک سطح صاف می گردد غلتک شبکه ای با وزنه که به وسیله تراکتور کشیده می شود

11. غلتک های چرخ آهنی صاف یک غلتک سه چرخ دو محوری مثل شکل زیر است چرخ جلو جهت تغییر جهت حرکت و دو چرخ عقب برای حرکت دستگاه به کار می رود

12. غلتک سه چرخ پشت سر هم با غلتک دو چرخ پشت سر هم متفاوت است زیرا که سه چرخ دارای دو درام و سه محور می باشد این دستگاه می تواند موثرتر از دستگاه های دو چرخ پشت سر هم و سه چرخ دو محوری ; در حذف و یا کاهش نا همواری های عرضی سطح باشد زیرا که تمرکز فشار روی چرخ وسط هنگام عبور ماشین از روی بلندی ها باعث تراکم آن ها می گردد

13. غلتک های چرخ آهنی صاف ممکن است به وسیله وزن که معمولا بر حسب تن بیان می شود طبقه بندی گردند چرخ ها به صورت استوانه می باشند که ممکن است با اضافه کردن آب و یا ماسه وزن آن ها را افزایش داد اگر یک غلتک به 13-18تن مشخص شده باشد به معنی ان است که حد اقل وزن ماشین 13تن و می توان آن را حد اکثر به 18 تن رساند مشخصات حاکم بر این غلتک ها ممکن است به دو نوع باشد: یک نوع با وزن مشخص می شود و یک نوع بر حسب وزن هر سانتیمتر عرض چرخ غلتک مشخص کردن حد اقل وزن بر هر سانتی متر از عرض غلتک روش قطعی تر می باشد و ظاهرا بهتر از روش اولی است

14. هنگام تراکم خاک چسبنده این غلتک ها ایجاد پوسته محکمی در روی سطح می نمایند که باعث جلوگیری از تراکم کافی در قسمت پایین لایه می شود به هر حال این غلتک ها جهت تراکم خاک های دانه دار از قبیل ماسه و شن و خرده سنگ موثر بوده و همچنین در صاف کردن سطح روی خاکی که قبلا به وسیله غلتک های فرو رونده(پاچه بزی) متراکم شده اند موثرند

15. غلتک های چرخ لاستیکی این غلتک ها مسطح بوده و قوانین اعمال فشار در مورد تراکم خاک های زیر سطح درباره ان ها صادق است بعضی از این غلتک ها خود محرک بوده و بعضی دیگر ممکن است توسط ماشین آلات دیگر کشیده شوند و دارای چرخ های کوچک و یا بزرگ باشند دستگاه های با لاستیک کوچک معمولا دارای دو محور پشت سر هم با چهار تا نه عدد چرخ در هر محور بوده و چرخ های عقب طوری قرار گرفته اند که بر روی سطح زمین بین فواصل چرخ های جلو به منظور پوشش کامل سطح حرکت می کنند معمولا وزن هر دستگاه را با اضافه کردن وزنه به منظور مناسب نمودن آن برای خاک تحت تراکم تغییر می دهند

16. دستگاه چرخ بزرگ در اندازه های متغیر از 13/5تا 181تن وزن ناخالص موجود می باشند دو یا چند لاستیک بزرگ در یک محور منفرد مورد استفاده قرار میگیرد فشار هوا در لاستیک از 6/5تا 10/5کیلوگرم بر سانتیمتر مربع متغیر است به علت بار سنگین و فشار زیاد لاستیک ان ها قادر به تراکم همه نوع خاک در عمق زیاد تر می باشند این غلتک ها بیشتر برای متراکم کردن بستر و اساس فرودگاه و خاکریز سد ها مورد استفاده قرار میگیرند

17. حد اقل به چهار روش می توان قدرت تراکمی غلتک های چرخ لاستیکی را نشان داد که عبارتند از: 1- وزن ناخالص دستگاه 2- وزن ناخالص هر چرخ 3- وزن هر سانتیمتر پهنای لاستیک 4- فشار باد داخل لاستیک

18. چون سطح تماس بین لاستیک و زمینی که روی آن عبور می کند با فشار هوا در داخل لاستیک متغیر است تعیین وزن کل یا وزن وارده بر هر چرخ روش رضایت بخشی که شامل قدرت تراکم غلتک باشد نیست روش قطعی تر برای تعیین قدرت تراکم عبارت از تعیین وزن ناخالص , شماره و اندازه لاستیک و فشار باد لاستیک می باشد جدول صفحه بعد نمایانگر تاثیر وزن ناخالص ماشین و فشار باد لاستیک بر روی فشار در سطح تماس با زمین و بار وارده بر سانتیمتر عرض لاستیک می باشد

19. شکل زیر نمایشگر یک روش ترسیمی برای تعیین فشار تماس با زمین برای یک لاستیک ماشین متراکم کننده 13*24و 18که در معرض بار های متغیر و فشار هوای متغیر قرار گرفته است می باشد اطلاعات مشابهی از کارخانجات لاستیک سازی برای اندازه های دیگر و بار های دیگر موجود می باشد همانطوری که به وسیله خط چین نشان داده شده با بار چرخ 3628/74 کیلوگرم و تورم 4/22کیلوگرم بر سانتی متر مربع مقدار فشار تماس با زمین برابر 4/92کیلوگرم بر سانتی متر مربع می گردد سطح تماس لاستیک برابر خواهد بود با 3628/74تقسم بر4/92که برابر با 737/33می شود فشار زمین بر اثر بار متغیر چرخ ها و فشار زیاد چرخ

20. تئوری فشار حبابی شکل حاصل از توزیع بار این تئوری بستگی به توزیع باربنابراین واحد فشار خاک موقعی که بار بر روی خاک به صورت جسمی با سطح تماس دایره ای شکل گذاشته می شود دارد چون سطح تماس بین لاستیک و زمین تقریبا شبیه دایره است , می توان این تئوری را در مورد فشار زیر لاستیک در خاک با کمی تغییرات به کار برد شکل زیر نسبت های واحد فشار به سطح تماس فشار در عمق های مختلف زیر سطح زمین را نشان می دهد فشار زمین بر اثر بار متغیر چرخ ها و فشار باد چرخ

21. غلتک های چرخ لاستیکی با فشار باد متغیر موقعی که غلتک های چرخ لاستیکی برای تراکم خاک در مراحل مختلف مورد استفاده قرار میگیرد اولین عبور روی لایه باید با فشار لاستیک نسبتا کم جهت افزایش تحرک و سطح پوشش بیشتر انجام گیرد به هر حال همان طوری که خاک متورم می شود فشار هوای داخل لاستیک باید تا حداکثر مقدار تعیین شده برای اخرین عبور افزایش یابد قبل از اجرا تعیین روش تغییر فشار باد در حالی که غلتک در حال کار باشد لازم است

24. برای تغییر فشار باد یکی از حالات زیر مورد استفاده قرار میگیرد 1- تغییر دادن فشار باد در داخل لاستیک ها 2- تغییر دادن وزن وزنه های روی غلتک 3- دارا بودن غلتک های متعدد با وزن و فشار بادهای مختلف در یک پروژه تا برای هر شرایط معین تراکم , ماشین مختص با آن وضعیت به کار گرفته شود کارخانه های تولید کننده غلتک ان ها را طوری مجهز کرده اند که هنگام اجرا می توانند فشار لاستیک را بدون توقف ماشین تغییر دهند اولین عبور با فشار کم لاتیک انجام میگیرد همان طوری که خاک کوبیده می شود فشار لاستیک را جهت مناسب کردن برای وضعیت مخصوص خاک افزایش می دهند با مصرف این گونه غلتک ها معمولا می توان تراکم کافی را با تعداد کمتری عبور از آنچه برای غلتک های با فشار ثابت تعیین شده به دست آورد

25. متراکم کننده های ارتعاشی(ویبراتوری) نوع معینی از خاک مثل ماسه , شن و سنگ های درشت عکس العمل بسیار خوبی در مقابل تراکم تولید شده به وسیله ترکیب فشار و ارتعاش از خود نشان می دهد هنگامی که خاک مرتعش می شود ذرات تغییر محل داده و نزدیک تر به ذرات مجاورشان جهت افزایش وزن مخصوص توده قرار میگیرند چندین نمونه از متراکم کننده ها قدرت خود را جهت تولید بهترین تراکم این نوع خاک ها نشان داده اند که عبارتند از: 1- غلتک های پاچه بزی ارتعاشی(ویبراتوری) 2- غلتک چرخ آهنی صاف ارتعاشی(ویبراتوری) 3- غلتک چرخ لاستیکی ارتعاشی(ویبراتوری) 4- ویبراتور صفحه ای یا کفشکی

26. ارتعاش غلتک های پاچه بزی , چرخ آهنی صاف , نوع بالشتکی , و چرخ لاستیکی به وسیله موتوری که روی غلتک سوار می گردد انجام می پذیرد و یا در بعضی حالات به وسیله میله افقی که در روی آن یک و یا چند وزنه نا متعادل نصب نموده و به وسیله محرک هیدرولیکی به چرخش در می آیند مورد استفاده قرار میگیرند ارتعاشات ممکن است از1000تا 5000در دقیقه متغیر باشد که عدد واقعی برای تاثیر بیشتر مطابق با فرکانس طبیعی خاک است بعضی از متراکم کننده ها مجهز به دستگاه هایی جهت نشان دادن بهترین فرکانس موثر ارتعاش برای خاک معین می باشند علاوه بر تراکم خاک غلتک های چرخ آهنی صاف , و کفشکی سعی در خرد کردن ذرات سنگ نزدیک به سطح راه داشته و بنابر این یک سطح صاف تولید می نمایند

27. غلتک ها بر روی خاکریزها با سرعتی بین 2/4تا 3/2کیلومتر بر ساعت با فرکانسی حدود1400وی پی ام عبور می کنند که به معنی ویبره در دقیقه می باشد غلتک پاچه بزی ویبراتوری که توسط تراکتور کشیده می شود

28. به طور کلی بهترین و با صرفه ترین تراکم به وسیله حرکت متراکم کننده ویبراتوری در سرعت آهسته بین 2/4تا 4 کیلومتر بر ساعت حاصل می گردد سرعت ۀهسته جریان زیاد تری از انرژی ارتعاشی را وارد خاک می نماید غلتک چرخ آهنی صاف ویبراتوری

29. ویبراتور صفحه ای یا کفشکی شکل زیر یک ویبراتور با صفحات متعدد که بر روی یک خودرو سوار شده است را نشان می دهد صفحات به طور مجزا به وسیله دستگاه خارج از مرکز که با سیستم الکتریکی یا هیدرولیکی و یا مکانیکی به حرکت در می آید مرتعش می شوند ویبراتور چند صفحه خودرو

30. ویبراتور دستی شکل زیر یک ویبراتور دستی با موتور بنزینی را نشان می هد که برای متراکم کردن خاک و آسفالت در محل هایی که ماشین آلات بزرگ نمی توانند موثر باشند مورد استفاده قرار میگیرند این دستگاه ها توسط مقدار نیرو دهی آن در هر ضربه و تعداد ضربه ها در هر دقیقه بیان میگردد

31. تخماق ها شکل روبرو یک تخماق دستی با موتور بنزینی را نشان می دهد که قادر به ایجاد450 تا560ضربه در دقیقه بوده و تا 2585کیلوگرم متر در دقیقه در زیر کفشک انرژی ضربه ای به خاک وارد می کند. دستگاه فوق خود محرک بودهبه طوری که هر ضربه باعث کمی حرکت به جلو برای تماس با خاک جدید می گردد

32. نتیجه: اطلاعات داده شده در جدول مقابل ممکن است به صورت راهنما برای انتخاب نوع و یا انواع ماشین آلات که جهت تراکم خاک های مختلف مناسب ترین است به کار رود