غلتک‌ها

اساسی‌ترین مسئله در راهسازی و عملیات ساختمانی، رساندن میزان دانسیته و مقاومت لایه‌های خاک به مقدار مطلوب می‌باشد. این مقادیر باید در حدی باشد تا سطوح مختلف زمین در اثر تنش‌های واردۀ ناشی از عبور بار تغییرشکل نداده و بتواند تحمل جذب و انتقال بار از لایه‌های بالاتر به پایین‌تر را داشته باشند. برای این منظور باید لایه‌های مختلف خاک را تا حد قابل‌قبولی متراکم نمود. تراکم عبارت است از ازدیاد دانسیتۀ خاک از طریق نزدیک‌کردن ذرات و دانه‌های خاک به یکدیگر که معمولاً با خارج‌کردن هوا از فضاهای خالی بین ذرات خاک انجام می‌گیرد. عمل اضافه‌کردن دانسیتۀ خاک در اثر تخلیۀ آب موجود در آن، تحکیم نامیده می‌شود. تحکیم در طول ماه‌ها و سال‌ها انجام می‌شود، درصورتی‌که عمل تراکم را می‌توان در معرض مدت‌زمان کوتاهی انجام داد. خواصی از خاک که با تراکم بهبود می‌پذیرند عبارت‌اند از:

۱) اضافه‌شدن مقاومت خاک
۲) کم‌شدن قابلیت تغییر حجم خاک
۳) کم‌شدن قابلیت نفوذپذیری خاک.

میزان‌تراکم پذیری خاک خود نیز بستگی به عوامل زیر دارد:

۱) دانسیتۀ اولیۀ خاک (دانه‌بندی خاک)
۲) خواص شیمیایی و فیزیکی خاک (نظیر منحنی دانه‌بندی، چسبندگی و غیره)
۳) درصد رطوبت
۴) نوع و میزان نیروی متراکم‌کننده.

عمل تراکم خاک به‌وسیلۀ غلتک‌ها انجام می‌گیرد که آن‌ها با استفاده از چهار نوع نیرو خاک را متراکم می‌کنند. این نیروها عبارت‌اند از:

۱) وزن استاتیکی (اعمال فشار)
۲) ضربه
۳) ارتعاش
۴) عمل ورزیدن (با حرکات خاص، خاک را به‌اصطلاح عمل می‌آورند).

تمام ماشین‌آلات تراکم از وزنۀ سنگین برای ایجاد فشار بر روی خاک و متراکم‌کردن آن، استفاده می‌کنند. ازآنجاکه خاک در اثر نیروی تراکم، تمایل به تغییر محل جانبی نشان می‌دهد، مؤثرترین روش تراکم، روشی خواهد بود که چنین تغییر محلی را به حداقل برساند. ضربه و ارتعاش نیروهای دخیل مشابه هستند و فقط تواتر آن‌ها فرق می‌کند. نیروهای ضربه‌ای معمولاً دارای تواتر کمتری هستند.

غلتک

غلتک

مشخصات فنی غلتک‌ها

غلتک‌ها با توجه به نوع آن‌ها و نوع عمل تراکمی که انجام می‌دهند دارای قدرتی بین ۲ تا ۲۰۰ اسب بخار می‌باشند. مشخصات فنی و ظرفیت غلتک‌ها براساس موارد زیر تغییر میکند:

۱) میزان وزنی (استاتیکی) که دارند؛
۲) مقدار ضربه‌ای که وارد می‌کنند؛
۳) مقدار لرزشی که به‌وجود می‌آورند.

معمولاً وزن غلتک‌ها بین ۵۰ کیلوگرم برای غلتک‌های دستی و تا ۶۰ تن برای غلتک‌های سنگین به‌منظور انجام کارهای خاص تغییر می‌کند. نیروهای ضربه‌ای معمولاً دارای تواتر کم بوده و تعداد ضربه معمولاً زیر ۱۰ ضربه در ثانیه می‌باشد. اما برای ارتعاش و ایجاد لرزش حداقل ۳۰ تا ۵۰ ارتعاش در ثانیه لازم است. میزان سرعت غلتک‌ها نیز به قدرت و نوع آن‌ها بستگی دارد.

انواع غلتک‌ها

غلتک‌ها براساس اجزای تشکیل‌دهندۀ آن‌ها و قابلیت‌هایشان به ۷ دستۀ زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

۱) غلتک‌های پاچه‌بزی
۲) غلتک‌های شبکه‌ای
۳) غلتک‌های ارتعاشی
۴) غلتک‌های فولادی صاف
۵) غلتک‌های پنوماتیک (چرخ‌لاستیکی)
۶) غلتک‌های کفشک‌دار
۷) متراکم‌کننده‌های شبه‌بولدوزر

غلتک

غلتک

۱) غلتک‌های پاچه‌بزی

غلتک‌های پاچه‌بزی دارای استوانه‌ای مجهز به تعدادی پایه‌های متصل به آن موسوم به پاچه‌بزی می‌باشد که به عمل تراکم کمک می‌کنند. وجه تسمیۀ پاچه‌بزی این است که عمل کوباندن این غلتک شبیه اثری است که یک گله گوسفند یا بز بر روی زمین برجا می‌گذارند. انواع پاچه در اندازه‌ها و اشکال مختلف وجود دارد. این غلتک عمل تراکم را با استفاده از فشار استاتیکی و همچنین عمل ورزدادن انجام می‌دهد. زائده‌ها در هنگام واردشدن به زمین و خارج‌شدن از آن، دانه‌های خاک را تغییرمکان داده، سطح زمین را می‌کوبند.

این غلتک‌ها معمولاً دارای چندین استوانه بوده و به‌صورت جفتی (تاندوم) هم به‌کار می‌روند. مقدار فشار تماس با توجه به سطح پایه‌ها و وزن غلتک تغییر می‌کند، وزن را با اضافه‌کردن آب یا ماسه به داخل چرخ غلتک و یا افزودن سربار، می‌توان افزایش داد. تقریباً می‌توان گفت که فشار ۱۳۴ کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع زیر هر زائده قابل‌دسترسی است. بعضی از انواع غلتک‌های پاچه‌بزی به‌‌صورت ضربه‌ای هم کار کرده و فرکانس ضربه‌ها تقریباً به حد غلتک‌های لرزه‌ای می‌رسد. این نوع غلتک‌ها با سرعت بیشتر از ۱۵ کیلومتر بر ساعت می‌توانند فعالیت نمایند. در هنگام استفاده از این غلتک موارد زیر توصیه می‌شود:

۱) برای حصول اطمینان از متراکم‌شدن تمام سطح، هر عبور حدود ۳۰ سانتی‌متر یکدیگر را پوشش دهند.
۲) برای کاهش خطر در هنگام متراکم‌کردن لبه‌های خاکریز عمیق، از غلتک سه‌محوری استفاده شود، به‌صورتی‌که با حرکت عقب غلتک، سومین محور بر روی لبۀ خاکریز قرار بگیرد و بیشترین وزن دور از لبه باشد.
۳) وقتی که مقدار هوا در خاک زیاد است، بهتر است غلتک با بیشترین سرعت مطمئنه حرکت کند، زیرا سرعت زیاد سبب خروج بهتر هوا از خاک می‌شود.

غلتک پاچه‌بزی

غلتک پاچه‌بزی

۲) غلتک‌های شبکه‌ای

این نوع غلتک‌ها معمولاً از یک استوانۀ شبکه‌ای که به یک تراکتور وصل است تشکیل می‌شود. البته بعضی از انواع آن نیز به‌صورت یکپارچه با موتور محرک وجود دارد. این غلتک‌ها با سرعت نسبتاً زیاد قادر به کار بوده و در حین عمل، خاک را پراکنده نمی‌کنند. این غلتک‌ها برای خردکردن قطعات کلوخۀ خاک‌های چسبنده مناسب می‌باشند. همچنین از این نوع غلتک می‌توان برای خردکردن و متراکم‌نمودن سنگ‌های نرم که دارای افت ۲۰% یا بیشتر در آزمایش لس‌آنجلس می‌باشند، استفاده کرد. قسمت اعظم نیروی متراکم‌کنندۀ این نوع غلتک‌ها از نوع وزن استاتیک و ایجاد ضربه می‌باشد.

غلتک شبکه‌ای

غلتک شبکه‌ای

۳) غلتک‌های ارتعاشی (لرزنده)

انواع معینی از خاک مثل ماسه، شن و سنگ‌های درشت عکس‌العمل بسیار خوبی در مقابل تراکم تولید شده به‌وسیلۀ ترکیب فشار و ارتعاش از خود نشان می‌دهند، به این منظور برای این نوع خاک‌ها از غلتک‌های ارتعاشی استفاده می‌کنند. غلتک‌های ارتعاشی (لرزنده) در اندازه‌های مختلف از غلتک کوچک دستی با صفحۀ فلزی لرزان تا غلتک‌های بزرگ خودرو با استوانه‌های صاف، پاچه‌بزی یا کفشک‌دار مورداستفاده قرار می‌گیرند. بنابراین غلتک‌های ارتعاشی را می‌توان به گروه‌های زیر تقسیم‌بندی کرد:

الف) غلتک‌های کوچک

۱) غلتک شامل تخماق‌های دستی
۲) غلتک شامل ویبراتورهای صفحه‌ای
۳) غلتک شامل ویبراتورهای دستی

ب) غلتک‌های بزرگ

۱) غلتک‌های پاچه‌بزی و ویبراتوری
۲) غلتک چرخ‌لاستیکی ارتعاشی
۳) غلتک چرخ‌آهنی صاف ارتعاشی
۴) غلتک شبکه‌ای ارتعاشی

بسیاری از این غلتک‌ها دارای فرکانس و دامنۀ نوسان قابل‌تنظیم می‌باشند تا عمل تراکم به‌دلخواه انجام پذیرد. نیروی متراکم‌کنندۀ غلتک‌های لرزنده اساساً در نتیجۀ ارتعاش و وزن استاتیکی غلتک می‌باشد. از غلتک‌های کوچک لرزشی برای کوبیدن سطوح کوچکی از خاک و یا مناطقی که غلتک نمی‌تواند خوب خاک را متراکم کند و یا امکان عبور غلتک از آن مناطق نیست، استفاده می‌شود. مؤثربودن این‌گونه غلتک‌ها علاوه بر وزن آن‌ها به میزان فرکانس و دامنۀ ارتعاش آن‌ها نیز بستگی دارد.

به‌طورکلی، غلتک‌های لرزنده وزنشان در حدود نصف وزن غلتک‌های غیرلرزندۀ مشابه است. سرعت مجاز به نوع خاک و عمق موردنظر برای تراکم به مشخصات غلتک نیز بستگی دارد. علاوه بر تراکم خاک، غلتک‌های چرخ‌آهنی صاف ارتعاشی سعی در خردکردن ذرات سنگ نزدیک به سطح را داشته و بنابراین یک سطح صاف تولید می‌نمایند. به‌طورکلی بهترین و باصرفه‌ترین تراکم به‌وسیلۀ حرکت متراکم‌کنندۀ لرزه ای در سرعت‌های کم بین ۲٫۴ تا ۴ کیلومتر بر ساعت حاصل می‌گردد. قابل‌ذکر است که سرعت کم جریان زیادتری از انرژی ارتعاشی را وارد خاک می‌نماید.

غلتک ارتعاشی

غلتک ارتعاشی

۴) غلتک‌های با چرخ فولادی صاف

کاربرد این غلتک‌ها در عمل تراکم اساس و سطح آسفالت راه می‌باشد. این غلتک‌ها معمولاً برای تسطیح سطح نهایی کار مورداستفاده قرار می‌گیرند و گاهی به نام غلتک اتو نامیده می‌شوند. غلتک‌های چرخ‌فولادی دارای انواع متفاوتی هستند که متداول‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

۱) غلتک سه‌چرخ (دومحوری)
۲) غلتک دومحوری تاندوم
۳) غلتک سه‌محوری تاندوم.

وزن استاتیک مهم‌ترین نیروی متراکم‌کننده است. غلتک سه‌چرخ پشت‌سرهم با غلتک دوچرخ پشت‌سرهم متفاوت است. زیرا غلتک سه‌چرخ، دارای سه درام و سه محور می‌باشد. این دستگاه می‌تواند مؤثرتر از غلتک‌های دوچرخ پشت‌سرهم و سه‌چرخ دومحوری، در حذف و یا کاهش ناهمواری‌های عرضی سطح باشد. زیرا تمرکز فشار روی چرخ وسط هنگام عبور ماشین از روی بلندی‌ها باعث تراکم آن‌ها می‌گردد. غلتک‌های چرخ‌آهنی صاف ممکن است به‌وسیلۀ وزن که معمولاً برحسب تن بیان می‌گردد طبقه‌بندی شوند. چرخ‌ها به‌صورت استوانه می‌باشند که ممکن است با اضافه‌کردن آب یا ماسه وزن آن‌ها افزایش یابد.

اگر یک غلتک با ظرفیت ۱۳ تا ۱۸ تن مشخص شده باشد، به معنی آن است که حداقل وزن ماشین ۱۳ تن است و می‌توان آن را به حداکثر وزن ۱۸ تن رساند. مشخصات حاکم بر این غلتک‌ها ممکن است به دو نوع تعیین شود، یک نوع با وزن و نوع دیگر برحسب وزن هر سانتی‌متر عرض چرخ غلتک بیان می‌گردد. مشخص‌کردن حداقل وزن بر هر سانتی‌متر از عرض غلتک روشی قطعی‌تر و بهتر از روش قبلی است. در هنگام تراکم خاک‌های چسبنده، استفاده از این نوع غلتک‌ها باعث ایجاد یک لایه و پوستۀ نازک متراکم در زیر چرخ می‌شود که مانع گسترش فشار در لایه‌های زیرین و تراکم آن‌ها می‌گردد. این نوع غلتک‌ها برای تراکم خاک‌های دانه‌دار ازقبیل ماسه، شن و خرده‌سنگ مؤثر بوده و همچنین برای صاف‌کردن سطح خاک‌هایی که با غلتک‌های پاچه‌بزی متراکم شده‌اند، مورداستفاده قرار می‌گیرند.

در هنگام عملیات با این نوع غلتک‌ها موارد زیر توصیه می‌شود:

۱) سرعت آهسته و یکنواخت باشد و از شتاب و توقف ناگهانی اجتناب شود، زیرا سطح مصالح جابه‌جا می‌گردد؛
۲) از چرخش تیز اجتناب شود؛
۳) وقتی که بر روی سطح داغ و مصالح چسبنده استفاده می‌شود، از سیستم آب‌پاشی استفاده شود؛
۴) نباید غلتک بر روی سطح آسفالت در حال سردشدن توقف کند، زیرا سبب فرورفتگی سطح می‌شود.

غلتک‌های با چرخ فولادی صاف

غلتک‌های با چرخ فولادی صاف

۵) غلتک‌های پنوماتیک چرخ‌لاستیکی

این نوع غلتک‌ها را می‌توان در دو نوع خودمتحرک و یا غلتک‌هایی که توسط ماشین‌آلات دیگر کشیده می‌شوند تقسیم نمود. این غلتک‌ها مسطح بوده و قوانین اعمال فشار در مورد تراکم خاک‌های زیر سطح در موردشان صادق است و عمل تراکم را با استفاده از دو عمل ورزدادن و وزن استاتیک انجام می‌دهند، این نوع غلتک‌ها ممکن است که دارای چر‌خ‌های بزرگ یا کوچک باشند. دستگاه‌های لاستیک‌کوچک معمولاً دارای دو محور پشت‌سرهم با چهار تا نه عدد چرخ در هر محور بوده و چرخ‌های عقب طوری قرار گرفته‌اند که بر روی سطح زمین بین فواصل چرخ‌های جلو به‌منظور پوشش کامل سطح حرکت می‌کنند. غلتک‌های چندچرخ معمولاً برای انجام کار پایانی روی خاک و سطوح آسفالتی به‌کار می‌روند.

معمولاً وزن هر دستگاه را با اضافه‌کردن وزنه به‌منظور مناسب‌نمودن آن برای خاک تحت تراکم تغییر می‌دهند. دستگاه‌های چرخ‌بزرگ در اندازه‌های متغیر از ۱۳٫۵ تا ۲۰۰ تن وزن ناخالص موجود هستند. دو یا چند لاستیک بزرگ در یک محور منفرد مورداستفاده قرار می‌گیرد. از غلتک‌های سنگین پنوماتیک در تراکم لایه‌های ضخیم خاک به‌ویژه در سدسازی به میزان زیاد استفاده می‌شود. فشار هوا در لاستیک از ۶٫۵ تا ۱۰٫۵ کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع متغیر است. به‌علت بار سنگین و فشار زیاد لاستیک آن‌ها قادر به تراکم همه‌نوع خاک در عمق زیاد می‌باشند. این غلتک‌ها بیشتر برای متراکم‌کردن بستر و اساس فرودگاه و خاکریز سدها مورداستفاده قرار می‌گیرند. به چهار روش می‌توان قدرت تراکمی غلتک‌های چرخ‌لاستیکی را نشان داد:

۱) وزن ناخالص دستگاه
۲) وزن ناخالص هر چرخ
۳) فشار باد داخل لاستیک
۴) وزن هر سانتی‌متر پهنای لاستیک

چون سطح تماس بین لاستیک و زمینی که روی آن عبور می‌کند با فشار هوای داخل لاستیک متغیر است، تعیین وزن کل یا وزن وارده بر هر چرخ روشی رضایت‌بخش که شامل قدرت تراکم غلتک باشد نیست، برای تعیین قدرت تراکمی، نیاز به تعیین وزن ناخالص، شماره و اندازۀ لاستیک و فشار باد لاستیک می‌باشد. زمانی‌که غلتک‌های چرخ‌لاستیکی برای تراکم خاک در گذرهای مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرند، اولین عبور با فشار لاستیک نسبتاً کم، برای افزایش تحرک (با افزایش مقاومت غلت، حرکت در خاک‌های سست راحت‌تر می‌شود و مانع از بکسواد چرخ‌ها می‌شود) و سطح پوشش بیشتر انجام می‌گیرد. به‌هرحال همان‌طورکه خاک متراکم می‌شود، فشار هوای داخل لاستیک باید تا حداکثر مقدار تعیین‌شده برای عبور افزایش یابد. قبل از اجرا تعیین روش تغییر فشار باد درحالی‌که غلتک در حال کار باشد لازم است. برای تغییر فشار بار یکی از حالت‌های زیر مورداستفاده قرار می‌گیرد:

۱) تغییردادن فشار باد داخل لاستیک‌ها (تغییر سطح تماس)
۲) تغییردادن وزن وزنه‌های روی غلتک
۳) افزایش تعداد چرخ‌ها
۴) افزایش عرض لاستیک‌ها

غلتک‌های متعدد با وزن و فشار بادهای مختلف در یک پروژه بایستی وجود داشته باشند تا برای هر شرایط معین تراکم، ماشین مختص با آن وضعیت به‌کار گرفته شود. کارخانه‌های تولیدکنندۀ غلتک، امروزه آن‌ها را طوری مجهز نموده‌اند که در هنگام اجرا می‌توانند فشار لاستیک را بدون توقف ماشین تغییر دهند. با به‌کارگیری این غلتک‌ها معمولاً می‌توان تراکم کافی را با تعداد کمتری عبور از آنچه برای غلتک‌های با فشار ثابت تعیین شده به‌دست آورد. روش‌های استفاده از غلتک چرخ‌لاستیکی را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

۱) برای تراکم خاک، چهار تا هشت عبور کافی است و برای آسفالت از چهار تا شش عبور توصیه می‌شود.
۲) ابتدا حرکت به طرف جلو و سپس به طرف عقب در طول جاده باشد و سرعت ۲۰ کیلومتر بر ساعت مناسب است.
۳) اگر برای افزایش وزن در داخل چرخ‌ها آب قرار داده شده، در هوای سرد آب را باید تخلیه کرد و یا از ضدیخ استفاده شود.
۴) از چرخش بر روی سطح متراکم‌شده اجتناب شود و یا چرخش به‌تدریج انجام شود.
۵) در هنگام متراکم‌کردن اساس و لایه‌های سطح جاده، عمل متراکم‌کردن از خارج به طرف محور وسط انجام گردد.
۶) از افزایش وزن بیش از حد غلتک اجتناب شود، زیرا سبب کاهش عمل ورزیدن می‌شود.

غلتک پنوماتیک چرخ‌لاستیکی

غلتک پنوماتیک چرخ‌لاستیکی

۶) غلتک‌های دارای صفحات فولادی (کفشک‌دار)

این نوع غلتک‌ها شبیه غلتک‌های پاچه‌بزی بوده فقط به‌جای پایه‌های پاچه‌بزی، صفحات بزرگ فولادی بر روی استوانۀ غلتک سوار شده‌اند. این نوع غلتک‌ها در حین عمل تراکم اختلال کمتری در سطح خاک ایجاد می‌نمایند.

غلتک‌های دارای صفحات فولادی

غلتک‌های دارای صفحات فولادی

۷) متراکم‌کننده‌های شبه‌بولدوزر

این متراکم‌کننده‌ها دارای چرخ‌های فلزی صاف یا با زائده‌های پاچه‌بزی هستند، به‌طوری‌که می‌توانند در زمان هل‌دادن خاک‌های سست، خاک‌های زیرین را متراکم کنند. لازم به ذکر است که این ماشین‌ها صرفاً برای متراکم‌نمودن خاک به‌کار نمی‌روند، بلکه در مواقع خاصی مانند زمین‌هایی با خاک‌های سست یا در مناطق دفع زباله که هدف توده‌کردن و کوبیدن است هم مورداستفاده قرار می‌گیرند. درضمن انجام این کار مسیر راه را باز کرده و کار راحت‌تر انجام می‌شود.

 قسمت‌های اصلی غلتک‌ها

غلتک‌ها به‌طور عام شامل قسمت‌های زیر می‌باشند:

۱) موتور مولد انرژی برای حرکت
۲) صفحات سنگین استوانه‌ای‌شکل برای ایجاد فشار
۳) یک زائده برای نصب وزنه به‌منظور کنترل فشار
۴) موتور ایجادکنندۀ ارتعاش
۵) میلۀ افقی حامل وزنه به‌منظور ایجاد حرکت لرزه‌ای

۱) موتور مولد انرژی برای حرکت

هر غلتکی یا به‌صورت مستقل شامل این موتور مولد می‌باشد و یا اینکه توسط یک موتور مولد جداگانه مانند تراکتور انرژی خود را برای حرکت دریافت می‌کند. قدرت این موتور بین ۲۰ تا ۱۵۰ اسب بخار می‌باشد که بستگی به وزن و میزان انرژی موردنیاز برای تولید ضربه و ارتعاش دارد.

۲) صفحات سنگین استوانه‌ای‌شکل برای ایجاد فشار

معمولاً همۀ غلتک‌ها از یک بخش استوانه‌ای توخالی که با ماده و آب پر می‌شود تا وزن غلتک را بالا ببرد تشکیل شده‌اند. در غلتک‌های پاچه‌بزی تعدادی زائده از آن بیرون آمده است و در غلتک‌های شبکه‌ای سطح این استوانه‌ها به‌صورت شبکه بوده و یا در غلتک‌های چرخ‌فولادی صاف کاملاً صاف است.

۳) یک زائده برای نصب وزنه به‌منظور کنترل فشار

معمولاً در غلتک‌ها زائده‌ای برای اضافه‌کردن وزنه به‌منظور افزایش فشار زیر چرخ‌ها وجود دارد. به‌خصوص در غلتک‌های چرخ‌لاستیکی که امکان اضافه‌کردن وزن در خود چرخ‌ها نمی‌باشد. البته بعضی از غلتک‌ها خود نیز دارای اطاقکی به‌منظور اضافه‌کردن ماسه و آب به داخل آن و درنتیجه افزایش وزن غلتک‌ها می‌باشند. میزان وزن غلتک‌ها معمولاً از ۲۰۰ کیلوگرم برای غلتک‌های دستی تا ۵۰ تن برای غلتک‌های بزرگ متغیر است.

۴) موتور ایجادکنندۀ ارتعاش

به‌منظور ایجاد ارتعاش یک ویبراتور نیاز است که باعث ارتعاش غلتک می‌شود. در بعضی از غلتک‌ها ویبراتورها مجهز به دستگاه‌هایی برای نشان‌دادن بهترین فرکانس مؤثر ارتعاش برای خاک معین هستند. این ویبراتورها قادرند فرکانس معینی به غلتک بدهند. معمولاً محدودۀ فرکانس این ویبراتورها بین ۱۰ تا ۸۰ هرتز می‌باشد.

۵) میلۀ افقی حامل وزنه به‌منظور ایجاد حرکت لرزه‌ای

در بعضی از انواع غلتک مانند غلتک‌های پاچه‌بزی، چرخ‌آهنی صاف، بالشتکی و چرخ‌لاستیکی و شبکه‌ای یک میلۀ افقی که بر روی آن یک یا چند وزنۀ نامتعادل نصب شده با استفاده از حرکت هیدرولیکی به چرخش درمی‌آید که باعث حرکت ارتعاشی در این نوع غلتک‌ها می‌شود. معمولاً فرکانسی که از این طریق به‌دست می‌آید تا ۱۰ هرتز می‌باشد.

غلتک

غلتک

عملکرد غلتک‌ها در انواع خاک و سنگ

نوع خاک تأثیر به‌سزایی در انتخاب نوع غلتک دارد، انواع مختلف غلتک فقط در خاک‌های به‌خصوصی مورداستفاده قرار می‌گیرد که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌شود.

۱) غلتک‌های پاچه‌بزی

آزمایش‌ها نشان داده است که فشار تماس غلتک بر زمین اثر ناچیزی بر تغییرات دانسیتۀ خاک دارد، ولی ازدیاد طول پایۀ پاچه‌بزی با فرض ثابت‌ماندن فشار تماس و تعداد گذر، دانسیتۀ خاک را افزایش می‌دهد. بنابراین اندازۀ پایه باید تا حد ممکن بزرگ انتخاب شود و درضمن حداقل فشار تماس هم همواره برقرار باشد. آزمایش‌ها همچنین نشان داده که با ازدیاد سرعت غلتک تاآنجاکه تغییرمکان و پارگی سطح خاک بیش‌ازاندازه زیاد نشود، مقدار دانسیته تغییر نخواهد کرد.

روش تراکم این غلتک‌ها به این صورت است که آن‌ها خاک را از پایین به بالا متراکم می‌کنند. به‌طوری‌که با نفوذ پایه‌ها در خاک، فشار غلتک باعث مخلوط‌کردن و متراکم‌شدن خاک از پایین به بالای لایه می‌گردد. با تکرار عبور غلتک روی سطح و هرچه خاک بیشتر متراکم می‌شود، نفوذ پایه‌ها به داخل خاک کمتر شده و به‌تدریج غلتک روی سطح خاک حرکت خواهد کرد. پس از ۳ یا ۴ گذر باید پایه‌های غلتک بیش از ۲٫۵ سانتی‌متر در خاک فرونرود. اگر پس از تعدادی از گذر هنوز پایه‌های غلتک از خاک خارج نشده باشد این نشان‌دهندۀ این است که یا خاک دارای رطوبت زیادی است و یا فشار تماس بیش از اندازه قابل‌قبول است. غلتک‌های پاچه‌بزی کلاً در متراکم‌کردن خاک رس یا مخلوط ماسه و خاک رس بسیار مؤثر می‌باشد. به‌هرحال آن‌ها نمی‌توانند خاک‌های دانه‌دار ازقبیل ماسه و شن را متراکم کنند.

غلتک پاچه‌بزی

غلتک پاچه‌بزی

۲) غلتک‌های شبکه‌ای

این نوع غلتک‌ها برای خردکردن قطعات کلوخۀ خاک‌های چسبنده و خردکردن و متراکم‌نمودن سنگ‌های نرم (که دارای افت ۲۰% یا بیشتر در آزمایش فرسایش لس‌آنجلس می‌باشد) مناسب هستند. این غلتک‌ها در موقع متراکم‌کردن خاکی که دارای سنگ می‌باشد، فشار زیاد متمرکزی بر روی سنگ‌های روی سطح خاک وارد کرده و باعث خردشدن سنگ‌ها و فشاردادن قطعات آن به داخل خاک برای ایجاد یک سطح صاف می‌گردد.

غلتک شبکه‌ای

غلتک شبکه‌ای

۳) غلتک‌های ارتعاشی (لرزنده)

خاک‌هایی که به‌صورت دانه‌ای می‌باشند و ترکیبی از شن، ماسه و سنگ‌های درشت هستند در اثر ارتعاش تراکم بهتری دارند و غلتک‌های ارتعاشی برای تراکم چنین خاک‌هایی مناسب است. علت این امر چنین است که وقتی خاک مرتعش می‌شود، ذرات تغییر محل داده و نزدیک‌تر به ذرات مجاورشان برای افزایش وزن مخصوص توده، قرار می‌گیرند. البته می‌توان در فرکانس کم و دامنۀ ارتعاش زیاد، این نوع غلتک‌ها را برای خاک‌های چسبنده نیز استفاده کرد. همچنین این غلتک‌ها حین کوبیدن و تراکم خاک، ذرات سنگ نزدیک به سطح را خرد کرده و رطوبت خاک را نیز کم می‌کنند که این عمل درمورد تراکم خاک‌های سنگ و کلوخه‌دار و مرطوب مزیتی محسوب می‌شود. مؤثرترین حالت تراکم این نوع غلتک‌ها وقتی است که فرکانس ارتعاش غلتک با فرکانس طبیعی خاک برابر یا نزدیک آن شود. (به‌علت ایجاد پدیدۀ تشدید)

غلتک ارتعاشی

غلتک ارتعاشی

۴) غلتک‌های با چرخ فولادی صاف

این غلتک‌ها برای تراکم خاک‌های دانه‌دار ازقبیل ماسه، شن و خرده‌سنگ مؤثر بوده و همچنین در صاف‌کردن سطح روی خاکی که قبلاً توسط غلتک‌های دیگر متراکم شده‌اند و همچنین صاف‌کردن سطح آسفالت مؤثرند. باید توجه شود که هنگام تراکم خاک چسبنده این غلتک‌ها ایجاد پوستۀ محکمی در روی سطح می‌نماید که باعث جلوگیری از تراکم کافی در قسمت پایین لایه می‌شود. برای خاک‌های رسی استفاده از این غلتک برای تراکم اصلاً توصیه نمی‌شود.

غلتک تک‌محوری برای خاک‌های دانه‌ای مانند ماسه، شن و سنگ شکسته مناسب است، هرچند در مقایسه با غلتک‌های ارتعاشی، اثر آن در تراکم کمتر است. در هنگام حرکت غلتک تک‌محوری یک موج خاک به‌صورت برآمده شکل می‌گیرد که با تعدد عبور غلتک، به‌تدریج خاک متراکم می‌گردد. با افزایش وزن غلتک و با کاهش قطر چرخ آن، موج تشکیل‌شده بزرگ‌تر خواهد بود. غلتک‌های سه‌چرخ شامل یک غلتک عریض در جلو و دو غلتک باریک‌تر در عقب است و معمولاً برای تراکم سطح آسفالت مورداستفاده قرار می‌گیرد. به‌طورکلی غلتک‌های چرخ صاف برای متراکم‌کردن لایۀ نازک در نزدیک سطح بسیار مؤثرند، اما خاک در عمق ۱۵۰ میلی‌متری بدون اثر باقی می‌ماند.

غلتک با چرخ فولادی صاف

غلتک با چرخ فولادی صاف

۵) غلتک‌های پنوماتیک (چرخ‌لاستیکی)

این نوع غلتک‌ها برای متراکم‌کردن همه‌نوع خاک با عمق زیاد مورداستفاده قرار می‌گیرند، اما اثر آن بر روی شن و ماسۀ تمیز کمتر است. برای متراکم‌کردن خاک‌های رسی از این نوع غلتک با فشار باد کم می‌توان استفاده کرد. این نوع غلتک‌ها برای متراکم‌کردن بستر و اساس فرودگاه‌ها وخاکریز سدها مورداستفاده قرار می‌گیرند. همچنین از غلتک‌های لاستیکی چندچرخ برای انجام کارهای پایانی روی خاک و سطوح آسفالتی استفاده می‌کنند. علت اینکه این غلتک برای هر نوع خاکی مناسب است قابلیت تغییر فشار باد لاستیک و درنتیجه تغییر فشار و تغییر مساحت بار وارده بر روی خاک از طرف چرخ می‌باشد که بسته به نوع خاک تغییر می‌کند. برای تراکم لایه‌های ضخیم خاک می‌توان از غلتک‌های پنوماتیک سنگین استفاده کرد. فشار و بار چرخ‌ها در جذب تراکم زیاد در نزدیک سطح مؤثرند. اما با افزایش عمق، اهمیت فشار لاستیک کاهش می‌یابد.

غلتک پنوماتیک (چرخ‌لاستیکی)

غلتک پنوماتیک (چرخ‌لاستیکی)

۶) غلتک‌های دارای صفحات فولادی (کفشک‌دار)

این نوع غلتک‌ها در حین عمل تراکم اختلال کمتری در سطح خاک ایجاد می‌نمایند و چون می‌توانند چهار عمل تراکم را انجام دهند، تقریباً برای همه‌نوع خاکی مناسب هستند. البته برای خاک‌های ماسه‌ای و شنی بیشتر توصیه می‌شود.

منبع: معرفی ماشین‌آلات ساختمانی، نشریۀ شمارۀ ۴۴۶، معاونت نظارت راهبردی، دفتر نظام فنی اجرایی، ۱۳۸۸

برچسب ها:
خوشحال میشیم دیدگاه شما رو بدونیم

      ارسال پاسخ