غلتک؛معرفی،مشخصات و عملکرد

غلتک

معرفي

اساسي ترين مساله در راهسازي و عمليات ساختماني، رساندن ميزان دانسيته و مقاومت لايه هاي خاك به مقدار مطلوب ميباشـد که این کار توسط غلتک صورت می گیرد.

اين مقادير بايد در حدي باشد تا سطوح مختلف زمين در اثر تنشهاي وارده ناشي از عبور بار تغيير شكل نداده و بتواند تحمل جـذب و انتقال بار از لايه اي بالاتر به پايين تر را داشته باشند. براي اين منظور بايد لايه هاي مختلف خاك را تا حد قابل قبولي متراكم نمود.

تراكم عبارتست از ازدياد دانسيته خاك از طريق نزديك كردن ذرات و دانه هاي خاك به يكديگر كه معمولاً با خارج كردن هـوا از فضاهاي خالي بـين ذرات خـاك انجـام مـي گيـرد. عمـل اضـافه كـردن دانسـيته خـاك در اثـر تخليـه آب موجـود در آن، تحكـيم (consolidation )ناميده ميشود. تحكيم در طول ماه ها و سال ها انجام ميشود، در صورتيكه عمل تراكم را ميتـوان در عـرض مدت زمان كوتاهي انجام داد. خواصي از خاك كه با تراكم بهبود مي پذيرند عبارتند از :

  •  اضافه شدن مقاومت خاك
  •  كم شدن قابليت تغيير حجم خاك
  •  كم شدن قابليت نفوذ پذيري خاك

ميزان تراكم پذيري خاك خود نيز بستگي به عوامل زير دارد :

  •  دانسيته اوليه خاك (دانه بندي خاك)
  •  خواص شيميايي و فيزيكي خاك (نظير منحني دانه بندي، چسبندگي و غيره)
  • درصد رطوبت
  •  نوع و ميزان نيروي متراكم كننده

عمل تراكم خاك به وسيله غلتكها انجام ميگيرد كه آنها با استفاده از چهار نوع نيروي به شرح زير، خاك را متراكم ميكنند :

  •  وزن استاتيكي (اعمال فشار)
  •  ضربه
  •  ارتعاش
  •  عمل ورزيدن (با حركات خاص، خاك را به اصطلاح عمل مي آورند)

تمام ماشين آلات تراكم از وزنه سنگين براي ايجاد فشار بر روي خاك و متراكم كردن آن، استفاده ميكنند. از آنجا كـه خـاك در اثر نيروي تراكم، تمايل به تغيير محل جانبي نشان مي دهد، مؤثرترين روش تراكم، روشي خواهد بود كـه چنـين تغييـر محلـي را بـه حداقل برساند. ضربه و ارتعاش نيروهاي دخيل مشابه هستند و فقط تواتر آنها فرق مي كند. نيروهـاي ضـربه اي معمـولاً داراي تـواتر كمتر هستند .

مشخصات فني، قدرت و ظرفيت

غلتک ها با توجه به نوع آنها و نوع عمل تراكمي كه انجام مي دهند داراي قدرتي بين ۲ تا ۲۰۰ اسب بخار ميباشـند. مشخصـات فني و ظرفيت غلتكها بر اساس موارد زير تغيير ميكند .

الف) ميزان وزن (استاتيكي) كه دارند .

ب) مقدار ضربه اي كه وارد ميكنند .

ج) مقدار لرزشي كه بوجود ميآورند .

معمولاً وزن غلتكها بين ۵۰kg براي غلتكهاي دستي تا ۶۰ تن براي غلتكهاي سنگين بـه منظـور انجـام كارهـاي خـاص تغييـر ميكند. نيروهاي ضربه اي معمولاًداراي تواتر كم بوده و تعداد ضربه معمولاً زير ۱۰ ضربه در ثانيه ميباشد. اما براي ارتعاش و ايجـاد لرزش حداقل ۳۰ تا ۵۰ ارتعاش در ثانيه لازم است. جدول محدوده قدرت لازم براي موتور به منظور كشش غلتـك و توليد ضربه و ارتعاش را نشان ميدهد.

غلتک

ميزان سرعت غلتك ها نيز به قدرت و نوع غلتك بستگي دارد كه جدول حدود سرعت غلتكهاي مختلف را نشـان مي دهد.

قسمت هاي اصلي غلتك ها

غلتك ها به طور عام شامل قسمتهاي زير ميباشد :

  • موتور مولد انرژي براي حركت
  • صفحات سنگين استوانه اي شكل براي ايجاد فشار
  • يك زائده براي نصب وزنه به منظور كنترل فشار
  • موتور ايجاد كننده ارتعاش
  • ميله افقي حامل وزنه به منظور ايجاد حركت لرزه اي
  •  موتور مولد انرژي براي حركت

هر غلتكي يا به صورت مستقل شامل اين موتور مولد ميباشد و يا اينكه توسط يك موتور مولد جداگانه مانند تراكتور انرژي خـود را براي حركت دريافت ميكند. قدرت اين موتور بين ۳۰ تا ۱۵۰ اسب بخار ميباشد كه بستگي به وزن و ميزان انرژي مورد نياز براي توليد ضربه و ارتعاش دارد .

  •  صفحات سنگين استوانه اي شكل براي ايجاد فشار

معمولاً همه غلتك ها از يك بخش استوانه اي تو خالي كه با ماسه و آب پر ميشود تا وزن غلتك را بالا ببرد تشكيل شـده اسـت.در غلتك هاي پاچه بزي تعدادي زائده از آن بيرون آمده است و در غلتك هاي شبكه اي سطح اين استوانه ها بصورت شبكه بوده و يا در غلتك هاي چرخ فولادي صاف كاملاً صاف است .

  •  يك زائده براي نصب وزنه به منظور كنترل فشار

معمولاً در غلتكها زائده اي براي اضافه كردن وزنه به منظور افزايش فشار زير چرخ ها وجود دارد. بخصوص در غلتك هـاي چـرخ لاستيكي كه امكان اضافه كردن وزن در خود چرخها نمي باشند. البته بعضي از غلتكها خود نيز داراي اطاقكي به منظور اضافه كـردن ماسه و آب به داخل آن و در نتيجه افزايش وزن غلتك ها ميباشند. ميزان وزن غلتكها معمـولاً از ۲۰۰ كيلـوگرم بـراي غلتـك هـاي دستي تا ۵۰ تن براي غلتكهاي بزرگ متغير است .

  •  موتور ايجاد كننده ارتعاش

به منظور ايجاد ارتعاش يك ويبراتور نياز است كه باعث ارتعاش غلتك مـيشـود. در بعضـي از غلتـكهـا ويبراتورهـا مجهـز بـه دستگاه هايي براي نشاندادن بهترين فركانس مؤثر ارتعاش براي خاك معين هستند. اين ويبراتورها قادرند فركانس معيني به غلتـك بدهند. معمولاً محدوده فركانس اين ويبراتورها بين ۱۰ تا ۸۰ Hz ميباشد .

  •  ميله افقي حامل وزنه به منظور ايجاد حركت لرزه اي

در بعضي از انواع غلتك مانند غلتكهاي پاچه بزي، چرخآهني صاف، بالشتكي و چرخ لاستيكي و شبكه اي يك ميله افقي كه بـر روي آن يك يا چند وزنه نامتعادل نصب شده با استفاده از حركت هيدروليكي به چرخش در مي آيد كه باعث حركت ارتعاشي در ايـن نوع غلتكها ميشود. معمولاً فركانسي كه از اين طريق بدست مي آيد تا ۱۰Hz ميباشد. شكل اجـزا و قسـمت هاي اصلي غلتك ها را بر روي دو نوع غلتك چرخ لاستيكي و غلتك چرخ فولادي صاف نشان مي دهد .

غلتک

عملكرد غلتك ها در انواع خاك و سنگ 

نوع خاك تأثير بسزايي در انتخاب نوع غلتك دارد، انواع مختلف غلتك فقط در خاكهاي بخصوصي مورد استفاده قرار مي گيرد كه ذيلاً به آنها اشاره ميشود .

  • غلتک هاي پاچه بزي

آزمايش ها نشان داده است كه فشار تماس غلتك بر زمين اثر ناچيزي بر تغييرات دانسيته خاك دارد، ولـي ازدياد طول پايه پاچه بزي با فرض ثابت ماندن فشار تماس و تعداد گذر، دانسيته خاك را افزايش ميدهد. بنابراين اندازه پايه بايـد تـا حد ممكن بزرگ انتخاب شود و در ضمن حداقل فشار تماس هم همواره برقرار باشد . آزمايش ها همچنـين نشـان داده كـه بـا ازديـاد سرعت غلتك تا آنجا كه تغيير مكان و پارگي سطح خاك بيش از اندازه زياد نشود، مقدار دانسيته تغيير نخواهد كر د. روش تراكم ايـن غلتكها به اين صورت است كه آنها خاك را از پائين به بالا متراكم مي كنند. بطوريكه با نفوذ پايـه هـا در خـاك، فشـار غلتـك باعـث مخلوط كردن و متراكم شدن خاك از پائين به بالاي لايه ميگردد. با تكرار عبور غلتك روي سطح و هـر چـه خـاك بيشـتر متـراكم ميشود، نفوذ پايه ها به داخل خاك كمتر شده و به تدريج غلتك روي سطح خاك حركت خواهد كرد. پس از ۳ ۴ يا گذر بايد پايه هاي غلتك بيش از ۲/۵ سانتيمتر در خاك فرو نرود. اگر پس از تعدادي از گذر هنوز پايـه هـاي غلتـك از خـاك خـارج نشـده باشـد ايـن نشان دهنده اين است كه يا خاك داراي رطوبت زيادي است و يا فشار تماس بيش از اندازه قابل قبول است .

غلتكهاي پاچه بزي كلاً در متراكم كردن خاك رس يا مخلوط ماسه و خاك رس بسيار مؤثر ميباشد. به هر حال آنها نميتواننـد خاكهاي دانه دار از قبيل ماسه و شن را متراكم كنند .

ثبت نام در سناماین
  • غلتک هاي شبكه اي

اين نوع غلتكها براي خرد كردن قطعات كلوخه خاكهاي چسبنده و خرد كردن و متراكم نمـودن سـنگهاي نرم (كه داراي افت ۲۰ %يا بيشتر در آزمايش فرسايش لسآنجلس ميباشد) مناسب ميباشد. اين غلتكها در موقع متراكم كردن خاكي كه داراي سنگ ميباشد، فشار زياد متمركزي بر روي سنگهاي روي سطح خاك وارد كرده و باعـث خردشـدن سـنگها و فشـار دادن قطعات آن بداخل خاك براي ايجاد يك سطح صاف ميگردد .

  • غلتک هاي ارتعاشي (لرزنده)

خاكهايي كه به صورت دانه اي ميباشند و تركيبي از شن و ماسه و سنگهاي درشت هستند در اثر ارتعاش تراكم بهتري دارند و غلتكهاي ارتعاشي براي تراكم چنين خاك هايي مناسب است علت اين امر چنين است كـه وقتـي خـاك مرتعش ميشود، ذرات تغيير محل داده و نزديكتر به ذرات مجاورشان براي افزايش وزن مخصوص توده، قرار مي گيرنـد. البتـه مـي توان در فركانس كم و دامنه ارتعاش زياد، اين نوع غلتك ها را براي خاكهاي چسبنده نيز استفاده كرد .

همچنين اين غلتكها حين كوبيدن و تراكم خاك، ذرات سنگ نزديك به سطح را خرد كرده و رطوبت خاك را نيز كم مي كنند كه اين عمل در مورد تراكم خاكهاي سنگ و كلوخه دار و مرطوب مزيتي محسوب ميشود. مؤثرترين حالت تراكم اين نوع غلتكها وقتي است كه فركانس ارتعاش غلتك با فركانس طبيعي خاك برابر يا نزديك آن شود. (علت آن ايجاد پديده تشديد است.)

غلتک
  • غلتک هاي با چرخ فولادي صاف

اين غلتكها براي تراكم خاكهاي دانهدار از قبيل ماسه و شـن خـرده سـنگ مـؤثر بـوده و همچنين در صاف كردن سطح روي خاكي كه قبلاً توسط غلتكهاي ديگر متراكم شده اند و همچنين صاف كردن سطح آسفالت مؤثرند بايد توجه شود كه هنگام تراكم خاك چسبنده اين غلتكها ايجاد پوسته محكمي در روي سطح مي نمايد كه باعث جلوگيري از تـراكم كافي در قسمت پايين لايه ميشود. براي خاكهاي رسي استفاده از اين غلتك براي تراكم اصلاً توصيه نميشود .

غلتك تك محوري براي خاكهاي دانه اي مانند ماسه، شن و سنگ شكسته مناسب است، هر چنـد در مقايسـه بـا غلتـك هـاي ارتعاشي، اثر آن در تراكم كمتر است. در هنگام حركت غلتك تك محوري يك موج خاك به صورت برآمده شكل مي گيرد كه با تعدد عبور غلتك، به تدريج خاك متراكم ميگردد. با افزايش وزن غلتك و با كاهش قطر چرخ آن، موج تشكيل شده بزرگتر خواهد بود .

غلتكهاي سه چرخ شامل يك غلتك عريض در جلو و دو غلتك باريكتر در عقب است و معمولاً براي تراكم سطح آسفالت مـورد استفاده قرار ميگيرد .

بطور كلي غلتكهاي چرخ صاف براي متراكم كردن لايه نازك در نزديك سطح بسيار مؤثرند، اما خاك در عمق ١٥٠mm بدون اثر باقي ميماند.

  • غلتک هاي پنوماتيك (چرخ لاستيكي)

اين نوع غلتكها براي متراكم كردن همه نوع خاكها با عمق زيـاد مـورد اسـتفاده قـرار ميگيرند، اما اثر آن بر روي شن و ماسه تميز كمتر است . براي متراكم كردن خاكهاي رسي از اين نوع غلتك با فشار باد كم مي توان استفاده كرد. اين نوع غلتكها براي متراكم كردن بستر و اساس فرودگاه ها وخاكريز سدها مورد استفاده قرار مـيگيرنـد. همچنـين از غلتكهاي لاستيكي چند چرخ براي انجام كارهاي پاياني روي خاك و سطوح آسفالتي استفاده ميكنند .

علت اينكه اين غلتك براي هر نوع خاكي مناسب است قابليت تغيير فشار باد لاستيك و در نتيجه تغيير فشار و تغيير مساحت بـار وارده بر روي خاك از طرف چرخ ميباشد كه بسته به نوع خاك تغيير ميكند. براي تراكم لايه هاي ضخيم خاك مي توان از غلتـك هاي پنوماتيك سنگين استفاده كرد. در ادامه راهنمايي براي متراكم كردن ضخامت هاي مختلف لايه ارايه شده است :

  • خاك هاي ماسه اي و ريز دانه

 – تا لايه ۳۰۰mm – 1/5- 1/7 بار چرخ تن

 – تا لايه ۵۰۰mm – 2/0-2/5 بار چرخ تن

 – تا لايه ۷۰۰mm – 4/0-4/5 بار چرخ تن

  • لايه هاي آسفالتي

 – تا لايه ۸۰mm – 1/5 بار چرخ تن

 – تا لايه ۱۳۰mm – 2/5 بار چرخ تن

 – تا لايه ۲۰۰mm – 4 بار چرخ تن

فشار چرخها و بار چرخها در جذب تراكم زياد در نزديك سطح مؤثرند. اما با افزايش عمق، اهميت فشار لاستيك كاهش مييابد

غلتک هاي داراي صفحات فولادي (كفشكدار)

اين نوع غلتكها در حين عمل تراكم اخـتلال كمتـري در سـطح خـاك ايجـاد مي نمايند و چون ميتوانند چهار عمل تراكم را انجام دهند، تقريباً براي همه نوع خاكي مناسب هستند . البته براي خاكهـاي ماسـهاي وشني بيشتر توصيه ميشود. شكل براي انتخاب غلتك مناسب در انواع خاك پيشنهاد شده است.

منبع:دفتر نظام فني اجرايي معاونت برنامه ريزي و نظارت راهبردي ریاست جمهوری

برخی از تامین کنندگان غلتک در سناماین👇

خرید و فروش غلتک ویبره در سناماین

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

error: Content is protected !!