ما هي الآلات المستخدمة بشكل شائع خلال أعمال بناء الطرق؟

تتنوع الآلات المستخدمة أثناء إنشاء الطرق، ولكل منها وظيفتها وغرضها الفريد، مما يضمن معاً كفاءة وسلامة وجودة إنشاء الطرق. فيما يلي مقدمة لبعض الآلات شائعة الاستخدام:

 ماكينات بناء الصفوف السفلية

الجرافة

تقوم الجرافة في المقام الأول بقطع التربة والمواد السائبة أو نقلها لمسافات قصيرة. وهي عبارة عن آلة ذاتية الدفع لتحريك التربة ونقلها، وتتميز بالتشغيل المرن، والدوران المريح، ووجه العمل الصغير المطلوب. واعتماداً على جهاز السير، يمكن تقسيم الجرافات إلى أنواع مجنزرة وإطارات. يتم تحديد قدرتها الإنتاجية بشكل أساسي من خلال قوة المحرك، وتنقسم الجرافات المستخدمة في بناء الطرق إلى متوسطة (59 ~ 103 كيلو واط)، وكبيرة (118 ~ 235 كيلو واط)، وكبيرة جدًا (أكبر من 235 كيلو واط). تُعد الجرافات مناسبة بشكل عام لبيئات البناء ذات الموسمية القوية وأعباء العمل المركزة. وهي تُستخدم بشكل أساسي في عمليات المسافات القصيرة التي تتراوح بين 50 و100 متر، مثل بناء الطبقة السفلية، وحفر الحفر، وتسوية الموقع، وإزالة جذور الأشجار، ودفع خبث الأحجار، وما إلى ذلك، ويمكنها أيضًا تفكيك التربة لآلات النقل بالمجرفة وآلات الحفر، والمساعدة في الجرف، وسحب أجهزة العمل المختلفة التي يتم سحبها. عندما تقوم الجرافة بالدفع لأعلى المنحدرات، فإنها تستخدم الحد الأدنى لمسافة التشغيل الاقتصادية، وعندما تقوم بالدفع لأسفل المنحدرات، فإنها تستخدم أقصى مسافة تشغيل اقتصادية. يمكن لمسافة التشغيل الاقتصادية للجرافة، عند اختيارها بشكل مناسب، أن تزيد من فعاليتها إلى أقصى حد. في ظل الظروف العادية، تتمتع الجرافة بإنتاجية أعلى في حدود مسافة 100 متر، ولكن الإنتاجية تنخفض بشكل كبير بعد مسافة 100 متر. وضمن مسافة التشغيل الاقتصادية، تتمتع الجرافة بإنتاجية أعلى من ماكينة النقل بالجرافة. يتم تشغيل الجرافات بشكل عام بواسطة سائقين اثنين.

الكاشطة

الكاشطة عبارة عن آلة نقل تراب تعمل بشكل دوري، والتي يمكن تقسيمها إلى أنواع مقطورة وذاتية الدفع بناءً على طريقة السير. تقع مجرفتها بين أجهزة الحركة الأمامية والخلفية، وطريقة عملها هي التشغيل الدوري، وتتكون من ثلاثة أجزاء: حفر التراب، ونقل التراب، والقيادة الخلفية. يتم تحديد القدرة الإنتاجية للكاشطة بشكل أساسي من خلال حجم المجرفة. وتنقسم عمومًا إلى صغيرة (أقل من 5 متر مكعب)، ومتوسطة (5 ~ 15 متر مكعب)، وكبيرة (15 ~ 30 متر مكعب)، وكبيرة جدًا (أكبر من 30 متر مكعب) وفقًا لحجم المجرفة. تبلغ مسافة التشغيل الاقتصادية لأحجام المجارف الصغيرة والمتوسطة الحجم 100 ~ 350 متر، بينما تبلغ مسافة التشغيل الاقتصادية لأحجام المجارف الكبيرة والكبيرة جدًا 800 ~ 1500 متر. تُستخدم الكاشطة بشكل أساسي في مشاريع نقل أعمال الحفر على نطاق واسع لمسافات متوسطة وتستخدم على نطاق واسع في بناء الطرق والسكك الحديدية. يجب أن تعمل الكاشطة في تربة من الفئة الأولى، وإذا واجهت تربة من الفئة الثانية أو الثالثة، فيجب تخفيفها مسبقًا. من حيث رطوبة التربة، فهي مناسبة أكثر للبناء في الرمال الرخوة والطين الرخو مع رطوبة قليلة (محتوى الماء أقل من 25%)، ولكنها غير مناسبة للعمل في الرمال الطينية الجافة والطين الرطب، ناهيك عن المناطق ذات مستويات المياه الجوفية المرتفعة والأراضي الرطبة والمناطق الصخرية. يتم تشغيل الكاشطة بشكل عام بواسطة سائقين.

الحفارات

تُستخدم الحفارات بشكل رئيسي في الحفر وتحميل الأتربة والحجارة، بما في ذلك الحفارات أحادية الدلو والحفارات متعددة الدلو (من نوع الدلو العجلية)، حيث تُستخدم الحفارات أحادية الدلو بشكل عام في بناء الطرق. تعمل الحفارة ذات الدلو الواحد إما بدلو جامد أو دلو مرن مستمر في دورة متقطعة ومتكررة، وهي نوع من آلات تحريك التربة ذاتية الدفع التي تعمل في دورات. الحفارات أحادية الدلو مناسبة لحفر وتحميل جميع أنواع التربة وكذلك الصخور المنفجرة. يتم تحديد القدرة الإنتاجية للحفارة بشكل أساسي من خلال سعة الجرافة التي تتراوح بين 0.1 إلى 3 متر مكعب، مع وجود أكثر من عشرين طرازاً مختلفاً. استنادًا إلى نوع الهيكل السفلي، يمكن تقسيم الحفارات أحادية الدلو إلى نوع الزاحف ونوع الإطارات ونوع الشاحنة. واستنادًا إلى جهاز العمل، يمكن تصنيفها إلى أربعة أنواع: حفارات مجرفة أمامية، وحفارات ذات مجرفة خلفية، وحفارات جرّية، وحفارات صدفية.

تتمثل خصائص الحفر بالحفارة ذات المجرفة الأمامية في: الحفر لأعلى أثناء التحرك للأمام، مع القطع القسري للتربة. تتمتع هذه الحفارات بقوة حفر كبيرة وإنتاجية عالية، ويمكنها حفر أنواع التربة من الأول إلى الرابع فوق سطح وقوف الماكينة.

خصائص الحفر بالحفارة ذات المحراث الخلفي هي: الحفر للأسفل أثناء التحرك للخلف، مع القطع القسري في التربة. تتميز هذه الحفارات بقوة حفر أصغر مقارنة بالحفارات ذات المجرفة الأمامية ويمكنها حفر أنواع التربة من الأول إلى الثاني تحت سطح وقوف الماكينة، وهي مناسبة لحفر الحفر والخنادق والخنادق بعمق 4 أمتار تقريبًا، وكذلك الحفر في المناطق ذات مستوى المياه الجوفية المرتفع.

وتتمثل خصائص الحفر باستخدام حفّارة السحب في: الحفر إلى الأسفل أثناء التحرك للخلف، وقطع التربة بوزنها. تتمتع هذه الحفارات بعمق حفر ونصف قطر أكبر، وهي قادرة على حفر أنواع التربة من الأول إلى الثاني تحت سطح وقوف الماكينة، ولكنها ليست مرنة ودقيقة مثل الحفارات ذات المحراث الخلفي. وهي مناسبة لحفر الحفر الكبيرة والتربة تحت الماء.

خصائص الحفر بالحفارة الصدفية هي: التحرك بشكل مستقيم لأعلى ولأسفل، وقطع التربة بوزنها. تتمتع هذه الحفارات بقوة حفر أصغر ويمكنها فقط حفر أنواع التربة من الأول إلى الثاني، وتستخدم لحفر الحفر والخنادق المعزولة الضيقة والعميقة، والقيسونات، وهي مناسبة للحفر تحت الماء، وكذلك لحفر الخنادق لبناء الجدران المستمرة.

تتمتع الحفارات أحادية الدلو بقدرات حفر قوية، وتعدد استخدامات جيدة، ويمكنها تلبية المتطلبات التشغيلية المختلفة. في إنشاءات الطرق السريعة، عند مواجهة أحجام حفر كبيرة، من المعقول استخدام الحفارات مع مركبات النقل للبناء المنظم.

تتطلب الحفارات أحادية الدلو بشكل عام مشغلين اثنين.

اللوادر

تُستخدم اللوادر بشكل شائع في بناء الطرق السريعة لجرف ونقل الأتربة والحجارة، وكذلك في عمليات الجرف والرفع وعمليات أخرى مختلفة. بناءً على خصائص الهيكل السفلي، يمكن تقسيمها إلى نوع الإطارات ونوع الزاحف.

عندما تكون مسافة النقل قصيرة أو عندما تتغير المسافة وانحدار الطريق بشكل متكرر، كما هو الحال عند استخدام اللوادر مع الشاحنات القلابة لعمليات النقل، قد تنخفض كفاءة العمل وقد تزداد التكاليف. في مثل هذه الحالات، يمكن استخدام اللوادر بشكل مستقل كمعدات تحميل ذاتي. استنادًا إلى الخبرة، إذا كانت دورة عملية التحميل والنقل بأكملها أقل من 3 دقائق، فمن المستحسن استخدام اللودر كمعدات تحميل ذاتي.

يجب أن تتطابق سعة دلو اللودر مع حجم حاوية الشاحنة القلابة، ومن المناسب عمومًا ملء الشاحنة بـ 3 إلى 5 دلاء.

تتطلب اللوادر من النوع الزاحف عموماً مشغلين اثنين، واللوادر من نوع الإطارات ذات سعة 2 متر مكعب أو أقل تتطلب عموماً مشغلاً واحداً، واللوادر من نوع الإطارات ذات سعة 3 متر مكعب أو أكثر والمزودة بوظائف الحفر تتطلب عموماً مشغلين اثنين.

ممهدة الطرق

ممهدة الطرق هي آلة بناء الطرق مجهزة بشكل أساسي بشفرة كشط التربة وأجهزة عمل أخرى قابلة للتبديل لعمليات تسوية وتشكيل الأرض المستمرة. استنادًا إلى أنماط الحركة المختلفة، يمكن تقسيمها إلى نوعين مقطورة وذاتية الدفع. نادراً ما يتم استخدام النوع المسحوب، نظراً لضعف حركته وتشغيله الشاق. أما ممهدة التسوية ذاتية الدفع فهي مزودة بجهاز سير بإطارات، وهي مرنة ومتحركة وذات إنتاجية عالية وتستخدم على نطاق واسع. يتم تحديد إنتاجية ممهدة التسوية حسب طول الكاشطة وقوة المحرك، والتي تنقسم إلى النوع الخفيف: طول الكاشطة أقل من 3 أمتار، وقوة المحرك 44 ~ 66 كيلو واط؛ النوع المتوسط: طول الكاشطة 3 ~ 3.7 متر، وقوة المحرك 66 ~ 110 كيلو واط؛ النوع الثقيل: طول الكاشطة 3.7 ~ 4.2 متر، وقوة المحرك 110 ~ 220 كيلو واط.

تُستخدم الممهدة بشكل أساسي لتسوية الطبقة السفلية وسطح الطريق بالحصى، وتشكيل الموقع في مشاريع أعمال الحفر، وعمليات التسوية. يمكن استخدامه أيضًا في تقليم المقطع العرضي للصف الفرعي، وإصلاح السدود ومنحدرات الطريق، وحفر الخنادق الجانبية وأخاديد الطريق، وما إلى ذلك. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامها لخلط وتثبيت التربة أو مواد الرصف الأخرى على الطبقة السفلية، ونشر المواد، وإصلاح الطرق الترابية وصيانتها، وفك التربة، والردم، وإزالة الأعشاب الضارة، وإزالة الثلوج، إلخ. عادةً ما يتم تشغيل ممهدات الطرق ذاتية الدفع بواسطة سائقين.

الأسطوانة

تصنيف آلات الضغط

وفقًا لمبدأ قوة الضغط، يمكن تقسيمها إلى آلات ضغط ثابتة، وآلات ضغط اهتزازية، وآلات ضغط تدقيقية.

• آلات الضغط الثابتة

تتضمن مختلف أنواع الأسطوانات العادية، وأسطوانات الإطارات (المعروفة عادة باسم أسطوانات الإطارات)، وأسطوانات القدم الخرافية (المعروفة عادة باسم أسطوانات القدم الخرافية)، وأسطوانات الكتل (المعروفة عادة باسم أسطوانات الكتل)، ومختلف أنواع الأسطوانات المجرورة.

• آلات الضغط الاهتزازية

تزن أسطوانات الاهتزاز ذات الأسطوانة الواحدة عادة بين 10-25 طن أو 30-50 طن. مع تطور الطرق السريعة، يتم استخدام أسطوانات الاهتزاز عالية الطنجة على نطاق واسع.
تنقسم أسطوانات الاهتزاز المزدوجة إلى أنواع خفيفة (2-4 طن)، ومتوسطة (5-8 طن)، وثقيلة (10-14 طن).

• آلات التدقيق

تستخدم بشكل رئيسي لضغط التربة، ويمكن تقسيمها إلى آلات ضغط اهتزازية وآلات ضغط تأثيرية. تستخدم بشكل رئيسي لضغط طبقات التربة على الأسطح العملية الضيقة.

نطاق تطبيق آلات الضغط

• أسطوانة عادية

تتميز أسطوانات العجل العادية بضغط خطي صغير للوحدة وعمق ضغط ضحل. تناسب أسطوانات العجل الخفيفة والمتوسطة لضغط الطبقة الفرعية العامة للتربة، والحصى، وطبقات الحجر المسحوق. يمكن لأسطوانات العجل الثقيلة والإضافية الثقيلة ضغط طبقات الحصى المملأة بالحجر الكبير وطبقات الحجر المسحوق.

• أسطوانة القدم الخرافية

تتميز أسطوانات القدم الخرافية بضغط وحدة كبير (بما في ذلك قوة ضغط قدم الخراف)، وعمق ضغط كبير وموحد، ويمكنها سحق كتل التربة، لذلك لديها تأثير ضغط جيد وإنتاجية عالية. تستخدم على نطاق واسع للتدحرج الطبقي للتربة اللاصقة. نظرًا لهذه المزايا، يمكن لأسطوانات القدم الخرافية أيضًا ضبط ضغط وحدة قدم الخراف عن طريق إضافة أو إزالة الأوزان، وغالبًا ما تستخدم للتدحرج للتربة اللاصقة غير النافذة في بناء السدود الأرضية. لا تعتبر أسطوانات القدم الخرافية مناسبة لضغط التربة غير اللاصقة والطين ذو المحتوى العالي من الماء بسبب سوء تأثير الضغط لديها.

• أسطوانة الإطارات

تتمتع أسطوانات الإطارات بقدرة تحريك جيدة وسهولة في النقل. خلال عمليات الضغط، تتشوه كل من التربة والإطارات معًا، مما يؤدي إلى فترة ضغط كاملة طويلة، ومنطقة اتصال كبيرة، وتأثير عجن، مما يؤدي إلى ضغط جيد. تناسب أسطوانات الإطارات لضغط التربة اللاصقة والتربة غير اللاصقة، مثل الطين، والطين الرملي، والرمل، والحصى.

• الرولر الاهتزازي

الرولر الاهتزازي له ضغط خطي وحدة عالي وتأثير القوة الاهتزازية يؤثر في نطاق عميق، لذلك لديه عمق ضغط أكبر، ويتم تقليل عدد المرورات بالتالي. هناك العديد من أنواع الرولر الاهتزازي ولديها مجموعة واسعة من التطبيقات. الرولر الاهتزازي ذو العجلات السلسة مناسب لضغط الترب الغير لاصقة (الرمل، الحصى)، الحجر المكسور، والصخور الكبيرة. يمكن أيضًا استخدام هذا النوع من معدات الضغط كمعدات ضغط ثابتة لعمليات التسوية عند تعطيل آلية الاهتزاز.

• معدات الضغط

المداهم الاهتزازية مناسبة لضغط الترب الرملية غير اللاصقة، الحصى، والحجر المكسور، بينما المداهم الصدمية مناسبة لضغط التربة الطينية، التربة الرملية، واللويس.

يتطلب الرولر الاهتزازي ذو العجلات السلسة مشغل واحد، بينما يتطلب المداهم ذات القدم الخرافية المجرورة، والمداهم الاهتزازية المجرورة، والمداهم الاهتزازية مشغلين اثنين.

آلات حفر الصخور والتنقيب

تشمل آلات حفر الصخور والتنقيب الحفارات الصخور، وآلات التنقيب، ومعداتها المساعدة. هذه هي آلات حفر الصخور المستخدمة لحفر ثقوب التفجير، حيث تكون حفارات الصخور مناسبة لحفر ثقوب تفجير ذات قطر صغير وآلات التنقيب مناسبة لحفر ثقوب تفجير ذات قطر كبير.

في بناء الطرق، تستخدم حفارات الصخور عادة. بالمقارنة مع آلات الحفر الكبيرة، تُعتبر حفارات الصخور أدوات صغيرة. لذلك، في تكلفة هندسة الطرق، تُدرج تكاليفها في استخدام الأدوات الصغيرة ولا تُدرج كآلات رئيسية.

تُصنف حفارات الصخور وفقًا لنوع الطاقة العاملة وتُقسم إلى أربعة أنواع: حفارات صخور هوائية (المستخدمة عادة في الهندسة الطرقية)، وحفارات صخور هيدروليكية، وحفارات صخور كهربائية، وحفارات صخور بالاحتراق الداخلي.

آلات هندسة الطرق

تشمل آلات هندسة الطرق بشكل أساسي خلاطات التربة المستقرة ومعدات خلط النباتات، ومعدات الإمولسيون الأسفلتية، وشاحنات نقل الأسفلت والمنتشرين، وخلاطات الركام الأسود، ومعدات خلط خليط الأسفلت والممهدات، وكذلك ممهدات الخرسانة الإسمنتية، وما إلى ذلك.

خلاطات التربة المستقرة ومعدات خلط النباتات

تأتي معدات خلط النباتات المستقرة بأشكال هيكلية مثل الأنواع المتنقلة والثابتة. تُصنف قدرات الإنتاج الخاصة بها إلى أحجام صغيرة (<200 طن/ساعة)، ومتوسطة (200-400 طن/ساعة)، وكبيرة (400-600 طن/ساعة)، وإضافية كبيرة (>600 طن/ساعة). تُستخدم على نطاق واسع في بناء الطبقات الأساسية والفرعية في الطرق السريعة والطرق الحضرية. تُستخدم معدات خلط النباتات المتنقلة غالبًا في مشاريع بناء الطرق المتناثرة التي تتطلب إعادة توجيه متكررة، بينما تعتبر معدات خلط النباتات الثابتة مناسبة لبناء الطرق الحضرية أو لمشاريع البناء الكبيرة والمركزة.

تُحدد قدرة إنتاج خلاطات التربة المستقرة بعرض الخلط والعمق وسرعة السفر العملية. العرض العام للخلط هو 2100 ملم، مع أعماق خلط تتراوح بين 100 و485 ملم، وسرعة عمل أقل من 1.5 كم/ساعة. إنها مناسبة بشكل رئيسي لأساليب البناء بالخلط في الموقع.

معدات خلط النباتات المستقرة عادة ما تتطلب فريقًا مكونًا من ثلاثة مشغلين، بينما تتطلب خلاطات التربة المستقرة عادة مشغلين اثنين.

خلاطات التربة المستقرة ومعدات خلط النباتات

تأتي معدات خلط النباتات المستقرة بأشكال هيكلية مثل الأنواع المتنقلة والثابتة. تُصنف قدرات الإنتاج الخاصة بها إلى أحجام صغيرة (<200 طن/ساعة)، ومتوسطة (200-400 طن/ساعة)، وكبيرة (400-600 طن/ساعة)، وإضافية كبيرة (>600 طن/ساعة). تُستخدم على نطاق واسع في بناء الطبقات الأساسية والفرعية في الطرق السريعة والطرق الحضرية. تُستخدم معدات خلط النباتات المتنقلة غالبًا في مشاريع بناء الطرق المتناثرة التي تتطلب إعادة توجيه متكررة، بينما تعتبر معدات خلط النباتات الثابتة مناسبة لبناء الطرق الحضرية أو لمشاريع البناء الكبيرة والمركزة.

تُحدد قدرة إنتاج خلاطات التربة المستقرة بعرض الخلط والعمق وسرعة السفر العملية. العرض العام للخلط هو 2100 ملم، مع أعماق خلط تتراوح بين 100 و485 ملم، وسرعة عمل أقل من 1.5 كم/ساعة. إنها مناسبة بشكل رئيسي لأساليب البناء بالخلط في الموقع.

معدات خلط النباتات المستقرة عادة ما تتطلب فريقًا مكونًا من ثلاثة مشغلين، بينما تتطلب خلاطات التربة المستقرة عادة مشغلين اثنين.

استخدام هذه الآلات يحسن بشكل كبير كفاءة وجودة بناء الطرق، ويقصر فترة البناء، ويقلل من تكاليف البناء. عند اختيار معدات البناء، من الضروري اتخاذ اختيار عقلاني استنادًا إلى حجم العمل وتقدم مشروع بناء الطرق لضمان تحقيق أقصى جودة للبناء والفوائد الاقتصادية.