مدحلة الطرق

مدحلة تربة من نوع كاتربيلر مزودة بأسطوانة ذات أقدام مسطحة، تُستخدم لضغط الأرض قبل وضع الخرسانة
مدحلة بخارية عتيقة من طراز "كيمنا"

المدحلة (وتسمى أحيانًا مدحلة ضغط ، أو ببساطة مدحلة [ 1 ] ) هي مركبة هندسية من نوع المدحلة تُستخدم لضغط التربة أو الحصى أو الخرسانة أو الأسفلت في بناء الطرق والأساسات . [ 1 ] تُستخدم مدحلات مماثلة أيضًا في مكبات النفايات أو في الزراعة .

يُشار إلى دحاسات الطرق في كثير من الأحيان باسم دحاسات البخار ، بغض النظر عن طريقة دفعها. [ 2 ]

تاريخ

مدحلة طرق تجرها الخيول من عام 1800
مدحلة تعمل بالبخار
مدحلة Zettelmeyer تعمل بالديزل

كانت أولى دحاسات الطرق تجرها الخيول ، وربما كانت أدوات زراعية مستعارة (انظر دحاسات الطرق ) .

بما أن فعالية المدحلة تعتمد إلى حد كبير على وزنها، [ 3 ] فقد حلت المركبات ذاتية الدفع محل المدحلات التي تجرها الخيول منذ منتصف القرن التاسع عشر. وكانت أولى هذه المركبات هي المدحلات البخارية . استُخدمت المدحلات البخارية أحادية الأسطوانة عمومًا لضغط الطبقة الأساسية، وكانت تعمل بمحركات ذات دورات عالية ونسبة تروس منخفضة لتعزيز الارتداد والاهتزاز من عمود المرفق إلى الأسطوانات، على غرار المدحلة الاهتزازية. أصبحت المدحلات البخارية ثنائية الأسطوانة أو المركبة شائعة الاستخدام منذ حوالي عام 1910، واستُخدمت بشكل أساسي لتسوية الأسطح الساخنة نظرًا لمحركاتها الأكثر سلاسة في التشغيل، ولكن كلا النوعين من الأسطوانات قادران على تسوية السطح النهائي. غالبًا ما كانت المدحلات البخارية تُخصص لمهمة معينة حسب نسبة تروسها، حيث كانت المحركات الأبطأ تُستخدم لضغط الطبقة الأساسية، بينما كانت النماذج ذات نسبة التروس الأعلى تُعرف باسم "مُطاردات الرقائق" التي كانت تتبع آلات وضع القار والرقائق الساخنة. استخدمت بعض شركات الطرق في الولايات المتحدة المدحلات البخارية حتى خمسينيات القرن العشرين. في المملكة المتحدة، استمر بعضها في الخدمة حتى أوائل سبعينيات القرن العشرين.

مع تطور محركات الاحتراق الداخلي خلال القرن العشرين، حلت المدحلات التي تعمل بالكيروسين والبنزين والديزل تدريجيًا محل نظيراتها التي تعمل بالبخار . كانت أولى مدحلات الطرق التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي مشابهة للمدحلات البخارية التي حلت محلها، حيث استخدمت آليات مماثلة لنقل الطاقة من المحرك إلى العجلات، وعادةً ما كانت هذه الآليات تعتمد على تروس كبيرة مكشوفة. لم يلقَ هذا النوع من المدحلات استحسان بعض المستخدمين في بداياته، نظرًا لصعوبة تشغيل محركات تلك الحقبة، وخاصةً تلك التي تعمل بالكيروسين.

تستخدم جميع دحاسات الطرق المستخدمة اليوم تقريباً طاقة الديزل.

الاستخدامات على الطريق

تستخدم دحاسات الطرق وزن المركبة لضغط السطح المراد دحرجته (ضغط ثابت) أو تستخدم ميزة ميكانيكية (ضغط اهتزازي). تتم عملية الدك الأولي للطبقة الأساسية في مشاريع الطرق باستخدام دحاسة أسطوانية ذات أقدام مسطحة، والتي تحقق كثافة دك أعلى نظرًا لصغر مساحة سطحها. في الطرق السريعة الكبيرة، تُستخدم دحاسة رباعية العجلات مزودة بأسطوانة ذات أقدام مسطحة وشفرة، مثل آلات سلسلة كاتربيلر 815/825، نظرًا لوزنها الثقيل وسرعتها وقوة دفعها الكبيرة لنشر المواد السائبة. أما في الطرق الإقليمية، فقد تُستخدم آلة أصغر ذات أسطوانة واحدة ذات أقدام مسطحة.

الآلة التالية عادةً ما تكون مدحلة أسطوانية ملساء واحدة، تعمل على دكّ المناطق المرتفعة حتى تصبح التربة ناعمة. ويتم ذلك عادةً بالتزامن مع جرافة تسوية للحصول على سطح مستوٍ. في بعض الأحيان، تُستخدم في هذه المرحلة مدحلة ذات إطارات هوائية. تتميز هذه المدحلات بصفين (أمامي وخلفي) من الإطارات الهوائية المتداخلة، وتوفر مرونة الإطارات عملية عجن تُحكم إغلاق السطح، ومع بعض الحركة الرأسية للعجلات، تُمكّن المدحلة من العمل بكفاءة على الأراضي غير المستوية. بمجرد أن تصبح قاعدة التربة مستوية، لا تُستخدم المدحلة الأسطوانية على سطح الطريق.

تُدك الطبقة التالية (طبقة الأساس) باستخدام مدحلة أسطوانية ملساء أحادية، أو مدحلة ترادفية ملساء، أو مدحلة ذات إطارات هوائية، وذلك بالتزامن مع استخدام جرافة تسوية وشاحنة مياه، لتحقيق السطح المستوي المطلوب مع نسبة الرطوبة المناسبة لضمان الدك الأمثل. بعد دك طبقة الأساس، لا تُستخدم المدحلة الأسطوانية الملساء على سطح الطريق (باستثناء المدحلة المزودة بإطارات عريضة مسطحة خاصة).

تُفرش الطبقة النهائية من الخرسانة الإسفلتية (المعروفة بالإسفلت أو السطح الأسود في أمريكا الشمالية، أو التارمك في المملكة المتحدة) باستخدام آلة رصف، وتُضغط باستخدام مدحلة أسطوانية ملساء مزدوجة، أو مدحلة ثلاثية النقاط، أو مدحلة ذات إطارات هوائية. كانت المدحلات ثلاثية النقاط شائعة الاستخدام في رصف الإسفلت، ولا تزال كذلك، لكن المدحلات الاهتزازية المزدوجة هي الخيار المعتاد حاليًا. أما المدحلة ذات الإطارات الهوائية، فتُستخدم كطبقة نهائية لضغط السطح وإحكام إغلاقه.

تُستخدم المدحلات أيضًا في ضغط النفايات في مواقع دفنها . عادةً ما تحتوي هذه المدحلات على أسطوانات ذات وسادات، ولا تُنتج سطحًا أملسًا. تُساعد الوسادات في الضغط نظرًا لصغر مساحة التلامس مع الأرض.

التكوينات

موقع بناء مُسوّى ومُسوّى مع وجود مدحلة طرق في الخلفية
تقوم المدحلات بضغط طبقة الأسفلت. بورياتيا ، روسيا

يمكن أن تكون المدحلة عبارة عن أسطوانة بسيطة بمقبض يقوم بتشغيلها شخص واحد وتزن 45 كيلوغرامًا (100 رطل) ، أو كبيرة الحجم مثل مدحلة الطرق التي يمكن ركوبها والتي تزن 20 طنًا (20 طنًا طويلًا؛ 22 طنًا قصيرًا) وتكلف أكثر من 150 ألف دولار أمريكي . وقد تزن وحدة دفن النفايات 54 طنًا (53 طنًا طويلًا؛ 60 طنًا قصيرًا) . 

أنواع البكرات

يتم تشغيلها بواسطة المشاة

  • رامر (يرتد لأعلى ولأسفل)
  • مدحلة صفائحية يدوية/خفيفة
  • مدحلة الخنادق (وحدة يدوية أو جهاز تحكم عن بعد بترددات الراديو)
  • مدحلة يدوية/خفيفة (أسطوانة واحدة)
  • مدحلة يدوية/ثقيلة (بأسطوانة مزدوجة)

سطح أملس للركوب

  • طبلة مزدوجة (ثابتة)
  • طبل مزدوج (يهتز)
  • أسطوانة دوارة مفردة (ناعمة)
  • الأسطوانة ذات الإطارات الهوائية، وتسمى الإطار المطاطي أو العجلات المتعددة
  • مدحلة مركبة (صف واحد من الإطارات وأسطوانة فولاذية)
  • مدحلة ثلاثية النقاط (عادةً ما تكون المدحلات البخارية ثلاثية النقاط)

مدحلة تربة/مكب نفايات قابلة للركوب مزودة بوسادات/أقدام/مسامير

  • مدحلة أسطوانية واحدة (للتربة)
  • مركبة رباعية الدفع (للتربة/مكب النفايات)
  • 3 نقاط (تربة/مكب نفايات)
  • أسطوانة مزدوجة (تربة/مكب نفايات)

آخر

  • مثبتة على الجرار وتعمل بواسطة الجرار (التحويل  - انظر صورة المعرض أدناه)
  • البكرات المسحوبة أو البكرات المقطورة (كانت شائعة في الماضي، أما الآن فهي نادرة)
  • مدحلة الصدمات (تستخدم أسطوانة مربعة أو متعددة الأضلاع لضرب الأرض بقوة من أجل دحرجة الاختبار أو الضغط العميق)
  • مدحلة أسطوانية ذات أسطوانة مغطاة بالمطاط لضغط الأسفلت
  • تم تحويل جرارة سحب جذوع الأشجار إلى مكبس نفايات لمكب النفايات
  • تم تحويل جرافة ذات عجلات إلى مكبس نفايات لمكب النفايات

أنواع الطبول

تتوفر الطبول بأطوال تتراوح من 610 إلى 2130 مليمتر (من 24 إلى 84 بوصة) . 

أنواع بكرات الإطارات

تتوفر مدحلات الإطارات بعرض يصل إلى 2.7 متر (8.9 قدم) ، وبعدد عجلات يتراوح بين 7 و11 عجلة (مثلاً 3 عجلات في الأمام و4 في الخلف): تُستخدم عادةً المدحلات ذات 7 و8 عجلات في أوروبا وأفريقيا؛ والمدحلات ذات 9 و11 عجلة في أمريكا؛ وأي نوع في آسيا. وتُستخدم المدحلات الثقيلة جداً لضغط التربة. 

الاختلافات والميزات

  • في بعض الآلات، يمكن ملء الأسطوانات بالماء في الموقع للوصول إلى الوزن المطلوب. وعندما تكون فارغة، يسهل نقل الآلة الأخف وزنًا بين مواقع العمل بتكلفة أقل. أما في دحاسات الإطارات الهوائية، فيمكن موازنة جسمها بالماء أو الرمل، أو استخدام الرمل الرطب لزيادة الضغط. ويمكن ملء دحاسات الإطارات الحديثة بثقل فولاذي، مما يوفر توازنًا أفضل لضغط أكثر فعالية.
  • يمكن تحقيق ضغط إضافي عن طريق اهتزاز أسطوانات الدك، مما يسمح لآلة صغيرة وخفيفة بأداء مماثل لآلة أثقل بكثير. عادةً ما يتم توليد الاهتزاز بواسطة محرك هيدروستاتيكي يدور بحرية داخل الأسطوانة، حيث يتم تثبيت ثقل لا مركزي على محوره. تحتوي بعض أسطوانات الدك على ثقل ثانٍ يمكن تدويره بالنسبة للثقل الرئيسي، وذلك لضبط سعة الاهتزاز وبالتالي قوة الدك.
  • يمكن تزويد سطح الأسطوانة بالتشحيم المائي من "خزانات الرش" الموجودة على متنها لمنع التصاق الأسفلت الساخن بالأسطوانة.
  • تتيح ناقلات الحركة الهيدروليكية مرونة أكبر في التصميم. فبينما كانت النماذج المبكرة تستخدم محركات ميكانيكية مباشرة، فإن الأنظمة الهيدروليكية تقلل من عدد الأجزاء المتحركة المعرضة للتلوث وتسمح بتحريك الأسطوانة، مما يوفر قوة جر إضافية على المنحدرات.
  • قد تحتوي البكرات التي يتم دفعها بواسطة الإنسان على أسطوانة واحدة فقط.
  • قد تحتوي البكرات ذاتية الدفع على أسطوانتين، مثبتتين واحدة أمام الأخرى (تنسيق يُعرف باسم "مزدوج")، أو ثلاث بكرات، أو بكرة واحدة فقط، مع استبدال البكرات الخلفية بإطارات هوائية ذات مداس لزيادة قوة الجر.

المصنعين

مفتاح:

  • SD = طبلة واحدة
  • TD = طبلة مزدوجة
  • PT = إطار هوائي  – الإطارات المطاطية أو الإطارات المتعددة شائعة أيضًا
  • 3P = بكرات ثلاثية النقاط  – وهي تشبه إلى حد كبير تصميم بكرات البخار القديمة

انظر أيضاً

مراجع

  1. ١ ٢ نيو ساوث ويلز، وزارة النقل (٢٠٢١-٠١-٢٨). "مدحلة الطرق - مدحلة أسطوانية فولاذية ملساء | حكومة نيو ساوث ويلز" . www.nsw.gov.au. تاريخ الاسترجاع: ٢٠٢٣-٠٩-٢٣ .
  2. "ما هي مدحلة البخار؟ تاريخها واستخداماتها وأنواعها" . حول الميكانيكا . 2023-08-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-09-23 .
  3. "مدحلة الطرق: أنواعها واستخداماتها وأمور يجب مراعاتها عند الشراء" . أخبار الإسكان . 21-03-2023 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-09-2023 .
  • جمعية مدحلات الطرق  - جمعية مقرها المملكة المتحدة مكرسة للحفاظ على مدحلات البخار والمحركات، ومعدات صنع الطرق المساعدة.