Yol Yapım ve Yol Bakım Makinelerine Giriş ve Genel Bakış

Yol yapım makineleri, inşaat ve altyapı geliştirme çalışmalarında kullanılan temel ekipmanlar arasındadır. Bu makineler kazı, tesviye, sıkıştırma ve malzeme elleçleme işlerini kolaylaştırır ve bu nedenle inşaat mühendisliği projelerinde önemli rol oynar.

Yol Yapım Makineleri: Beton Taşıma

Betonun taşınmasında önemli olan, taşıma sırasında homojenliğinin korunması ve slump değerinde önemli bir değişiklik oluşmamasıdır; başka bir deyişle su/çimento oranı yaklaşık olarak sabit kalmalıdır. Bu bölümde beton taşıma ekipmanı olarak damper ve transmikser kısaca açıklanmaktadır.

Yol Yapım Makineleri: Damper

Damper, şantiye içinde kullanıma uygun küçük bir taşıma aracıdır. Kaynağa göre taşıma mesafesi 1 kilometreden az olduğunda en uygundur. Taşıma sırasında titreşimin betona aktarılması önlenmeli ve hazırlanan beton en fazla 45 dakika içinde kullanılmalıdır.

Yol Yapım Makineleri: Transmikser

Döner tamburlu beton taşıma kamyonuna transmikser denir. Betonun santralden döküm yerine hızla taşınmasında kullanılır ve daha uzun mesafelerde de kullanılabilir. Kaynak tambur hızını dakikada 4 ila 12 devir olarak verir ve beton pompası sevk hattının her biri 3 metreden uzun olmayan bölümlerden oluşması gerektiğini belirtir. Transmikser kullanıldığında hazırlanan beton en fazla 90 dakika içinde tüketilmelidir. Boşaltma sırasında su, çimento veya başka malzemeler eklenmemelidir; çünkü bu beton dayanımını azaltabilir. Gerekli ayarlamalar bunun yerine karışım tasarımında ve beton santralinde yapılmalıdır.

Yol Yapım Makineleri: Beton Üretimi ve Karıştırma

Beton üretimindeki temel gereklilik, karışımın homojen ve görünüşünün düzgün olması, agrega yüzeylerinin ise çimento hamuruyla tamamen kaplanmasıdır.

Makineyle Beton Üretiminin Aşamaları:

Kum, agrega ve çimentoyu ölç / tambur veya bunkere yükle / kuru karıştır / su ekle / yeniden karıştır / kullanım noktasına taşı / betonu boşalt. Bu bölümde beton karıştırma ekipmanı olarak beton mikserleri ve beton santralleri kısaca açıklanmaktadır.

Yol Yapım Makineleri: Beton Mikseri

Beton mikseri, nispeten küçük miktarlarda beton üretmek için kullanılır. Kaynak, yaklaşık 250 ila 750 litre arasındaki yaygın kapasitelerden söz eder ve toplam proje hacmi ile günlük döküm hacmi orta düzeyde, günde yaklaşık 25 ila 30 metreküp olduğunda bu yöntemi uygun görür. Malzemeler işçiler tarafından hacimsel olarak ölçülebileceği için ölçüm hataları oluşabilir ve beton dayanımı partiden partiye değişebilir; bu nedenle dikkatli kontrol gerekir.

Yol Yapım Makineleri: Beton Santrali

Beton santrali, beton üretim tesisinin merkezidir. Pompalar ve taşıma ekipmanları silolardaki çimentoyu ve stok sahasındaki agregayı belirlenen oranlarda miksere beslerken su pompası kontrollü miktarda su sağlar. Malzemeler karıştırılır ve bir transmiksere boşaltılır. Beton santrali kapasitesi genellikle mikser hacmine göre ifade edilir. Kaynak, İran’da 0,5, 0,75 ve 1 metreküplük mikserlerin yaygın olduğunu ve daha yüksek günlük talep için yaklaşık 40 ila 120 metreküp/saat üretim kapasitelerinden söz eder. Merkezi harmanlama süreci otomatik olduğundan aynı veya farklı çalışma günlerinde üretilen betonun daha az değişkenlik göstermesi beklenir. Malzemeler tartım sistemlerine yüklenir, oranlar karışım tasarımına göre kontrol odasından yönetilir, agregalar miksere taşınır ve kontrollü miktarda su ile çimento eklendikten sonra hazır beton boşaltılır.

Yol Yapım Makineleri: Beton Yerleştirme ve Boşaltma

Beton yerleştirilirken taşınan karışımın segregasyona uğramadan kalıba girmesi önemlidir. Serbest düşme agrega tanelerini ayırabileceğinden mümkün olduğunca azaltılmalıdır. Beton oluklar, beton pompaları, kovalar ve vinçler, ray-vagon sistemleri veya bantlı konveyörlerle yerleştirilebilir. Bu bölümde sabit ve mobil beton pompaları ile vinçler, beton yerleştirme ekipmanı olarak kısaca ele alınmaktadır.

Beton Pompaları İki Ana Tipte Bulunur:

1) Sabit veya yer tipi pompalar; 2) mobil veya bomlu pompalar. Beton pompaları önemli yüksekliklerde döküm yapmak için uygundur. Kaynak, yaklaşık 300 ila 350 kg/m³ çimento içeren betonun pompalanmaya uygun olduğunu, hava sürükleyici katkıların kullanılmasını önerdiğini ve priz hızlandırıcıların kullanılmaması gerektiğini belirtir. Yaklaşık 5 ila 15 cm beton slump değeri uygun olarak verilir. Pompalama, betonu doğrudan kullanım noktasına yerleştirir; böylece diğer taşıma yöntemlerine olan ihtiyaç azalır ve erişimin zor veya kısıtlı olduğu alanlarda özellikle kullanışlı hale gelir. Yöntem malzeme kaybını ve işçilik ihtiyacını azaltabilir. Birçok pompanın betonu yaklaşık 25 metre yüksekliğe ve yaklaşık 60 metre yatay mesafeye iletebildiği, yüksek basınçlı pompaların ise bu değerleri aşabildiği belirtilmektedir. Günümüzde beton, uzun mesafelerde sevk boruları üzerinden ve başka yöntemlerle ulaşılması zor noktalara sıkça pompalanır. Tipik bir pompalama sistemi hazne, sevk boruları ve pompanın kendisinden oluşur. Birçok doğrudan etkili pompada yatay piston ve iri agreganın geçişine uygun yarı döner valfler kullanılır. Beton kendi ağırlığı ve pistonun oluşturduğu emişle pompaya girer; valflerin dönüşümlü hareketi betonu boru hattına besler ve hattın dolu kalmasını sağlar. Kaynak, 220 mm çapa kadar borularla yaklaşık 60 m³/saat debiye ulaşılabileceğini belirtir.

Yol Yapım Makineleri: Vinç

Vinç; operatör kabini, uzun kafes bom ve kaldırma mekanizmasından oluşur ve genellikle ağır cisimleri kaldırmak ve taşımak için kullanılır. Farklı uygulamalar için bom ucuna çeşitli ataşmanlar takılabilir. Vinçler mekanik veya hidrolik olabilir; ancak modern makinelerin çoğu hidroliktir.

Yol Yapım Makineleri: Kompaktörler

Kompaktörler, alt zemini hazırlamak ve küçük alanları sıkıştırmak için kullanılır. Kaynak, makine tipine bağlı olarak yaklaşık 1,5 ila 3 ton sıkıştırma kuvveti verir. Kompaktörler plaka tipi ve yaylı modeller dahil farklı tasarımlarda ve benzinli veya dizel motorlarla üretilir. Sokaklarda açılmış kanal ve hendekleri sıkıştırmak ve son asfalt seriminden önce yüzeyleri hazırlamak için kullanılırlar. Kaynak ayrıca yüzey delme işlemleri için kompresörleri ele alır ve hava kompresörlerinin geleneksel kuyular ile açık deniz araştırmalarındaki büyük ölçekli sondajda genellikle dizel yakıtla kullanıldığını belirtir.

Yol Yapım Makineleri: Greyder

Greyder; eğim vermek, dolgu ve yarma yüzeylerini şekillendirmek, toprak işleri yüzeylerini tesviye etmek, hendek açmak ve bitümlü malzemelerle toprağı karıştırıp yaymak için kullanılır. Kar küreme aracı olarak da çalışabilir; saha temizliği ve zayıf yüzey tabakalarının kaldırılmasında kullanılır. Greyderin doğru kullanımı proje maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilir. Yüksek bölgelerdeki toprağın greyderle alçak bölgelere taşınmasına çoğu zaman dengeleme, yolun her tabakasının son biçimlendirme ve ayarına ise finisaj veya son tesviye denir.

Yol Yapım Makineleri: Buldozer

Buldozer; saha tesviyesi, yol yapımı ve engebeli zeminin düzeltilmesi için uygundur. Yol yatağı boyunca toprağı yayar ve çukurları doldurur, yol yapımı için toprağı keser, üst toprağı veya maden birikintilerini kaldırır ve drenaj yapılarının inşasına yardımcı olabilir. Kaynak, özellikle dağ yamaçlarında yan kesme ve patlatma yapmadan sert veya kayalık zemini parçalama işlerinde kullanışlı olduğunu belirtir. Makinenin %100’e, yani yaklaşık 45 dereceye kadar eğimlerde çalışabildiğini ifade eder.Tekerlekli buldozerler sert ve orta zeminlerde, paletli buldozerler ise yumuşak veya kumlu zeminlerde tercih edilir. Buldozerlerin bitki örtüsü ve ağaç köklerini temizleme, dağlık ve kayalık arazide ilk erişim yollarını açma, büyük miktarda toprağı itme, skreyperlere yardımcı olma, dolgu yayma, kazılmış kanalların yanında toprak yığınları oluşturma, inşaat molozunu temizleme, geçici toprak yolların bakımını yapma ve maden ocaklarını temizleme gibi çok sayıda kullanım alanı vardır. Buldozer, mekanik veya hidrolik olarak çalıştırılan ve kaldırılıp indirilebilen ön bıçak kullanır. Kaynak, sabit bıçaklı klasik buldozer ile malzemeyi hem öne hem yana itmek için bıçağı açılandırılabilen angle dozer arasında ayrım yapar. Angle-dozer bıçağının düşey düzlemde dönüş açısı yaklaşık 30 ila 40 derece olarak verilir. Buldozerlerde sert zemini parçalamak için arka riper de bulunabilir. Mafsallı tekerlekli buldozerlere bazen mafsallı veya merkezden kırmalı makineler denir; mafsal manevra kabiliyetini artırır. Geleneksel buldozerlerin çoğu paletlidir ve skreyper gibi başka ekipmanları çekmek için de kullanılabilir.

Yol Yapım Makineleri: Damperli Kamyon

Damperli kamyon, inşaat malzemeleri ve yapı bloklarının taşınması için uygun bir araçtır. Kaynak yaklaşık 4 ila 40 metreküp kamyon kapasitesinden söz eder ve damperli kamyonları büyük şantiyelerde etkili bir malzeme taşıma çözümü olarak tanımlar.

Kamyon

Toprak malzemeleri skreyper, bantlı konveyör veya trenlerle de taşınabilse de en yaygın yöntem kamyonlardır. Uygun yollardaki nispeten yüksek hızları ve büyük kapasiteleri birim taşıma maliyetini azaltabilir. Kamyon filoları ayrıca esnektir; projeye tahsis edilen araç sayısı gereken üretime göre artırılıp azaltılabilir. Kaynak kamyonları klasik rijit ve mafsallı kamyonlar olarak ayırır. Rijit kamyonlar karayolu ve arazi modellerini içerir; arazi kamyonları çok büyük boyutlarda ve birkaç yüz ton kapasitede üretilebilir ve damperli kasalar özellikle yaygındır. Damperli kamyonlar, özellikle projeler arasında kolayca hareket edebilen karayolu modelleriyle malzeme taşımada çok esnektir. Dizel veya benzinli, tek veya çok tahrikli akslı, iki veya üç akslı olabilirler. Mafsallı kamyonlar, bir mafsal üzerinden birbirine bağlanan motor/güç ünitesi ile yük gövdesinden oluşur ve toprak malzemelerinin taşınmasına yönelik özel taşıyıcılardır.

Yükleyici:

Yükleyici, bina ve inşaat işlerinde kullanılan en çok yönlü makinelerden biridir. Çok farklı boyutlarda üretilir; hareketliliği, esnekliği ve değiştirilebilir kepçe ile ataşmanları sayesinde çok sayıda işi yapabilir. Tipik uygulamalar dolgu oluşturma, bodrum kazısı, hendek geri dolgusu, gömülü boruların çevresine toprak yerleştirme, kamyon yükleme, betonu kalıplara taşıma ve inşaat malzemelerini kaldırıp taşımayı içerir. Ataşmanlarla yükleyici kar temizleme, hendek açma, boru taşıma ve döşeme, kaldırma veya forklift tipi işlere uygun ekipmana dönüştürülebilir. Yükleyiciler dökme malzeme taşıma, kamyon yükleme ve kazı işlerinde yaygın olarak kullanılır. Tekerlekli yükleyiciler genellikle sert ve orta zeminlerde, paletli yükleyiciler ise yumuşak ve kumlu zeminlerde tercih edilir.

Yükleyici Türleri:

– Tekerlekli Yükleyiciler:

Tekerlekli yükleyiciler küçükten çok büyüğe kadar çeşitli boyutlarda üretilir. Büyük pnömatik lastikler yüksek hareketlilik ve hız sağlarken zemine nispeten düşük basınç uygular; bu basınç lastik basıncı değiştirilerek belirli ölçüde ayarlanabilir. Keskin kayalar lastiklere zarar verebilir ve tekerlekli yükleyicilerin ıslak veya çamurlu zeminde kullanımı zor olabilir. Koruyucu lastik zincirleri hem hasarı azaltmak hem çekişi artırmak için kullanılabilir; yeni ağır desenli lastikler de kayalık alanlarda çalışmayı iyileştirebilir. Tekerlekli yükleyiciler rijit veya mafsallı şasi kullanabilir. Özellikle büyük yükleyicilerde yaygın olan mafsallı şasi, arka ve ön bölümleri bir mafsalla birleştirir ve rijit şasiye göre daha iyi manevra kabiliyeti ve daha küçük dönüş yarıçapı sağlar. Modern yükleyiciler operatör konforunu ve performansı artırmak için hidrolik ve elektrikli direksiyon ve kontrol sistemleri kullanır. Klasik rijit yükleyiciler tekerlek hareketiyle yönlenirken mafsallı makineler mafsal noktasındaki hidrolik silindirlerle yönlenir.

– Paletli Yükleyiciler:

Paletli yükleyiciler tekerlekli yükleyicilere benzer işlevleri yerine getirir; ancak daha düşük zemin basınçları sayesinde tekerlekli yükleyicileri taşıyamayacak zeminlerde çalışabilirler. Yüksek çekişleri kazı sırasında motor gücünden etkili biçimde yararlanmalarını sağlar ve paletler keskin kayaların lastikleri kesmesi riskini ortadan kaldırır. Kaynak, paletli yükleyicilerin yaklaşık %35 yan eğimde çalışabildiğini, tekerlekli yükleyiciler için bu değerin yaklaşık %15 olduğunu; ayrıca paletli makinelerin yaklaşık %60 eğimi tırmanabildiğini, tekerlekli makinelerde bunun yaklaşık %30 olduğunu belirtir. Ancak hareket hızları çok daha düşüktür; bu nedenle taşıma ve dönüş mesafeleri uzun olduğunda verim azalır.

– Bekoloder

Bekoloder, esasen arkasında ekskavatör ataşmanı bulunan küçük bir yükleyicidir ve hafif işler için kullanılır. Genel özellikleri yükleyici ile ekskavatörün özelliklerini birleştirir. İki işlevi yerine getirdiği için özellikle hendek işlerinde olmak üzere küçük projelerde yaygın kullanılır. Arka ekskavatörün kazı kuvveti bom geometrisine, zemin açısına ve çalışma yarıçapına göre değişir; üreticiler farklı makine konfigürasyonları için performans tabloları sağlar.

Skreyper

Skreyper, ayrı yükleme ve taşıma makinelerine ihtiyaç duymadan toprak malzemesini orta ile nispeten uzun mesafelerde yükler, taşır ve boşaltır. Üç temel bölümü vardır: hazne veya yük bölmesi, ön kapak/apron ve arka ejektör duvarı. Açık haznenin alt ön kenarında genellikle değiştirilebilir bir kesici ağız bulunur; yükleme sırasında bu ağız zemine girip toprağı keserek hazneye yönlendirir. Hazne kaldırılıp indirilebilir. Elevatörlü skreyperlerde elevatör, klasik ön kapağın yerini alır veya onu destekler. Arka ejektör boşaltma sırasında malzemeyi dışarı itmek için ileri-geri hareket eder. Skreyperler motorlu veya çekili olabilir; motorsuz tipler günümüzde daha az yaygındır. Birçoğu dikey yükü ve dengeyi çeken traktörün taşıdığı tek akslı ünitelerdir. Çekici traktörler tekerlekli veya paletli olabilir. Başka düzenlerde tek akslı traktör ve skreyper bütünleşik bir traktör-skreyper oluşturur. İki akslı skreyperler paletli traktörlerle çekilebilir. Kaynak, paletli traktörle çekilen skreyper düzenlerinin günümüzde nispeten seyrek olduğunu belirtir.

Traktör

Traktör, yol ve bina yapımındaki en önemli makinelerden biridir ve çok sayıda kullanım alanına sahiptir. Temel görevi yükleri itmek veya çekmektir. Kazı ekipmanları, riperler, buldozer bıçakları, yan bomlu boru döşeyiciler, açılı bıçaklar ve hendek açıcılar dahil birçok ataşman takılabilir. Traktörler skreyper, vagon ve diğer ekipmanları da çekebilir. Genellikle çoğu turboşarjlı dizel motorlarla çalışır ve klasik veya otomatik şanzıman seçenekleri bulunur.

Traktör Türleri:

A) Paletli traktörler: Paletli traktörler çok farklı boyutlarda üretilir ve genellikle boyut, ağırlık ve güce göre sınıflandırılır. Makine ağırlığı önemlidir; çünkü mevcut motor gücünden bağımsız olarak azami çekiş kuvveti, makine ağırlığı ile zemin yüzeyindeki çekiş katsayısının çarpımıyla sınırlıdır. Paletler, nispeten düşük taşıma kapasitesine sahip zeminlerde çalışmayı ve yararlı çekiş elde etmeyi sağlar. B) Tekerlekli traktörler: Tekerlekli traktörler, skreyperleri çekerken veya iterken ve benzer işlerde daha yüksek hareket hızı sağlamak üzere tasarlanır. İki tekerlekli ve dört tekerlekli düzenlerde bulunur. İki tekerlekli bir traktör dengede kalmak için normalde skreyper gibi başka bir makineyle birlikte çalışmalıdır. Dört tekerlekli tiplerde bir veya iki tahrikli aks olabilir. Keskin kayalık zeminde lastiklerin zarar görme riski kullanımlarını kısıtlayabilir; ancak hasarı azaltmak ve çekişi artırmak için koruyucu zincirler takılabilir.

Ekskavatörler:

 Ekskavatörler, toprak hareketlerinde kullanılan ilk modern inşaat makineleri arasındaydı. Başlıca toprağı kazmak ve kamyonlara, römorklara veya konveyörlere yüklemek için kullanılırlar. Daha güçlü makineler, önceden parçalama yapılmadan masif kaya dışındaki çoğu zemin türünü kazabilir. Bir ekskavatörün üç temel bölümü vardır: alt takım, döner üst yapı veya kule ve ön ataşman. Alt takımlar genellikle paletli veya tekerleklidir. Paletli alt takım, kazı sahasında kararlı platform ve iyi hareketlilik sağlar; geniş temas alanı sayesinde zemin basıncı düşüktür ve yumuşak zeminlere uygundur. Paletleri ayrıca kayma riskinin bulunduğu yerlerde ek çekiş sağlar. Dezavantajı düşük hareket hızıdır. Tekerlekli alt takımlar daha hızlı hareket eder ve sert yüzeylerde sık yer değiştirme gerektiren küçük işlerde daha kullanışlı olabilir. Kaynak, kendinden tahrikli tekerlekli ekskavatörlerle kamyon şasisi üzerine monte edilen ekskavatörleri ayırır ve sırasıyla yaklaşık 50 ve 80 km/s azami hız verir.

Ekskavatör Türleri:

A) Bekolu ekskavatör: çeşitli yerel adlarla da bilinen bu tip mekanik veya hidrolik olabilir ve kazı için uygundur. B) Halatlı ekskavatör: hareketli alt takım üzerine monte edilmiş döner üst yapı ve ön kazı ataşmanından oluşur; kaynak mekanik ve hidrolik çeşitlerden söz eder. C) Dragline: operatör kabini, bom, çekme kovası ve çeşitli bölümlerini kontrol eden halatlardan oluşur. Dayandığı seviyenin çok üstünde veya altında kazı yapabilir ve birçok zemin türünde kullanılır. Uzun bomu kazı ve boşaltma için kullanışlıdır; kısa çalışma çevrimi avantajlarından biridir. D) Vinç: operatör kabini, uzun kafes bom ve kaldırma mekanizmasından oluşur ve normalde ağır cisimleri kaldırıp taşımak için kullanılır. Diğer işler için boma farklı ataşmanlar bağlanabilir. Vinçler mekanik veya hidrolik olabilir; günümüzde hidrolik makineler daha yaygındır.

Hidrolik Kırıcı Ataşmanlı Paletli Bir Aracın Hidrolik Devresi