Sistemul inteligent „SEISMIC” dezvoltat de producătorul suedez de utilaje DYNAPAC, îmbunătățește semnificativ performanța de compactare, comparativ cu modul de compactare convențională, efectuată la frecvență fixă.
Sistemul SEISMIC detectează automat frecvența optimă de compactare (frecvența de rezonanță a sistemului tambur-sol) și ajustează continuu setările mașinii în funcție de datele obținute la fiecare 0,2 secunde. Creșterea performanței a fost dovedită într-un program extins de testare, prin care a fost comparată performanța compactării cu sistemul SEISMIC pornit și respectiv oprit. S-au făcut comparații atât într-un mediu de laborator, controlat, cât și prin mai multe teste de compactare în șantiere.
Compactarea fiecărui strat reprezintă una dintre operațiunile care necesită cel mai mult timp și foarte multe resurse (în general trebuie utilizate mai multe utilaje de compactare în paralel), cu un consum important de combustibil. Aceasta trebuie realizată corect, iar numărul de treceri, frecvența de vibrare sau tipul cilindrilor sunt elemente definitorii pentru o compactare corectă. Practic, o compactare defectuoasă duce la distrugerea ulterioară a fundației, fie prin fenomenul de alunecare laterală a straturilor de pietriș din structura de rezistență, fie prin denivelările apărute pe calea de rulare (în cazul drumurilor). De asemenea, prima compactare, se face direct pe suprafața solului (argilos, nisipos, pietros șamd), pe când următoarele se realizează pe diferite straturi. Pentru fiecare tip de strat, frecvența de compactare a cilindrului trebuie să fie diferită, la fel și numărul de treceri, pentru a obține un rezultat optim cu cheltuieli minime.
Programul de testare derulat cu minuțiozitate științifică a scos la iveală numeroase beneficii aduse de sistemul SEISMIC. În continuare sunt prezentate cele mai importante teste și rezultate care pot fi aplicate direct pe șantier.
O compactare mai bună a solului cu mai puține treceri
Obținerea unui grad bun de compactare a solului sau a straturilor de pietriș este esențială și este dificil de realizat, dacă nu există un mod de a controla exact frecvența de compactare, aceasta fiind diferită în funcție de componența solului. Atât fenomenul de subcompactare cât și cel de supracompactare duc la necesitatea reluării procesului de construcție a stratului respectiv de material.
Rezultatele testelor de încărcare statică pe plăci, realizate în condiții de șantier, sunt prezentate în imaginea de mai jos. O valoare mai mare a lui Ev2 indică faptul că rigiditatea obținută a solului este mai mare și astfel că efortul de compactare a fost mai eficient. Rezultatele arată că aceeași rigiditate este obținută după 11 treceri la frecvența de 20 Hz, aceasta fiind frecvența optimă de compactare, detectată automat de de sistemul SEISMIC, comparativ cu 16 treceri la o frecvență fixă, de 31 Hz, astfel că numărul de treceri a fost redus cu aproape 30%!
Numărul mai mic de treceri duce la o ecomomie mare de timp, combustibil și bani. În plus, un alt avantaj este dat de consumul scăzut de energie, care în timpul funcționării unui utilaj de echipat cu sistem SEISMIC este mai mic în comparație cu unul convențional, deoarece frecvența de compactare este semnificativ mai mică atunci când mașina funcționează în modul SEISMIC.
Stratul superior păstrează densitatea optimă
Măsurarea densității după șase treceri ale compactorului, făcute atât la o frecvență optimă cât și la o frecvență fixă sunt prezentate în figura de mai jos. Liniile gri indică densitatea inițială, înainte de compactare, iar liniile negre indică densitatea după șase treceri cu vibrare.
În stânga sunt prezentate măsurătorile la o frecvență optimă, de 20 Hz, iar în dreapta cele la o frecvență fixă, superioară celei optime, de 31 Hz. Din măsurătorile efectuate după compactare, se observă că scăderea densității stratului superior este mult mai mică în cazul frecvenței de 20 Hz comparativ cu cea de 31 Hz.
Slăbirea stratului superior este o problemă ce apare frecvent la compactarea prin vibrare a materialelor granulare, dar care nu devine critică atunci când frecvența de compactare este reglată automat la o valoare optimă, iar efectul de segregare este redus considerabil.
Și acest aspect este deosebit de important în reducerea costurilor legate de compactare, deoarece slăbirea stratului superior trebuie, în mod normal, remediată prin una sau mai multe treceri statice, care se realizează la sfârșitul lucrării. Rezultatele obținute sugerează că aceste treceri statice pot fi omise dacă mașina funcționează în modul SEISMIC și acest lucru, la rândul său, va economisi din nou timp, combustibil și bani.
O concluzie foarte importantă este că frecvența redusă implică și o reducere semnificativă a forței centrifuge, deoarece aceasta este proporțională cu pătratul frecvenței de compactare. Forța centrifugă este adesea folosită pentru măsurarea performanței de compactare a tamburului, dar rezultatele pe teren arată în mod clar că o forță centrifugă mai mare nu este egală cu o creștere a performanței de compactare. Ceea ce este important, vedem că frecvența de compactare corectă este diferită, în funcție de caracteristicile terenului de pe fiecare șantier. Dacă este găsită și utilizată corect, se obțin economii importante de bani, dar și o reducere a timpului necesar compactării, exact ceea ce face sistemul SEISMIC.
O compactare performantă reduce forța centrifugă
Concluzii
- Compactarea prin vibrare este cel mai eficient mod de lucru dacă se realizează cu o frecvență apropiată de frecvența de rezonanță a sistemului tambur-sol, frecvență ce poate fi determinată cu ajutorul sistemului SEISMIC dezvoltat de Dynapac.
- Din testele realizate, numărul de treceri până la atingerea unui anumit grad de compactare poate fi redus cu până la 30 %, dacă se utilizează sistemul SEISMIC
- Efectul de slăbire a suprafeței la compactarea materialelor granulare, o problemă comună pentru compactarea convențională, este în mare parte eliminat pentru straturile granulare, ceea ce înseamnă că trecerile statice, care în mod normal sunt obligatorii și se realizează către sfârșitul procesului de compactare în cadrul procesului denumit generic „compactare finală”, ar putea fi omise dacă se utilizează sistemul SEISMIC.
- Sistemul SEISMIC permite economii de combustibil de până la 10 % în comparație cu o compactarea convențională. În combinație cu modul ECO Dynapac, întotdeauna implementat pe utilajele cu SEISMIC, se pot obține economii de combustibil de până la 25%.
- Amplitudinea de lucru a tamburului este mult îmbunătățită atunci când mașina funcționează în modul SEISMIC. Aceasta, la rândul său, produce tensiuni mult mai mari în sol (comparativ cu o compactarea convențională), care contribuie la o compactare mai bună.
- Compactarea în modul SEISMIC utilizează frecvențe mai mici în comparație cu sistemul convențional. Acest fapt economisește combustibil și energie. De asemenea, s-ademonstrat practic că o forța centrifugă mai mare nu atrage după sine un grad de compactare mai bun.
- Frecvența de compactare a sistemului SEISMIC este mai mică decât cea fixă, ceea ce duce implicit la reducerea uzării mașinii și a nivelului de zgomot emis.
