نگهداری از جاده‌های شهری برای تصویر شهر و کیفیت زندگی ساکنان بسیار مهم است. جاروهای خیابانی، به عنوان تجهیزات اصلی تمیز کردن، تأثیر قابل توجهی بر اثربخشی تمیز کردن دارند. در حال حاضر، دو نوع اصلی جارو - برس و مکش - هر کدام در فصل اوج برگ‌ها محدودیت‌هایی دارند. این مطالعه ویژگی‌های ساختاری و عملکرد جاروها را که توسط اداره بزرگراه ملی توکیو استفاده می‌شود، بررسی می‌کند تا فرصت‌های بهینه‌سازی را شناسایی کند.

نگهداری از بزرگراه‌های توکیو در درجه اول از سه نوع جارو استفاده می‌کند: بازچرخش خلاء، برس چهار چرخ و مدل‌های برس سه چرخ، که هر کدام دارای ویژگی‌های ساختاری متمایزی هستند که بر عملکرد تأثیر می‌گذارند.

این واحدها از مکش قدرتمند از طریق دمنده‌ها برای جمع‌آوری زباله‌ها استفاده می‌کنند. در حالی که برای ذرات ریز مؤثر هستند، طراحی آن‌ها به دلیل محدودیت‌های درگاه ورودی و گرفتگی مکرر، با اقلام بزرگتر مانند برگ‌ها و شاخه‌ها مشکل دارد. شاسی چهار چرخ نصب شده بر روی کامیون، سیستم خلاء را پشتیبانی می‌کند.

با استفاده از برس‌های چرخشی برای هدایت زباله‌ها به داخل سطل‌های جمع‌آوری، این جاروها در مورد اشیاء بزرگتر عالی هستند، اما اغلب برگ‌ها را پراکنده می‌کنند تا اینکه آن‌ها را جمع‌آوری کنند. طراحی شاسی کامیون آن‌ها شامل برس‌های نصب شده است که گرد و غبار تولید می‌کنند و کارایی محدودی برای ذرات ریز نشان می‌دهند.

این جاروها که مشابه مدل‌های چهار چرخ عمل می‌کنند، اما با شاسی‌های سه چرخ تخصصی، مانورپذیری برتری را در فضاهای تنگ مانند پیاده‌روها ارائه می‌دهند. با این حال، وضعیت متوقف شده آن‌ها، نگهداری را به یک چالش تبدیل می‌کند.

اداره بزرگراه توکیو دو اصلاح کلیدی را برای جاروهای خلاء برای جمع‌آوری برگ‌ها اجرا کرد:

فلپ‌های لاستیکی اصلی که برای جلوگیری از پراکندگی گرد و غبار طراحی شده بودند، برای کاهش تداخل جمع‌آوری برگ‌ها در حالی که کنترل گرد و غبار را حفظ می‌کردند، کوتاه شدند.

درگاه‌های ورودی قابل تنظیم کمی بالا برده شدند تا از تجمع برگ‌ها در حالی که راندمان مکش حفظ می‌شد، جلوگیری شود.

آزمایش‌های میدانی نشان داد:

• جاروهای خلاء اصلاح شده موفقیت جزئی در جمع‌آوری برگ‌ها نشان دادند، اما زباله‌های باقیمانده را باقی گذاشتند
• مدل‌های برس چهار چرخ اغلب برگ‌ها را پراکنده می‌کردند و آلودگی ثانویه ایجاد می‌کردند
• واحدهای برس سه چرخ عملکرد نسبتاً بهتری را با وجود محدودیت‌های عملیاتی نشان دادند

مدل‌های خلاء با گرفتگی برگ‌ها در لوله‌های ورودی مواجه هستند، در حالی که انواع برس با گیر کردن نوار نقاله از برگ‌ها و شاخه‌ها دست و پنجه نرم می‌کنند. طراحی سه چرخ متوقف شده، در حالی که مؤثر است، چالش‌های پایداری را به همراه دارد.

آزمایش‌ها نشان داد که اسپری آب تأثیر ناچیزی بر راندمان جمع‌آوری برگ‌ها دارد.

یافته‌های کلیدی نشان می‌دهد:

• جاروهای خلاء برای جمع‌آوری جامع برگ‌ها به اصلاحات اضافی نیاز دارند
• مدل‌های برس چهار چرخ بدون طراحی مجدد قابل توجه برای جمع‌آوری برگ‌ها نامناسب هستند
• طرح‌های برس سه چرخ نویدبخش هستند اما با مشکلات در دسترس بودن مواجه هستند

بهینه‌سازی‌های توصیه شده شامل:

• افزودن برس‌های کمکی به مدل‌های خلاء
• آزمایش مواد ورودی جایگزین
• افزایش ظرفیت دمنده و ابعاد ورودی
• طراحی مجدد سیستم‌های نوار نقاله در مدل‌های برس

زمینه‌های تحقیقاتی بالقوه عبارتند از:

• علم مواد برای سطوح ورودی ضد چسبندگی
• بهینه‌سازی طراحی برس
• پیشرفت‌های سیستم دمنده
• فناوری‌های حسگر هوشمند برای تمیز کردن تطبیقی

اجرا مستلزم ارزیابی موارد زیر است:

• فضای فیزیکی برای اجزای کمکی
• ظرفیت سیستم‌های قدرت
• دوام مواد و عوامل هزینه
• پایداری خودرو با طرح‌های اصلاح شده

با خارج شدن جاروهای سه چرخ از رده، بهینه‌سازی مدل‌های خلاء موجود، مسیر عملی‌ترین را برای جمع‌آوری کارآمد برگ‌های پاییزی در عملیات نگهداری شهری ارائه می‌دهد.