Дорожный каток

Во всей гамме дорожно-строительной техники достойное место занимают дорожные катки (машины для уплотнения грунтов укатыванием), используемые для уплотнения грунта в дорожных насыпях, на спланированных площадках, плотинах и других земляных сооружениях. Уплотнение грунта представляет собой важную составную часть технологии строительного процесса.

Целью уплотнения является увеличение стабильности слоя грунта для придания ему необходимой несущей способности; от того, как выполнены работы по уплотнению, зависят надежность, качество и долговечность строительного объекта. Катки применяют в различных сегментах строительного производства: автодорожном, железнодорожном, промышленном, городском, гидротехническом, аэродромном строительстве и т. д. Тип применяемых технических средств определяется следующими основными показателями– характеристиками грунта – типом материала (грунт или асфальтобетонная смесь) и характеристики материала – размер частиц, вязкость, пластичность и т. п.;

– геометрическими размерами уплотняемой поверхности (объемом работ);

– толщиной уплотняемого слоя и заданной плотностью (или степенью уплотнения);

– климатическими особенностями места проведения работ (например, работа при низких температурах требует специального дооборудования серийных катков).

По принципу действия дорожные катки делятся на статические и вибрационные (вибрационные и трамбовочные машины), по способу перемещения – на самоходные и прицепные. Рабочие органы дорожного катка – стальные вальцы могут быть гладкими, решетчатыми или иметь на своей поверхности кулачки (шипы). В некоторых конструкциях дорожных катков стальные вальцы заменены пневматическими шинами.

Катки статического действия применяются для уплотнения суглинков, супесей и других связных грунтов. Несвязные грунты (песчаные, гравелистые и т. п.) уплотняют трамбованием ударами плит или грузов, падающих свободно или принудительно, а также с применением виброкатков и виброплит.

В зависимости от вида рабочего органа различают самоходные катки с гладкими вальцами, самоходные, полуприцепные и прицепные пневмоколесные катки, а также прицепные кулачковые и решетчатые катки.

Самоходные катки с гладкими вальцами применяют для уплотнения насыпных грунтов, черных, гравийно-щебеночных дорожных оснований и асфальтобетонных покрытий. По рыхлым поверхностям такие катки перемещаются плохо, невелика и толщина уплотняемого грунта: 10...15 см. Кулачковые катки, у которых на поверхности вальцов закреплены стальные кулачки в форме усеченного конуса, оказывают большее удельное давление на грунт; толщина уплотняемого слоя – 30 см

При движении дорожного катка под кулачками в грунте образуются плотные ядра, которые за несколько проходов сливаются в уплотняемый слой. Для уплотнения грунтов, содержащих крупные фракции (мерзлые, взорванные скальные грунты, галечники) применяются решетчатые дорожные катки, вальцы которых имеют поверхность в виде решетки. Толщина уплотняемого слоя в этом случае составляет 25...40 см. Для повышения рабочих скоростей при уплотнении грунтов дорожных насыпей применяют пневмоколесные катки. Они уплотняют грунт слоями толщиной до 30 см при ширине полосы 2,6 м за 8...12 проходов.

Основным эксплуатационным недостатком всех катков статического действия является необходимость многократных проходов по одному следу для достижения требуемой плотности. Причем по мере уплотнения прочность грунта увеличивается, а эффективность уплотнительной работы снижается. При уплотнении несвязных грунтов более эффективными являются вибрационные машины – вибрационные катки и машины с виброплитами. Вибрационное уплотнение впервые применили в Германии в начале 1930-х годов. Большинство современных катков для увеличения уплотняющего усилия оборудовано вибрационными вальцами; считается, что вибратор увеличивает производительность катка на 50...80%.

В вибрационных машинах эффект вибрации дополняет статическое воздействие уплотняющих вальцов, интенсифицируя их воздействие на грунт. В вибрационных катках основным рабочим органом является вибровалец – пустотелый барабан, внутри которого размещается механизм возбудителя вибрации. Под действием колебаний в грунте происходят структурные изменения, связи между частицами грунта становятся более устойчивыми, вода и воздух вытесняются. Использование вибрационного принципа позволяет достичь требуемой плотности грунта катками значительно меньшей массы или, при одинаковой массе машин, увеличить в 2...2,5 раза толщину уплотняемого слоя и уменьшить число проходов. Таким образом, усложнение конструкции и, как следствие, более высокая стоимость виброкатков компенсируются более высокими производительностью и качеством при проведении уплотнительных работ.

На небольших площадях уплотняемого грунта (например, при обратной засыпке траншей и котлованов) на слабосвязанных грунтах применяют вибрационные поверхностные уплотнители – виброплиты, рабочим органом которых является плита с дебалансными вибраторами.

По материалам: http://www.os1.ru