Как выбрать каток для уплотнения щебня

Обновлено: 05.05.2024

Для достижения требуемой плотности грунта в теле насыпи требуется искусственное уплотнение, поскольку плотность отсыпаемого грунта гораздо меньше требуемой. Так, при возведении земляного полотна бульдозерами плотность грунта, укладываемого ими в насыпь, не превышает 0,7. 0,8 от оптимальной. При использовании грейдер-элеваторов эта величина ещё ниже и чаще всего находится в пределах 0,55. 0,70. Скреперы и автомобили-самосвалы обеспечивают более высокую плотность (0,80. 0,95) благодаря укатке грунта колесами при транспортировке грунта по возводимому слою насыпи.

Существуют три основных способа уплотнения грунтов: укаткой, вибрированием и трамбованием. Выбор способа уплотнения зависит от вида грунта, его влажности, толщины уплотняемого слоя, потребной степени уплотнения, производительности и маневренности машин. Техническая характеристика машин для уплотнения грунтов приведена в табл. 1.10.1 [53].

Машины для уплотнения грунтов

Тип и марка машины	Базовый трактор	Масса, т (без балласта и с балластом)	Параметры уплотнения	Мощность двигателя, кВт	Скорость движения, км/ч
толщина слоя, м	ширина слоя, м
Вибрационные катки:
ДУ-70 (прицепной)	МТЗ 80/82	5,7	0,30	2,0	-	3. 6
ДУ-74 (самоходный)	Д-243	9,0	0,35	1,7	55,2	До 7
ВГ-1202 (самоходный)	Д-245	12,0	0,40	2,25	73,5	>>5,6
ДУ-62А (самоходный)	Д-440-11	13,0	0,45	2,0	93,5	>>6,5
ДУ-58А (самоходный)	Д-40-11	15,0	0,45	2,0	93.5	>>6,5
ДУ-57-А (самоходный)	-	8,8	0,35	2,4	>>7,0
Д-603 (прицепной)	T-75	6,0	До 0,2	1,8	36,7	>>3,0
Д-63(прицепной)	Т-100	12,0	0,30	1,8	88,2	>>3,0
Кулачковые катки:
ДУ-70-1 (прицепной)	T-I50K	6,3	0,25	2,0	110,2	>>6,0
ДУ-26 (прицепной)	Т-75	5,0 и 9,0	0,20	1,8	55,1	4,5
ДУ-3А (прицепной)	Т-100	12,3 и 30,0	0,35	2,8	73,5	>>15
ДУ-32А (прицепной)	Т-100	9,0 и 18,0	0,30	2,6	73,5	>>4
Катки на пневматических шинах:
ДУ-30 (прицепной)	Т-75	4,0 и 12,0	0,27	2,2	55,1	5. 8
ДУ-39А (прицепной)	Т-100	6,28 и 25,0	0,35	2,53	73,5	5. 10
ДУ-16В (полуприцепной)	МАЗ-529Е	7,3 и 25,9	0,40	2,62	15. 40
Д-599 (полуприцепной)	БелАЗ-531	27,8 и 56,7	0,43	2,68	-	15. 40
ДУ-65 (самоходный)	Д-243	12,0	0,40	1,7	55,2	До 8,0
Трамбующие машины:
ДУ-12	T-100М	6 (масса плиты 1,4)	1,0	2,5 (площадь плиты 1,0 м 2 )	73,5	0,08. 0,2
Дизель-трамбующая, самоходная ЦНИИС-РМЗ	-	18,8	1,2	2,8 (площадь трамбовки 0,4 м 2 )	-	До 0,3
ДУ-90 (вибромашины)	СП-6Д	0,23	0,35	0,55	4,4	-

При уплотнении укаткой сближение частиц грунта и придание ему устойчивой структуры обеспечивается благодаря действию массы катка, многократно проехавшего по поверхности уплотняемого грунта. Моторные катки с гладкими вальцами из-за малой эффективности используют только при завершающей стадии укатки верхнего слоя насыпи для придания ему ровности. Пневмоколесные катки могут уплотнять все виды грунтов. Их основные преимущества по сравнению с катками с гладкими вальцами заключаются в большей площади контакта с поверхностью грунта, более равномерным распределением давления по этой площади, а также в том, что благодаря эластичности шины эта площадь в процессе укатки сравнительно мало изменяется. Все это способствует увеличению глубины распространения напряжений в уплотняемом грунте и длительности их воздействия по сравнению с катками с гладкими вальцами, при повторных проходах которых площадь контакта и глубина распространения напряжений постоянно уменьшается.

Эффективное уплотнение грунта укаткой обеспечивается при условии, что удельное давление рабочего органа катка на грунт близко к его пределу прочности. При недостаточных контактных давлениях необходимая плотность не может быть достигнута, а при превышении давления возникают явления местного разуплотнения (волнообразование перед колесами катков). При уплотнении катками на пневматических шинах предел прочности составляет: песков и супесей 3. 4, легких суглинков 4. 6, тяжелых суглинков 6. 8, глин 8. 10 Па. В соответствии с этим, при уплотнении связных грунтов рекомендуется применять катки с давлением в шинах 5. 6 атм., а при уплотнении несвязных грунтов - в пределах 2. 3 атм. Конструкция катков на пневматических шинах позволяет регулировать как давление в шинах, так и массу катка, зависящую от его загрузки балластом.

Самоходные катки на пневматических шинах отличаются от прицепных большей маневренностью, поэтому они находят широкое применение на участках небольшого протяжения и при ограниченном фронте работ.

Кулачковые катки рекомендуется использовать для уплотнения тяжелых связных грунтов, особенно комковатых. Особенность работы этих катков заключается в том, что они уплотняют грунт, расположенный ниже уровня заглубления кулачков, верхнюю же часть слоя, находящуюся выше этого уровня, разрыхляют. Уплотнение этой части слоя, толщина которой обычно не превышает 5. 6 см, достигается после отсыпки и укатки следующего слоя. Барабаны кулачковых катков изготавливают полыми для возможности их загрузки балластом.

Для уплотнения несвязных грунтов кулачковые катки неэффективны, так как такие грунты они только разрыхляют. Хорошие результаты достигаются при использовании кулачковых катков в комплекте с катками на пневматических шинах. В этом случае в начальной стадии уплотнения рыхлый грунт укатывают кулачковыми катками, а для окончательного уплотнения и придания требуемой плотности и ровности верхней части слоя, используют катки на пневматических шинах.

Решетчатые катки эффективны для уплотнения комковатых связных грунтов, гравелистых, а также содержащих мерзлые комья. Вальцы этих катков сделаны из сварной или литой решетки с квадратными ячейками 15´15 или 20´20 см. Решетчатые катки, также как кулачковые, рационально применять в комплекте с катками на пневматических шинах.

Производительность катка, м 3 /смену, можно определить по формуле

где Т - продолжительность смены, ч;

К - коэффициент использования рабочего времени (К_в = 0,85);

L - длина захватки, м;

Н - толщина уплотняемого слоя в плотном теле, м;

в - ширина вальца катка, м;

в_о - ширина полосы перекрытия следа предыдущего прохода м, (в_о = 0,2 м);

V - рабочая скорость, м/с;

t_пов - время на поворот, с;

п - необходимое число проходов катка по одному следу.

При уплотнении грунтов вибрированием взаимное перемещение частиц возникает вследствие колебательных движений, сообщаемых вибратором. В процессе взаимных перемещений частицы постепенно занимают все более устойчивое положение, чем обеспечивается повышение плотности грунта. Уплотнению вибрированием хорошо поддаются несвязные и малосвязные грунты. Суглинки и глины, характеризуемые преобладанием мягких частиц и хорошим сцеплением, уплотнять вибрированием неэффективно. Наибольшее применение в дорожном строительстве получили прицепные вибрационные катки. Рабочим органом виброкатка является жесткий валец, сообщающий грунту колебательные движения и одновременно воздействующий на него своей массой. Значительно реже для уплотнения грунта используют виброплиты.

Основными параметрами, характеризующими вибрационные машины, являются их масса, возмущающая сила, частота колебаний и размеры рабочего органа - вальца или плиты.

Производительность вибрационных машин определяют по формуле

где - коэффициент использования рабочего времени с учетом поворотов, равный 0,7. 0,8. Остальные обозначения так же, как в (1.10.1).

В последние годы виброуплотнение получает все большее распространение, увеличивается разнообразие машин, особенно перспективными считают самоходные вибрационные катки комбинированного действия. Виброкатками массой 4. 5 т уплотняют грунт слоями 40. 50 см, катками большей массы - слои толщиной 60. 80 см. Количество проходов по одному следу при оптимальной влажности грунта составляет четыре - пять.

Трамбование является эффективным универсальным способом уплотнения, пригодным для любого вида грунтов. Важным преимуществом трамбования является возможность уплотнять грунт слоями большей толщины, чем при применении других способов уплотнения, и в стесненных условиях. Наиболее простым устройством для уплотнения грунтов трамбованием является трамбующая плита, подвешенная к стреле экскаватора или крана. Масса плит от 2. 3 до 12. 15 т, высота подъёма и сбрасывания плиты в начале 2 м, затем 5. 6 м. Толщина уплотняемого слоя равна ширине плиты. Количество ударов два - три. Уплотнение верхнего слоя производят катками или сбрасыванием плиты с высоты 0,5 м.

Наряду с трамбующими плитами для уплотнения грунта трамбованием могут быть использованы трамбующие машины со свободнопадающими плитами на базе гусеничных тракторов, дизель-трамбовочные машины, рабочими органами которых служат дизель-трамбовки и др.

Производительность трамбующей машины можно определить по формуле

где В - ширина плиты, м.

Оптимальную толщину уплотняемого слоя гладкими вальцовыми катками, кулачковыми катками и катками на пневматических шинах можно определить по формулам, приведенным в табл. 1.10.2.

Формулы для определения оптимальной толщины уплотняемого слоя

Уплотняющее средство	Связные грунты	Несвязные грунты
Гладкие вальцовые катки
Кулачковые катки	H = 0,65(I + 2,5b - h_p)	He уплотняют
Катки на пневматических шинах

W, W_о - соответственно фактическая и оптимальная влажность грунта;

q - удельное линейное давление, Па;

R - радиус вальца катка, см;

I - длина кулачка, см;

b - минимальный размер опорной части поверхности кулачка, см;

h_p - глубина рыхления уплотненного слоя грунта кулачками (5 см);

Q - нагрузка на колесо катка, кг.

Основные данные, характеризующие различные уплотняющие средства, и области рационального применения приведены в табл. 1.10.3.

Основные характеристики уплотняющих машин

Наименование и тип машины	Оптимальная толщина слоя в плотном теле, см	Необходимое число проходов (ударов)	Примерная призводительноть, м 3 /ч
связный грунт	несвязный грунт	связный грунт	несвязный грунт	связный грунт	несвязный грунт
Кулачковый каток	20. 25 15. 20	-	6. 8 8. 12	-	130. 170	-
Катки прицепные на пневматических шинах:
12. 15 т	15. 20 10. 15	20. 25 15. 20	6. 8 8. 12	4. 6 6. 8	60. 90	140. 200
25. 30 т	30. 35 20. 25	35. 40 25. 30	6. 8 8. 10	4. 6 6. 8	90. 140	200. 300
40. 50 т	35. 40 25. 30	45. 50 35. 45	6. 8 8. 10	4. 6 6. 8	140. 200	250. 300
Трамбующая машина	40. 50 30. 40	50. 60 40. 50	130. 150	450. 500
Трамбующая плита массой 2 т при высоте падения 2 м	80. 90 70. 80	100. 110 80. 90	4. 6 6. 8	2. 4 4. 6	30. 80	45. 100
Вибрационные катки:
3 т	-	30. 40 20. 30	-	3. 4	-	200. 250
6 т	-	40. 60 30. 50	-	3. 4	-	250. 300

Примечание.В числителе данные, соответствующие требуемому коэффициенту уплотнения 0,95, в знаменателе коэффициенту уплотнения 0,98. 1,0.

В настоящее время наиболее распространенными средствами уплотнения грунтов являются прицепные катки на пневматических шинах, кулачковые, вибрационные и решетчатые. Они просты в эксплуатации. Стоимость работ при их использовании ниже, в сравнении с другими уплотняющими машинами. Однако недостатками их является сравнительно небольшая толщина уплотняемого слоя и возможность применения только на участках длиной не менее 50. 100 м, и шириной не менее 10. 12 м.

Для уплотнения откосов используют гладкие вальцы, вибровальцы или трамбующие плиты, смонтированные в виде навесного оборудования к автомобильным кранам или экскаваторам.

Основные технологии, применяемые в дорожном строительстве, в течение последнего десятилетия практически не изменились. Единственным ресурсом для повышения производительности в этой сфере остается техника, с помощью которой выполняются работы. Сжатые сроки реализации проектов не всегда положительно влияют на конечный результат. Для уплотнения некоторых материалов требуется не только правильно выбрать и применить подходящую машину, но и иметь в запасе достаточное количество времени.

Надо понимать, что в конечном итоге качество дорожного покрытия намного важнее скорости, с которой выполняются работы. Значительная роль при этом отводится грунтовым каткам: от качества работ по уплотнению грунта зависит способность конструкции дорожной одежды сохранять прочность в течение всего срока службы. Чем лучше уплотнен грунт, тем выше его морозостойкость и способность выдерживать зимние перепады температуры без деформации. Правильное применение даже одного грунтового катка может оказать огромное влияние на качество и эксплуатационные характеристики будущей дороги. При больших объемах работ с помощью автоматизированных систем, которые позволяют контролировать уплотнение, можно существенно снизить долю брака и предотвратить дорогостоящие переделки.

Грунтовые катки с гладкими вальцами рекомендуется использовать для уплотнения сыпучих материалов, в то время как кулачковые вальцы лучше всего подходят для связных грунтов. Большинство изготовителей предлагают для своих машин дополнительные съемные бандажи с кулачками, которые позволяют переоборудовать машины из гладковальцовых в кулачковые. Чем выше производительность катка, тем меньше требуется проходов, чтобы достичь максимальной степени уплотнения. К факторам, характеризующим производительность грунтовых катков, относятся статическая и динамическая нагрузки. Уровень уплотняющей способности машины определяется статической линейной нагрузкой на валец и максимальной амплитудой. Тяжелые машины с широкими вальцами обычно используются для больших проектов. Машины меньшей массы с более узкими вальцами подойдут не только для дорожного строительства, но и для коммунальных работ, таких как устройство траншей для прокладки трубопроводов. Для распределения грунта они комплектуются бульдозерными отвалами.

Одновальцовые грунтовые катки, особенно более тяжелые модели, часто используются для работ на крутых уклонах, например при устройстве ячеек полигонов твердых коммунальных отходов. Катки, у которых в системе хода используются два гидравлических насоса, один для привода вальца, другой для привода заднего моста, способны преодолевать уклоны до 60%. Шарнирное сочленение с возможностью осцилляции на наклонной поверхности обеспечивает постоянный контакт вальца и шин с грунтом. Новые технологии, которые помогают оператору катка работать эффективнее и не оставлять неуплотненных участков, являются одним из способов снижения затрат, особенно если они просты в использовании. Существует широкий ассортимент одновальцовых катков с рабочей шириной от 2 до 2,4 м с различным уровнем производительности. Правильный выбор машины гарантирует, что работа будет вестись с максимальной эффективностью.

Грунтовые катки – это универсальные машины, которые используются для различных видов работ. Тем не менее при выборе катка лучше отдать предпочтение более тяжелой машине. Дополнительные расходы на ее техническое обслуживание будут небольшими, а разница в производительности существенна. Система интеллектуального уплотнения может быть очень полезным инструментом, чтобы избежать лишних проходов и чрезмерного уплотнения. Например, система Dynapac Dyn@lyzer отслеживает количество проходов в реальном времени, а также имеет режим обнаружения слабых мест на участке уплотнения. Она предназначена для того, чтобы оператор смог достичь полного уплотнения слоя за необходимое количество проходов. Для позиционирования используется приемник спутниковой системы навигации.

Бренды и модели

Новая красно-белая гамма катков Dynapac подчеркивает независимость бренда, который имеет собственную сеть продаж, уникальные технологии и большой портфель продуктов. Красный цвет всегда был одним из главных факторов узнаваемости Dynapac. Новые цвета подчеркивают инновационный характер, современный стиль бренда Dynapac, который теперь входит в группу Fayat. Модельный ряд Dynapac включает 7 основных моделей грунтовых катков с поперечным расположением двигателя в заднем свесе, начиная с CA1500D массой 7 т, обладающего статической линейной нагрузкой 21 кг/см. Замыкает линейку тяжелый каток Dynapac CA6500D массой 21 т и статической линейной нагрузкой 65 кг/см. Вибрационная система катка обеспечивает амплитуду 0,8/2,1 мм и возможность уплотнения слоев щебня, превышающих 1 м, песка – 0,9 м и глины – 0,4 м. Каток оснащается комфортабельной кабиной и автоматической противобуксовочной системой Anti-Spin. В качестве силовой установки используется 6-цилиндровый дизельный двигатель Deutz мощностью 150 кВт.

Операторы, безусловно, положительно оценят улучшенную обзорность и удобство рабочего места катков. Оно основано на едином поворотном модуле управления, состоящем из комфортабельного кресла, регулируемой рулевой колонки и подлокотника, включающего в себя все органы управления и информационный дисплей. Встроенный плотномер помимо сокращения непродуктивных проходов позаботится о сохранности компонентов катка, предотвращая работу по переуплотненному грунту, снижая нагрузку на центральный шарнир и резиновые опоры вальца.

Линейка Bomag, состоящая из более чем 20 моделей катков для уплотнения грунта, не считая их модификаций, открывается компактной моделью катка нового поколения BW 177 D-5 массой 6,6 т. Доступна версия этой машины повышенной проходимости (BW 177 DH-5) и с кулачковым вальцом (BW 177 PDH-5). Эта машина подойдет для применения не только в дорожном строительстве, она успешно может использоваться на внутригородских строительных площадках: при устройстве тротуаров, пешеходных и велодорожек, при работах по прокладке и ремонту подземных коммуникаций, устройству ландшафтного дизайна парков и скверов. Функциональность катка может быть расширена благодаря применению бульдозерного отвала – в траншее или на городской стройке каток может сам распределять и планировать материал и тут же уплотнять его. Этот каток, как и все другие модели катков BOMAG пятого поколения, в стандартной комплектации оборудован системой непрерывного контроля уплотнения BOMAG ECONOMIZER, которая в реальном времени информирует оператора о ходе процесса уплотнения и позволяет оптимизировать число проходов и обнаружить недоуплотненные участки, тем самым позволяет не только экономить на топливе, ресурсе машины и времени выполнения работ, но и избежать возможных затрат на исправление брака, связанного с недостаточным уплотнением. Для всех моделей гладковальцовых катков BOMAG доступны комплекты трехсегментных кулачковых обечаек для более эффективного уплотнения связных грунтов.

Завершают линейку грунтовые катки массой 26 т различных модификаций: с гладким вальцом (BW 226 DH-5), с кулачковым вальцом (BW 226 PDH-5), с системой BOMAG VARIOCONTROL (BW 226 BVC-5), каток с полигональным вальцом повышенной глубины воздействия (BW 226 DI-5) и наконец, каток со скалоломным вальцом (BW 226 RC-5). Все эти машины имеют привод хода с двумя насосами и независимым приводом вальца и задней оси, позволяющую этим тяжелым машинам преодолевать уклоны более 50%. Полигональный валец благодаря специальной форме обеспечивает огромное давление в грунте и большую глубину воздействия – отсыпка и уплотнение щебня и песчано-гравийных смесей возможна слоями до 2 м. Система BOMAG VARIOCONTROL играет важнейшую роль в повышении качества работы катка. Она в автоматическом режиме изменяет амплитуду во время процесса уплотнения. При этом участки с низкой несущей способностью уплотняются с большой амплитудой, a уплотненные места – с более низкой амплитудой. Это позволяет передавать максимально возможное количество энергии без переуплотнения и отскока вальца.

В качестве интегрированного рабочего инструмента для непрерывной оценки уплотняемой поверхности и несущей способности грунтов на катках BOMAG используется встроенная измерительная система Terrameter. Принципы работы Terrameter и передвижной установки динамического нагружения сопоставимы. Но Terrameter в отличие от УДН обеспечивает замеры модуля деформации грунта в МН/м 2 непосредственно во время процесса уплотнения. Эта же система позволяет каткам с полигональным вальцом достигать таких впечатляющих глубин воздействия и каткам со скалоломным вальцом эффективно дробить скальную породу без отскоков вальца.

Новейшие модели грунтовых катков Ammann ASC 110 T4f, ASC 130 T4f, ASC 150 T4f и ASC 170 T4f массой от 11 до 17 т оборудованы двигателями Deutz, отвечающими требованиям по ограничению выбросов в атмосферу ЕС Stage 4 Final. Для новых катков серии ASC доступна интеллектуальная система контроля уплотнения Ammann Compaction Expert (ACE) двух типов. ACEpro измеряет и оценивает характеристики уплотняемого материала и автоматически регулирует амплитуду и частоту в зависимости от жесткости уплотняемой поверхности, а ACEforce измеряет абсолютное значение несущей способности грунта. В катках серии ASC традиционно не используется задний мост. Для улучшения маневренности машины вращение на задние колеса передается от гидромоторов напрямую через планетарные редукторы.

Одно из важных преимуществ грунтового катка Caterpillar CS76B массой 20 т – это использование капсюльных эксцентриковых грузов в системе вибрации. Такой вибратор требует минимального обслуживания: первое ТО проводится только через 3000 часов или через 3 года работы. Система привода хода CS76B с электронным управлением приводится в действие двумя гидронасосами и обеспечивает раздельную подачу на мост и валец для повышения проходимости. Измерение плотности грунта происходит с помощью системы MDP, которая измеряет сопротивление качению.

В качестве полезной опции при проведении дорожно-строительных работ применяется дробление пород больших размеров и бетонного лома с помощью дорожного катка. Ряд производителей предлагает подобную технику, в том числе компания Hamm. Для этих целей на вальце модели катка Hamm 3625 HT VC мощностью 155 кВт установлены сменные резцы из твердого сплава. Машина в стандартной комплектации оснащена системой управления Hammtronic, которая оптимизирует мощность двигателя, регулирует параметры хода и вибрации в соответствии с условиями и позволяет преодолевать уклон более 60%.

Компания XCMG, за плечами которой более 50 лет опыта производства дорожных катков, в ноябре 2018 г. объявила о выпуске 100 000-й машины, которая сошла с ее конвейера. Одна из новейших разработок компании – представленный на выставке Bauma China 2018 «интеллектуальный» вибрационный каток XCMG XS365AI с гидроприводом массой 36 т. Он обладает большой тягой, обеспечивает уплотнение на глубину более 2 м и может работать в автономном режиме без оператора. Каток способен переходить на новую полосу, обходить препятствия и самостоятельно заезжать на рабочую площадку с точностью позиционирования до 5 см.

Завод «Дорожных машин» (г. Рыбинск) разрабатывает две новые модели тяжелых катков массой 21 и 25 т. Таким образом, модельный ряд грунтовых катков DM вскоре будет состоять из четырех машин массой от 14 до 25 т: DM-614, DM-617, DM-621 и DM-625. Все катки DM создаются для российских условий эксплуатации. Последние две модели будут иметь блокировку дифференциала в стандартной комплектации.

Снижение эксплуатационных расходов

В последние годы все больше и больше производителей используют в катках новые технологии. Не только чрезмерное уплотнение, но и избыточное потребление топлива является источником дополнительных затрат и быстрого износа деталей уплотняющей техники. Для повышения эффективности расхода топлива служат такие системы, как BOMAG Ecomode. Частота вращения двигателя благодаря этой системе автоматически подстраивается под поставленную задачу, в итоге система управления оборотами Ecomode экономит до 30% топлива. При длительной работе на холостом ходу двигатель автоматически отключается по команде системы Ecostop. С целью снижения расходов на сервисное обслуживание производители устанавливают системы телематики. Профилактическое обслуживание и регулярные проверки основных компонентов сокращают время простоя и затраты на ремонт. Хотя дорожные катки довольно просты в обслуживании по сравнению с другими типами машин, это не значит, что им можно уделять меньше внимания. При этом каток с наименьшим количеством элементов, которые требуют ежедневного смазывания, позволяет снизить эксплуатационные расходы.

При устройстве слоев дорожной одежды из сыпучих материалов таких как песок, песчано-гравийная смесь или щебень, необходимо тщательное уплотнения слоя с помощью дорожных катков.

Каток – это дорожно-строительная машина, предназначенная для уплотнения грунтов и послойного уплотнения слоев дорожной одежды из сыпучих материалов. Катки применяются в дорожном и аэродромном строительстве, на строительстве гидротехнических объектов и железнодорожных путей.

Принцип действия катков может различаться, в зависимости от этого различается и принцип используемый для уплотнения того или иного вида материала. Уплотнение может быть статическим, то есть используется только вес самого катка. В случае, если каток является вибрационным, к весу машины добавляется еще и вибрация рабочего уплотняющего органа, что повышает эффективность укатывания материала. Бывают прицепные и самоходные катки. Рабочие органы катков – вальцы бывают так же нескольких видов: кулачковые, гладкие стальные, решетчатые и на пневматических резиновых шинах, одновальцовые, двухвальцовые и трехвальцовые. Но есть одна характеристика, которая является основной для всех видов катков – это их вес. Но большой вес катка, еще не означает эффективное он уплотнение материала.

Если используемым при строительстве материалом является щебень, то при его уплотнении необходимо учитывать ряд особенностей. Обычно при строительстве дорог используется щебень мелких фракций: 2-10 мм и крупных – от 40 мм до 70 мм. По поверхности крупной фракции насыпается более мелкая (клинец) и в процессе укатывания образуется проникновение более мелких зерен щебня между более крупными. Происходит так называемая заклинка.

При прохождении катка по слою щебня, из – за трения верхний слой начинает смещаться и могут образовываться волны или наплывы на поверхности щебеночного основания. Таким образом, для образования абсолютно ровной и уплотненной поверхности цикличную нагрузку необходимо прикладывать многократно.

При уплотнении щебеночного слоя дорожной одежды важно выбрать оптимальный вес самого катка. При слишком большом весе дорожной машины, возможно продавливание уплотняемого слоя и деформация нижележащих слоев дорожной одежды, что конечно, является недопустимым.

Для уплотнения слоя щебня из менее прочных скальных пород, например известняка, более эффективно использовать катки на пневматических шинах или не слишком тяжелых весов. Под тяжелыми гладкими вальцами слабый непрочный щебень может начать крошиться. Следует отметить, что при уплотнении щебеночного слоя катками на пневмошинах, допускается увеличить скорость прохода такого катка, по сравнению с гладковальцовым.

Скорость катка в рабочем режиме может изменяться от 2 км./ч. до 12 км./ч. Первые проходы по слою щебня делаются на минимальной скорости, а после предварительного уплотнения, оператор скорость увеличивает. Так же в случае с катком на пневмошинах, давление в шинах на последних проходах можно увеличить.

Перед уплотнением и в процессе уплотнения слоя щебня, необходимо увлажнение материала водой (от 10 л до 25 л в каждый этап укатки).

Уплотнение щебня катками разделяется на три этапа:

1 – этап: 3 — 6 проходов катка по одному следу;

2 – этап: 10 – 40 проходов;

3 этап: 10 – 20 проходов.

После окончания укатки, тяжелый каток не должен оставлять на поверхности щебеночного слоя никаких следов.

Виброкаток— спецтехника для уплотнения грунта, асфальтовой поверхности и иных материалов за счет двух факторов: веса и вибрации. Такое взаимодействие способствует повышению плотности, улучшению эффективности и продлению срока службы готового покрытия. Ниже рассмотрим, в чем особенности оборудования, где оно применяется, какие бывают виды, в чем плюсы и минусы.

Что такое виброкаток, назначение
Область применения
По каким признакам классифицируют
- Тип рабочей поверхности
- Вес
- Тип управления
- Количество вальцов
- Число осей
- Прочие параметры
Достоинства и недостатки
Вывод

Что такое виброкаток, назначение

Работа виброкатка построена на совмещении двух принципов: укатывание / уплотнение под действием вибрации и веса.Результатом является трамбовка обрабатываемого слоя и создание хорошей адгезии на любом этапе укладки.

Благодаря качественной прессовке повышается долговечность итоговой конструкции, предотвращается появление трещин и сколов.

В процессе работы техника перемещается вперед и назад, подготавливая поверхность под разные строительные цели. Вибрационная и ходовая система разделены между собой, что обеспечивает ее автономность и возможность использования технологий по отдельности.

Область применения

В большинстве случаев виброкаток для уплотнения грунта применяется при подготовке насыпей для дорожного строительства: автомобильных и железных дорог, аэродромных площадок и т. д. Техника легко справляется с уплотнением песка, грунта и щебня перед укладкой асфальтового покрытия.

Для многих компаний аренда виброкатка— возможность сэкономить на покупке нового оборудования и решить следующие вопросы:

ямочный ремонт;
восстановление старых дорог;
укладка тротуаров;
строительство новых автомобильных магистралей;
создание пешеходных участков и велодорожек.

Кроме того, виброкатки применяются при проведении ландшафтном планировании, выполнении отмостков фундаментов, обустройстве площадок для отдыха, создания подвальных помещений и т. д. Сфера применения обширна, что делает технику по-настоящему востребованной во всех сферах строительства.

По каким признакам классифицируют

При выборе модели необходимо учитывать характеристики виброкатка.

Основное внимание уделяется общему весу и массе вальца / плиты, частоте и амплитуде вибраций, функциональным особенностям, производителю и типу. В зависимости о выполняемых задач оборудование классифицируется по нескольким признакам.

Тип рабочей поверхности

При выборе вибрационного катка важно обращать внимание на текстуру вала. На выбор доступны следующие варианты рабочей части:

Гладкая. Простая форма, применяемая для классической утрамбовки грунта. Пример — модель МС-85.
Кулачковая. Отличается наличием в вальцах кулачков, применяемых для уплотнения более рыхлых и вязких участков. После завершения работ толщина слоя не превышает 30 см. Пример —HAMM 3412.
Решетчатая. Применяется для работы на участках с разнотипной структурой. Хорошо справляется с грунтом, в котором имеется много камней и гранитных пород.
Превмоколесная. Вместо вальца-цилиндра применяются резиновые колеса. Оборудование чаще всего применяется при строительстве дорог. Техника незаменима при укладке асфальта и подготовке основания. Пример — ручной виброкаток NTCVVV 600/12.
Кобинированная. Применяются разные технологии, рассмотренные выше. Подходит для случаев, когда необходимо купить виброкаток для уплотнения разных видов поверхностей. Рынок предлагает большой выбор таких машин, к примеру, HAMMHD 12VT.

При выборе вибрационного катка необходимо учитывать его массу, от которой зависят особенности и сфера применения оборудования. На выбор доступны следующие варианты:

Легкие. Вес техники составляет до 3-4 тонн. Как правило, к этой категории относятся ручные вибрационные катки. Пример —NTC VVV 600/12.
Средней тяжести. Такое оборудование имеет вес от 6 до 9 тонн. Применяются для уплотнения грунтов, подготовки дорожного покрытия. Эффективность оборудования зависит от ширины и вида вальцев, их числа и прочих особенностей. Популярная модель —AMMANN AV 70X.
Тяжелые. В эту группу входит оборудование с весом свыше 10 тонн. Техника пригодится при уплотнении твердых пород, когда более легкие виброкатки не справляются. Пример —AMMANNASC 100D.

Тип управления

При выборе необходимо учитывать способ перемещения виброкатка. Условно они делятся на две группы:

Количество вальцов

Вибрационные катки отличаются по числу вальцов. Здесь возможны следующие варианты:

Один. Виброкатки комплектуются одним рабочим элементом, установленным в противоположной части от колес. Пример —BaumaxBMX 60H.
Два. В отличие от прошлого типа здесь предусмотрено уже два вальца. Их особенность в том, что механизмы находятся один за другим, что повышает эффективность обработки участка. Двухвальцевые виброкатки востребованы при решении боле сложных задач, когда необходима большая плотность грунта перед укладкой асфальтного покрытия или решения иных задач. Пример —RV-12 DD.
Три. Такие модели оборудуются тремя уплотнителями. Применяются реже рассмотренных выше вариантов из-за сложности конструкции и большого веса. Пример —Changlin RT1215. Модель с дизельным мотором на 77 лошадей, массой 12 тонн и максимальной скоростью в 8,2 км/час.

Число осей

При выборе количества вальцов необходимо учитывать число осей, предусмотренных на технике. В зависимости от модели может применяться разная комплектация:

Две оси / вальца. На каждой из осей предусмотрено по одному вальцу, которые уплотняют грунт друг за другом. Бывают ручными, самоходными и других типов. Пример —Honker R800H мощностью 13 л. с. и скоростью передвижения в 2 км/ч.
Две оси, три вальца. Главное отличие состоит в наличии двух отдельных вальцов сзади. Такая машина отличается улучшенной маневренностью и более устойчива при движении на разных типах покрытия. Одна из моделей—Changlin RT1821. При движении задние вальцы захватывают работу переднего цилиндра на 10-12 см.
Три оси / вальца. Подобные виброкатки необходимы на завершающем этапе работ, когда необходимо окончательно подготовить асфальтное покрытие. Особенность состоит в наличии вальцов идентичной ширины. Плюсы — улучшенная проходимость за счет распределения веса на неровных участках поверхности. Пример — ДУ-49.

Прочие параметры

Кроме рассмотренных выше, необходимо учитывать и другие критерии:

Страна-изготовитель. Виброкатки производится во многих странах, среди которых Россия, Турция, Бельгия, Испания, Италия, Швейцария, Швеция, Великобритания, Беларусь и другие.
Тип мотора. Машина может оборудоваться дизельным или бензиновым мотором.
Число цилиндров двигателя — один, четыре или шесть.
Производитель. Популярные компании —ENAR, Grost, Husqvarna, Bomag, STEM Techno, VEKTOR и другие.
Мощность мотора — до 208 лошадиных сил.
Применение. Виброкатки могут быть ориентированы на работу по асфальту, гравию, грунту, песку и щебню.

Достоинства и недостатки

Виброкатки, используемые в строительной, бытовой и промышленной сферах, имеют ряд положительных и отрицательных качеств.
К плюсам можно отнести:

Уплотняющая способность. В среднем для укатки участка необходимо от 6 до 10 проходов. Этот параметр зависит от типа почвы и назначения.
Технологическая пригодность. Современные вибрационные катки успевают за работой укладчика асфальта (при выполнении дорожных работ). Производительность вибрационного катка на 10-20 процентов больше, чем укладчика.
Экономически показатели. Применение виброкатка позволяет более эффективно задействовать оборудование. Но здесь многое зависит от выбранного веса, количества вальцев, функций и других особенностей.
Надежность и легкость ремонта. Большая часть современных моделей вибрационных катков имеют гарантийный срок службы более пяти лет. В случае выхода из строя любого из элементов его замена не составляет труда.
Эргономика и безопасность. Дорожные виброкатки и техника других видов имеет удобную кабину для водителя и необходимый набор систем, обеспечивающих безопасную эксплуатацию.
Доступная цена. Несмотря на сложность оборудования, можно подобрать модель с учетом финансовых возможностей. В крайнем случае, технику можно взять в аренду и тем самым сэкономить средства на другие работы.
Бесшумность. Современные модели работают почти бесшумно, что позволяет обслуживать механизмы без применения специальных шумоподавляющих наушников.

Кроме того, многие модели обладают и другими плюсами — маневренностью, большим ресурсом приборов / механизмов, универсальностью и эффективностью применения. В процессе работы даже легкий каток может уплотнять грунт всего за несколько проходов.
Несмотря на ряд преимуществ, нельзя забывать о некоторых недостатках виброкатков:

Большое давление на вальцы, что часто приводит к выходу из строя этого механизма. Риск повреждения в случае поломки и буксировки.
Сложность эксплуатации на наклонных поверхностях.
Необходимость обучения оператора для управления машиной.

Вывод

Виброкатки — незаменимые помощники при строительстве дорог и выполнении иных строительных работ. Благодаря широкому ассортименту, можно выбрать оборудование под выполнение конкретных задач и тем самым ускорить процесс. В зависимости от ситуации вибрационный каток можно купить или взять в аренду для экономии денег на другие цели.

Один из наиболее важных этапов строительства – формирование прочного грунтового слоя, что служит залогом увеличенного срока службы полотна без необходимости в частом ремонте. Для решения этой задачи используется специальная уплотнительная техника – грунтовый каток. Сейчас на рынке представлены модели, различающиеся по принципу работы, габаритным размерам, массе, количеству осей и вальцов. Чтобы добиться наилучшего качества уплотнения, важно правильно подобрать каток, ориентируясь на ряд параметров и характеристик.

Так, по принципу работы различают статические и вибрационные модели. Катки первого типа воздействуют на уплотняемый грунт только за счет силы собственной массы, тогда как для виброкатков свойственна повышенная производительность и скорость работы благодаря периодическим колебаниям с настраиваемой частотой. Благодаря техническим характеристикам виброкатки подходят для уплотнения грунтов разных типов, включая гравий, песок, каменную крошку, глинистые и скальные поверхности.

От типа выполняемых манипуляций зависит еще одна важная характеристика катка – тип установленных вальцов.

Так, оптимальным выбором для уплотнения нормальных грунтов являются гладковальцовые катки, которые обеспечивают равномерное воздействие на всю площадь обрабатываемой поверхности. В случаях же, когда требуется снизить уровень уплотнения покрытия, следует применять двухвальцовые модели.

Для уплотнения рыхлых грунтов подходят модели с кулачковыми вальцами, выступы на поверхности которых обеспечивают глубокое проникновение в мягкую почву и, как следствие, оптимальную утрамбовку всех слоев поверхности.

Достигать равномерного, качественного уплотнения грунта помогают комбинированные образцы, благодаря которых сохраняется исходная вязкость почвы и снижается риск возникновения ситуаций ложного уплотнения.

Схожий с гладковальцовыми катками принцип работы у пневмоколесных моделей. Благодаря опции понижения или повышения давления в шинах можно изменять силу воздействия на почву, что делает эти машины отличным выбором для работы на грунтах с изменяющейся связностью.

Габаритные размеры и масса также являются важными характеристиками катка. Так, с помощью крупнотоннажных моделей гарантируется максимальное качество уплотнения в более сжатые сроки, в том числе на каменной наброске. Если же предстоит работа в ограниченных по площади пространствах, рациональнее применять компактные образцы.

Непосредственное влияние на такие важные характеристики машины, как вес ролика, амплитуда и частоту колебаний, оказывает толщина слоя поверхности. Так, если этот показатель меньше, чем 60 мм, стоит отдавать предпочтение более компактным моделям, амплитуда у которых находится в диапазоне от 0,35-0,60 мм, благодаря чему будет снижен риск повреждения заполнителя и финального покрытия. Если же толщина слоя превышает 100 мм, целесообразнее применять средние и крупногабаритные образцы, амплитуда у которых доходит до 1,0 мм. Также влияет на выбор катка и тип покрытия. Если предстоит работа на автомагистралях первого и второго класса, а также трассах федерального значения, отличным вариантом станут габаритные виброкатки. Если нужно произвести уплотнение цементобетонного покрытия, подойдет тандемный виброкаток, оборудованный приводной шиной, а для асфальтобетонного – приводной виброкаток. Виброкаток повышенной мощности, который отличается невысокой скоростью передвижения, позволит добиться более глубокого уплотнения, а для поверхностного подойдет статическая модель.

Резюмируя, отметим следующее:

Планируя покупку грунтового катка, необходимо ориентироваться на условия эксплуатации, особенности строительной площадки, производственные задачи и технические требования.

Только с учетом всех факторов техника станет действительно эффективным рабочим инструментом.

Читайте также: