Выбираем оборудование для уплотнения материалов и грунта

Твердая основа

Одна из наиболее важных характеристик в дорожном строительстве – это уплотнение. От основания полотна до верхнего щебеночного слоя и покрытия каждый слой должен быть отсыпан из соответствующего материала, иметь правильную толщину, плотность и выдерживать определенную нагрузку. А в дорожном строительстве приняты наиболее высокие нормы плотности. Поэтому выбор оборудования для уплотнения задача непростая и ответственная.

Рассмотрим некоторые типы полноразмерных дорожных катков и сферы их применения.

Масса и размер

По этим показателям машины подразделяются на 3 типа:

• легкие
  . Техника этого класса весит не более 6 тонн, а распределяемая нагрузка не превышает 40 кН/м;
• средние
  . Весят 6-10 тонн, показатель распределяемой нагрузки составляет 40-60 кН/м. Мощность силовых агрегатов, которыми комплектуется спецтехника среднего класса, – 20-30 кВт;
• тяжелые
  . Это машины, оборудованные моторами высокой мощности (более 30 кВт). Распределяемая ими нагрузка превышает 60 кН/м.

Легкие катки нашли применение при строительстве тротуаров, а также площадок, не рассчитанных на большие нагрузки. Такую технику используют и при строительстве других дорожных объектов в целях предварительного уплотнения покрытия. С помощью техники второго типа уплотняют покрытие разных дорог. Третьи подходят для уплотнения покрытий любого типа – асфальтного или асфальтобетонного, а также слоев щебня и гравия.

Какими бывают дорожные катки?

Машины разделяют:

1. По принципу действия на статический и вибрационный. Статические катки уплотняют слои материала силой собственной тяжести при движении исполнительного органа по рабочему слою. Вибрационные катки к воздействию на материал добавляют динамическую нагрузку от колебаний одного из вальцов.
2. По примененному способу движения полуприцепные и самоходные. В полуприцепных устройствах часть весовой нагрузки распределяется на прицепное устройство колесного трактора-тягача. Самоходные машины передвигаются за счет собственного двигателя внутреннего сгорания.
3. По количеству осей выделяют одно, двух и трехосные катки.
4. Число вальцов определяет одно, двух и трех вальцевые агрегаты.

По величине собственного веса и особенностям конструкции самоходные катки выделяют по типам:

1. Машины вибрационные и статические:
   к 1 типу отнесены легкие с весом от 0,6 до 4,0 т с одной осью и одним вальцем, с двумя осями и двумя вальцами;
2. к типу 2 относятся средние машины с весом больше 6 т, с двумя осями и вальцами, с двумя осями и тремя вальцами;
3. к 3 типу тяжелые машины весом от 10 до 15 т на двух осях с двумя вальцами, на двух осях трехвальцовые, на трех осях с тремя вальцами.
4. Катки полуприцепного типа на пневмоколесах выделены по массе:
   до 15 т — легкие машины;
5. до 30 т — средние;
6. до 45 т — тяжелые машины.
7. Катки самоходного типа на пневмоходу разделяют:
   до 16 т — средние агрегаты;
8. до 30 т — тяжелые агрегаты.

Тип рабочего органа

Вальцы – рабочий орган любого катка – бывают следующих видов:

• гладкие
  . Оборудование представляет собой металлические цилиндры с гладкой поверхностью. Машины с такими вальцами уплотняют асфальт и асфальтобетон;
• кулачковые
  . Вальцы также имеют цилиндрическую форму, но, в отличие от гладких, на их поверхности имеются выступы, так называемые кулачки. Катки с такими вальцами применяют для уплотнения грунта, отсюда их второе название – грунтовые;
• решетчатые
  . С их помощью также укатывают грунт. Основание оборудования гладкое, сверху находится металлическая решетка;
• пневматические
  . В состав таких рабочих органов входят несколько пневмоколес. С помощью таких вальцов уплотняют асфальтовое/асфальтобетонное дорожное покрытие;
• компакторные
  . Внешне такие вальцы очень напоминают кулачковые. Отличие дорожных катков такого типа состоит в том, что их вальцы уступают кулачковым по ширине и имеют значительно меньшее число кулачков;
• сегментные
  . Представляют собой тип гладких вальцов, на ободе которых расположены особые сегменты.

Отдельно следует упомянуть специальные вальцы. Их изготавливают только на заказ, когда требуется выполнить определенные работы по неопробованным технологиям. Такое оборудование сочетает конструктивные особенности сразу нескольких типов вальцов.

Достоинства и недостатки

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

1. Уплотняющая способность. В среднем для укатки участка необходимо от 6 до 10 проходов. Этот параметр зависит от типа почвы и назначения.
2. Технологическая пригодность. Современные вибрационные катки успевают за работой укладчика асфальта (при выполнении дорожных работ). Производительность вибрационного катка на 10-20 процентов больше, чем укладчика.
3. Экономически показатели. Применение виброкатка позволяет более эффективно задействовать оборудование. Но здесь многое зависит от выбранного веса, количества вальцев, функций и других особенностей.
4. 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.
5. Эргономика и безопасность. Дорожные виброкатки и техника других видов имеет удобную кабину для водителя и необходимый набор систем, обеспечивающих безопасную эксплуатацию.
6. 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.
7. 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:

1. Большое давление на вальцы, что часто приводит к выходу из строя этого механизма.

Риск повреждения в случае поломки и буксировки.

2. Сложность эксплуатации на наклонных поверхностях.
3. Необходимость обучения оператора для управления машиной.

Способ уплотнения

Выделяют следующие виды катков по способу уплотнения:

• статические
  . Дорожное полотно уплотняется за счет собственной массы машины. Чем тяжелее техника, тем выше качество уплотнения слоя;
• вибрационные
  . Это наиболее современный тип катков. Уплотнение дорожного покрытия достигается за счет сразу двух факторов – собственной массы техники и вибрации рабочего элемента. Для качественного уплотнения вибрационным машинам требуется намного меньше проходов, чем статическим. С помощью виброкатков строят не только дороги высочайшего класса, но и аэродромы, порты, а также другие объекты, дорожное покрытие которых испытывает высокие нагрузки в ходе эксплуатации.

Выбирая дорожно-строительную машину для уплотнения асфальта, асфальтобетона или грунта, важно учитывать характеристики техники и ее конструктивные особенности. Это позволит правильно подобрать каток для выполнения конкретной задачи.

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.

Важно

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.

Тандемные виброкатки

Двухвальцовые (тандемные) виброкатки оснащены двумя стальными вальцами, каждый из которых оказывает на грунт вибрационное действие (могут быть оснащены каждый отдельным вибратором либо одним общим). Такие катки комплектуются различными вибросистемами, которые могут генерировать колебания с различными значениями частоты и амплитуды в разнообразных сочетаниях для того, чтобы обеспечить наиболее эффективное уплотнение.

Процесс укладки асфальта по требованию к точности расчета можно сравнить с жонглированием. Очень важно правильно соблюсти временной график с момента изготовления смеси до ее доставки, укладки и уплотнения.

После того, как асфальто­укладчик уложит слой асфальта, каток, выполняя первичное уплотнение, вытесняет большую часть воздуха из полостей в асфальтовом слое. Именно по­этому необходимо использовать уплотняющую машину соответствующего типа и размера, которая могла бы равномерно уплотнить весь поверхностный слой асфальтового покрытия. Выбор катка для первичного уплотнения часто делают на основе ширины вальца и оптимизации равномерной обработки всего участка. Например, если ширина участка равна 3660 мм, то каток с вальцом шириной 2000 мм обработает его за два прохода и с достаточным перекрытием кромок полос.

Специалисты рекомендуют применять для первоначального уплотнения тандемные катки или два катка, движущиеся «поездом». Они должны быть одного размера, веса и иметь схожие характеристики вибрации, чтобы уплотнение было максимально одинаковым и равномерным и по длине, и по ширине покрытия. Второй каток обычно дает возможность всей паре двигаться быстрее и развить более высокую производительность, которая может с избытком окупить стоимость второго катка для первоначального уплотнения. Обеспечиваются высокая однородность значений плотности и ровности покрытия. И поскольку катки не должны двигаться с чрезмерно высокими скоростями, чтобы следовать за асфальтоукладчиком, новое покрытие получается превосходным.

Катки больших типоразмеров используются на строительстве магистралей и автострад, городских улиц и больших объектов коммерческого строительства. Катки малых типоразмеров предназначены для строительства подъездных путей, разъездов, велосипедных дорожек, для коммунальных работ и другого коммерческого строительства.

Пневмоколесные самоходные и прицепные катки

Эти катки оснащены пневматическими колесами (обычно нечетное количество), расположенными в шахматном порядке на двух или трех осях. Такое расположение позволяет при уплотнении перемешивать материал в слое по вертикали. В результате получается гладкая, ровная, плотная воздухонепроницаемая поверхность. При работе с материалами различного типа и состава для получения заданной толщины и плотности слоя обеспечивается централизованное автоматическое регулирование давления воздуха в шинах.

Пневмоколесные катки обычно используются на несвязных сыпучих или смешанных грунтах и редко применяются на связных грунтах. Их можно использовать и для уплотнения асфальта, обычно на участках малого или среднего размера, чаще всего при отделочном, финишном уплотнении, чтобы выровнять и обеспечить воздухонепроницаемость уплотненной поверхности участка после работы виброкатка.

У прицепных пневмокатков колеса обычно имеют независимую подвеску, которая помогает сохранить катку устойчивость, если колеса проваливаются в выбоины и при наезде на неровности. Прицепные катки могут буксироваться тракторами и автогрейдерами и использовать гидропривод и рычаги рыхлителя грейдера для увеличения давления на грунт. Благодаря этому им не нужен балластный груз и одна машина с одним оператором может выполнять одновременно две работы.

Прицепные пневмокатки применяются главным образом для уплотнения гравийных дорог. При содержании и ремонте дорог 99% используемых катков, в том числе и прицепных, относятся к типу пневмоколесных. Прицепные катки – бюджетное оборудование, обеспечивающее высокое качество уплотнения.