Многие строительные и дорожные виды работ требуют специальной подготовки грунтового или насыпного основания. При покрытии дорог и разнообразных площадок асфальтом также требуется уплотнение подстилающего и верхнего слоев. Для выполнения операций уплотнения и укатки больших площадей широко используются специальные строительные машины – дорожные самоходные катки.
Если судить по названию, то эти машины должны применяться исключительно на дорожных работах. Но сфера их использования гораздо шире – они работают в карьерах, обустройстве лесопарковых зон, оборудовании спортивных сооружений, строительстве железных дорог и плотин. Условия их эксплуатации очень разнообразны, поэтому созданы различные виды катков для уплотнения грунта. По конструкции рабочей и ходовой части они подразделяются на:
- одновальцовые
- двухвальцовые
- трехвальцовые
- самоходные
- ручные
- прицепные (буксируемые)
Одновальцевые дорожные катки
Среди ручных и самоходных катков малой и средней массы наибольшее распространение получили одновальцовые вибрационные катки. Они маневренны, энергонасыщенные и очень эффективны при проведении работ на объектах небольшой площади. Их производительность довольно высока за счет применения съемных барабанов с гладкими или рельефными рабочими поверхностями и систем виброуплотнения с возможностью регулировки режимов работы.Большинство одновальцовых машин построены по классической конструкционной схеме – моторная часть на пневматическом ходу расположена в задней части машины в комплексе с кабиной управления и гидравлическими насосами. Передняя часть, представляющая собой раму с цилиндрическим массивным барабаном – вальцом, шарнирно соединена с моторной частью.
Привод осуществляется как на колеса, так и на барабан рабочего органа, поэтому дорожные самоходные катки не пробуксовывают даже на влажных поверхностях и их рабочие барабаны не проскальзывают. Система управления поворачивает с помощью гидроцилиндров заднюю и переднюю части, что позволяет эффективно маневрировать и обрабатывать участки дорог с большим числом поворотов допустимого радиуса кривизны.
Для уплотнения дорожного покрытия и подготовки его перед проходом тяжелых двух или трехвальцовых катков, окончательно обрабатывающих поверхность, используется дорожный каток 8т. Это одни из самых легких самоходных катков, обладающих, тем не менее, достаточно мощной уплотняющей нагрузкой. Они гораздо маневренней и экономичней двухвальцовых вибрационных катков и не требуют предварительной подготовки перед проходом.
Они работают сразу же после асфальтоукладчика и подготавливают поверхность для последующего уплотнения. При эксплуатации на грунтах в режиме виброуплотнения самоходные вибрационные катки с гладкими вальцами массой 6-8 тонн могут самостоятельно уплотнить слой грунта или насыпного покрытия толщиной до 40 см.
Кулачковые катки для уплотнения грунтов применяются в случаях неоднородности подстилающего слоя, наличия в нем вкраплений камней, крупных фракций щебня, известняка, песчаника и прочих материалов, которые измельчаются шипами на поверхности вальца и утрамбовываются в основание.
После обработки основания кулачковыми барабанами непременно используются гладкие вальцы, позволяющие выровнять поверхность и добиться однородной плотности по всему объему.
Привод одновальцевых дорожных катков осуществляется с помощью механической или гидравлической передачи, рассчитанной на скорость перемещения не более 13-15 км/час в транспортном режиме и до 8 км/час в рабочем. Для этих машин эффективность работы определяется не скоростью, а возможностью воздействия на грунт с максимальной силой. Трансмиссия позволяет очень быстро изменять направление движения и обеспечивает плавность хода. Рывки и ускорения здесь недопустимы во избежание сдвигов верхних слоев грунта относительно нижних, что приводит к неоднородности структуры уплотненной зоны.
Двухвальцовые дорожные катки
Самоходные дорожные катки с двумя рабочими вальцами представляют собой машины с тандемным расположением барабанов, служащих одновременно и движителями. Как правило, привод осуществляется на оба вальца с помощью механической трансмиссии или гидростатического привода. Некоторые модели работают по схеме статического воздействия на грунт за счет большой собственной массы. Но самоходные гладкие дорожные катки 13 т – это, как правило, машины вибрационного типа.При не столь большой общей массе они очень интенсивно уплотняют грунтовые слои и асфальт дорожного покрытия за счет использования вибросистем, которые могут регулироваться как по амплитуде, так и по частоте колебаний. Вибрация осуществляется посредством вращения внутреннего эксцентрикового вала с механическим или гидравлическим приводом.
Самоходный дорожный каток – это довольно комфортабельная для оператора машина. Кабины современных катков оборудованы кондиционерами, отличаются превосходной шумоизоляцией и специальной подвеской, защищающей оператора от вибрации. Панорамный обзор, мощные осветительные приборы позволяют работать в любое время суток, а безопасность водителя гарантируется специальными системами защиты при опрокидывании.
Грунтовый самоходный дорожный каток оборудуется дизельным двигателем средней мощности. Несмотря на большую массу машины, 100 л.с. вполне достаточно для эффективной работы. Особое устройство трансмиссии преобразует всю мощность в уверенное движение машины на малой скорости и вибрацию вальцов. Коэффициент полезного действия этих машин чрезвычайно высок.
Каток – спецтехника (самоходная или прицепная), используемая в процессе решения самых разных задач для утрамбовки и уплотнения верхних слоев дорожного покрытия (грунт, асфальт, насыпные породы, в том числе и крупно-скальные).
Современный машиностроительный рынок предлагает несколько видов этих машин в зависимости от вида ключевого элемента – вальца, который и выполняет основную функцию уплотнения:
- Гладковальцевые катки уплотняют верхние слои грунта, создавая необходимое давление своим весом.
- Кулачковые катки применяют для уплотнения связного рыхлого грунта, возможно выполнение работ на наклонных и обводненных площадках. Глубина уплотнения связных грунтов может достигать 80 см. Поскольку после обработки участка кулачковыми вальцами поверхность остается несколько взрыхленной, то имеет смысл их применять в комплексе с гладковальцевыми катками или катками на пневмоколесах.
- Решетчатые, кроме основной функции уплотнения, имеют сопутствующую способность дробить крупные фрагменты грунта решеткой, что работает на улучшение конечного результата.
- Пневмоколесные катки применяются для укатки не только грунта, но и насыпных гравия, щебенки, черных смесей и асфальта. Основное преимущество перед другими катками заключено в отсутствии эффекта дробления, что является существенным плюсом при работе с гравийно-щебеночными покрытиями. Толщина слоя оптимального уплотнения зависит от массы катка, которая варьируется в диапазоне 20-50 т (но существуют и более тяжелая техника, например, в аэродромном строительстве 200 т), и соответствует 25-40 см.
Кроме того, существуют катки комбинированные, в которых одновременно участвуют несколько вышеперечисленных видов валец. Обычно это передний – гладкий, а задний – пневмошинный валец.
Максимальное количество валец, устанавливаемых на один каток – три, причем два узких навешиваются на одну ось. В случае одновальцового катка валец устанавливается на переднюю ось, чаще всего такие катки являются прицепными устройствами и выполняют уплотнение грунта, будучи прикрепленными, например, к трактору.
Соответственно, существует разделение на классы по принципу движения: самоходные и несамоходный катки.
Виброкатки
Существенно повышает степень утрамбовки поверхности грунта оснащение катков пневматическими вибрационными системами, создающими управляемую вертикальную вибрацию одного из вальцов, что позволяет уплотнять асфальт за один проход, в то время как остальным каткам для достижения того же качества придется несколько раз прокатывать один участок. Данный вид катков получил общее название вибрационных.
На российском рынке дорожно-строительной технике представлены катки всех видов, как от отечественных, так и от зарубежных производителей. Самыми популярными западными фирмами на нашем рынке являются: немецкие компании BOMAG и HAMM, швейцарская AMMANN, шведская DYNAPAC, японская CATERPILLAR, китайская LIUGONG, американская TEREX, британская JCB. А также: XGMA, Амкодор, Vogele.
К атегория:
Машины для укладки асфальта
Назначение и классификация катков
Катки предназначены для уплотнения оснований и покрытий из асфальтобетонных смесей, а также для послойного уплотнения грунтов, гравийно-щебеночных и стабилизированных материалов при сооружении плотин, дамб, аэродромов и дорог.
Рабочими органами этих машин являются металлические вальцы или пневматические колеса.
Рабочие органы катков разделяются на ведущие и ведомые. К ведущим рабочим органам передается крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания. Ведомые рабочие органы самоходных катков являются направляющими и служат для поворота машины.
-
Катки классифицируют по принципу действия, виду рабочего органа, способу передвижения, числу осей и по количеству вальцов (ГОСТ 21994-76).
По принципу действия катки делятся на статические и вибрационные.
На статических катках покрытие уплотняют за счет действия силы тяжести при перекатывании рабочего органа по материалу. На вибрационных катках кроме статического нагружения уплотняемому материалу передается динамическая нагрузка за счет колебательных движений одного вальца. Для создания вибрации в один из вальцов встраивают дебалансный возбудитель колебаний, приводимый в действие от трансмиссии катка.
По виду рабочего органа различают катки с гладкими вальцами и пневмоколесные.
По способу передвижения катки делятся на полуприцепные и самоходные. В полуприцепном катке часть его массы передается на тягач через сцепное устройство. С полуприцепными катками применяют пневмоколесные тягачи или тракторы.
По числу осей катки делятся на одноосные, двухосные и трехосные.
По количеству вальцов различают одновальцовые, двухвальцовые и трехвальцовые катки.
Главным параметром катков является масса. По массе и конструктивному исполнению дорожные самоходные катки с гладкими вальцами изготовляют следующих типов и исполнений:
тип 1-легкие вибрационные массой 0,6; 1,5 и 4 т одноосные одновальцовые (1/1) и двухосные двухвальцовые (2/2);
тип 2 - средние вибрационные и статические массой 6 т двухосные двухвальцовые (2/2) и двухосные трехвальцовые (2/3);
тип 3 - тяжелые статические массой 10 и 15 т двухосные двухвальцовые (2/2); двухосные трехвальцовые (2/3) и трехосные трехвальцовые (3/3).
Пневмоколесные полуприцепные катки разделяют на следующие типы (ГОСТ 16481-70): легкие (15 т), средние (30 т) и тяжелые (45 т).
Пневмоколесные самоходные катки делят на средние (16 т) и тяжелые (30 т).
Виды дорожных катков и их значение в современном строительстве
При строительстве дорог немаловажную роль играет качество уплотнения насыпного грунта и асфальтобетона. Ведь от этого напрямую будет зависеть срок эксплуатации будущего объекта. Для этих целей служит специальная дорожно-строительная техника, а именно катки. Что же они из себя представляют?Дорожный каток - это специальная машина, предназначенная для уплотнения материала, при возведении дорожного покрытия. Оно производится путем качения одного или нескольких рабочих приспособлений по обрабатываемой поверхности.
Виды дорожных катков
По способу перемещения дорожные катки можно разделить на три типа:
Прицепные;
Полуприцепные;
Самоходные.
Первый - не имеет собственного привода, а его масса передается на покрытие с помощью рабочего органа. Масса катков второго типа переносится на уплотняемое покрытие не только путем вращения вальца, но и при помощи тягача. И, наконец, самоходные дорожные катки оборудованы собственным двигателем, движителем и силовой передачей.
Катки дорожные самоходные
Данная группа техники сегодня составляет основной парк дорожных машин в нашей стране. Возможность самостоятельно добраться до места работы и свободно перемещаться между участками делает самоходные катки просто незаменимыми.Они могут иметь различное количество вальцов, отличаться по числу осей, оборудоваться любым из рабочих органов, иметь определенный принцип действия, но главное их отличие от прицепных и полуприцепных моделей - это лучшая производительность.
По способу воздействия на материал все дорожные катки можно разделить на:
Статические;
Вибрационные.
В процессе работы машины первого типа, уплотнение поверхности происходит благодаря воздействию силы тяжести, что позволяет добиться гладкости дорожного полотна. Второй тип катков следует рассмотреть более подробно.
Катки дорожные вибрационные
Модели вибрационных дорожных катков уплотняют покрытие не только собственной массой, но и периодическими колебаниями, которые возникают в процессе движения вальцов. Используется такая спецтехника для выполнения огромного количества дорожных работ, а именно для уплотнения дорог, аэродромов, нижних и верхних слоев основания полотна. В некоторых случаях дорожный каток такого типа может быть оборудован бульдозерным отвалом или кулачковым бандажом.
По-сравнению со статическими моделями вибрационные катки имеют лучший уровень производительности, и являются наиболее эффективными при работе с различными типами грунтов. Именно поэтому большая часть используемых в настоящее время уплотняющих машин относится к категории вибрационных.
Следующим отличием дорожных катков друг от друга являются виды рабочих органов. По которым они разделяются на:
Гладко-вальцовые;
Кулачковые;
Пластинчатые;
Решетчатые;
Ребристые;
Пневмоколесные.
Существует среди этих моделей и еще одна разновидность - катки дорожные комбинированные. Такая техника оснащена сразу несколькими типами взаимозаменяемых рабочих органов. Это дает возможность приспособиться к различным типам местности и характеристикам уплотняемого грунта.
И, наконец, по количеству осей дорожные катки делятся на:
Одноосные;
Двухосные;
Трехосные.
Для уплотнения слоев основания чаще всего используются модели, имеющие одну или две оси, а вот для финишного уплотнения покрытия больше подойдет дорожный каток с тремя осями. Она позволяет выровнять мельчайшие шероховатости и выступы за счет высокого давления и рационального распределения массы.
Самыми распространенными машинами для уплотнения материалов, применяемых при строительстве дорог, являются дорожные катки.
Несомненным лидером в производстве уплотняющей техники является немецкая фирма Hamm. Дорожный каток Hamm отличается высокой производительностью, мощностью и удобством обслуживания.
Не отстает от них и фирма BOMAG. Дорожный каток BOMAG, в зависимости от модели, применяется для строительства пешеходных дорожек и автомагистралей.
Из отечественных машин можно отметить дорожный каток ДУ 85. Он применяется для строительства аэродромов, дамб, портовых сооружений и промышленных объектов. Обладает высокой производительностью.
Классификация: основные виды
Классифицируются катки по способу перемещения, давлению и конструкции вальцов. Вальцов у катка может быть несколько или один. Обрабатываемый материал уплотняется послойно под действием только веса катка или с помощью дополнительных вибраций.
Для разных материалов применяются различные формы вальца.
Виды вальцов:
- гладкие (цилиндрический барабан с гладкой поверхностью).
- кулачковые (цилиндр, на поверхности которого имеются выступы – кулачки.);
- решетчатые (поверхность вальца имеет вид решетки, выполненной из прутьев стали профильной или сегментов листовой стали);
- наборные (набранные на ось колеса с шинами пневматическими). Используются для уплотнения битуминозных и асфальтобетонных смесей;
- сегментные (гладкие барабаны с сегментами на ободе);
- компакторные (цилиндр, на поверхности которого наварены кулачки симметричной формы). От кулачковых вальцов отличаются меньшей шириной и меньшим числом рядов с кулачками;
- специальные (многоугольные диски, комбинированные и пр.).
По силе воздействия на материал делятся на:
- легкие: распределенная нагрузка не более 40 кН/м, мощность двигателя до 20 кВт, масса 5 т. Применяются для предварительного уплотнения покрытий и оснований;
- средние: нагрузка 40-60 кН/м, мощность двигателя 25-30 кВт, масса 6-10 т. Используются как для промежуточного, так и окончательного уплотнения облегченных покрытий;
- тяжелые: нагрузка свыше 60 кН/м, мощность двигателя свыше 30 кВт, масса свыше 10 т. Используются для окончательного уплотнения оснований из гравия или щебня, а также асфальтобетонного покрытия.
По количеству вальцов бывают:
- одновальцовые с поддерживающими колесами или вальцами;
- двухвальцовые, имеющие один или два ведущих вальца;
- трехвальцовые (двухосные, оснащенные дополнительным вальцом небольшого диаметра или не имеющие его, а также трехосные с одним или тремя ведущими вальцами).
По способу перемещения бывают:
- прицепные;
- самоходные.
Дорожный каток прицепной представляет собой металлическую раму, на которой закреплен цилиндрический валец. Агрегат цепляется к трактору, который и тянет его по уплотняемой поверхности.
Дорожный каток самоходный – машина, не требующая дополнительной тяговой силы. Катки этого типа маневренны, отличаются более высокой производительностью, чем прицепные. Некоторые из них способны развивать скорость до 14 км/час.
По способу воздействия на грунт модели делятся на:
- статические;
- вибрационные.
Статические катки уплотняют материал за счет силы тяжести.
Дорожный каток вибрационный уплотняет дорожное основание дороги при непрерывном действии вибрационного вальца. Он совершает колебательные движения, за счет чего материал уплотняется с меньшим количеством проходок.
К вибрационным относится отечественный самоходный дорожный каток ДУ 54.
