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.

Строительство любой дороги требует формирования основы из твердого материала и ровного слоя проезжей части.

Материал основы, ее грунтовый слой, необходимо максимально уплотнить и закрыть его рабочим слоем твердого материала более мелкой фракции (щебеночная дорога) или бетонной, асфальтовой, асфальтово-бетонной смесью (автомагистраль).

Работу по выравниванию, трамбованию и уплотнению слоев проводят при помощи строительной машины, определяемой как дорожный каток. Исполнительным органом агрегата являются пневматические колеса или вальцы, изготовленные из металла.

На ведущие вальцы (колеса) передается крутящее усилие от силовой установки, что обеспечивает передвижение машины. Изменение направления движения обеспечивает управление ведомым вальцом (колесами).

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;
   • к типу 2 относятся средние машины с весом больше 6 т, с двумя осями и вальцами, с двумя осями и тремя вальцами;
   • 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.
2. Катки полуприцепного типа на пневмоколесах выделены по массе:
   • до 15 т — легкие машины;
   • до 30 т — средние;
   • до 45 т — тяжелые машины.
3. Катки самоходного типа на пневмоходу разделяют:
   • до 16 т — средние агрегаты;
   • до 30 т — тяжелые агрегаты.

Как устроен каток?

Рассмотрим несколько вариантов устройств катков.

Статические машины

Наиболее широко используются в дорожном строительстве статические самоходные установки в двухосевом и двухвальцовом исполнении. Машина равномерно утрамбовывает и уплотняет слои строительного материала по всей рабочей полосе одинаковыми по ширине вальцами.

1 — управляемый валец; 2 — фара освещения; 3 — вилка руля; 4 — скребок очистки вальца; 5 — рулевое управление; 6 — органы управления; 7 — место оператора; 8 — валец ведущий; 9, 10 ,11 — рама и узлы трансмиссии

Рама изготавливается из профильного и листового стального проката и является базой для установки всех узлов и механизмов катка. В переднюю часть рамного устройства вваривается стальной оголовник, для крепления оси направляющего катка.

Вальцы изготавливаются литьем или свариваются из нескольких частей. Внутренние полости сварных вальцов заполняются балластом (вода, песок). На асфальтовый каток устанавливаются вальцы с гладкой, без задиров и вмятин рабочей поверхностью.

Кроме того применяются скребки для его очистки и устройства, обеспечивающие смачивание вальца специальными масляными смесями.

Крутящее усилие силовой установки передается на задний ведущий валец трансмиссией механического, гидромеханического и гидрообъемного типа.

В двухосных трехвальцевых катках на задней оси устанавливаются два вальца, общая ширина которых перекрывает рабочую полосу переднего вальца и позволяет увеличить ширину обработки по обеим сторонам. Подобная компоновка позволяет вести работы около стен и бордюров.

В окончательной отделке верхних асфальтовых слоев эффективно используются трехосные трехвальцовые машины. Особенность конструкции подобных агрегатов состоит в установке трех одинаковых по ширине вальцов, два из которых направляющие ведомые.

Ведущий валец по диаметру больше ведомых. Подвеска агрегата перераспределяет весовую нагрузку по осям в соответствии с профилем уплотняемой поверхности — все неровности и выступы обрабатываются повышенным давлением и выравниваются.

Вибрационные машины

Катки легкого и среднего типа изготавливаются с вальцами вибрационного действия. Подобные машины применяются при дорожно-ремонтных работах, а так же при прокладке тротуаров, пешеходных дорожек, выравнивания и асфальтирования ограниченных по площади строительных площадок.

Главное их преимущество — высокая маневренность и удобство транспортировки. При необходимости вибрация катка может быть отключена.

1 — несущая рама; 2 — управляемый валец; 3 — вибрирующий валец; 4 — органы управления; 5 -скребок очищающий и смачивающий узел; 6 — ограждающий тенд.

Уплотняющие колебания в большинстве подобных устройств создает дебалансный возбудитель вибраций — вал с грузом, вращающийся в подшипниковых устройствах ступиц вальца и создающий переменное усилие F.

1 — груз дебаланса; 2 — вал привода; 3 — ступица вальца; 4 — шпоночное крепление

Вальцы дорожных катков

Валец — рабочий орган катка. На машинах устанавливаются:

• гладкие вальцы для работ по укладке асфальта;
• кулачковые — с небольшими выступами по всей поверхности, эффективно работают по рыхлому грунту;
• решетчатые — поверхность покрыта выступами в виде решетки, дробят крупные фрагменты, увеличивая уплотнение;
• пневмоколесный валец – уплотнение ведется набором колес, установленных в определенном порядке.

В сельскохозяйственных предпосевных и посадочных работах применяют для прикатывания почвы, ее уплотнения прицепные многосекционные катки типа ЗККШ 6, КШКУ — 9, имеющие кольчато шпоровый исполнительный орган.

Современные дорожные машины

Немецкая компания BOMAG GmbH на рынке строительной техники предлагает производительные дорожные катки для всех этапов прокладки транспортных магистралей.

1. Сочлененные катки в тандемном исполнении для работ по асфальту:
   • легкие, с собственным весом от 1,8 т до 5 т;
   • тяжелые от 6,5 до 16 т.
2. Статические и вибрационного типа катки для работ по уплотнению грунта с весом от 3 до 26 т.

Каток Бомаг — уплотнитель грунта

Каток Бомаг — технические параметры изделий для уплотнения асфальта

Обозначение модели	Ширина рабочей полосы (мм)	Мощность силовой установки (кВт)	Вес готовой к работе машины (кг)
BW 80 AD-5	800	15,0	1550-1800
BW 90 AD-5	900	15,0	1600-2000
BW 100 ADM-5	1000	15,0	1650-2000
BW 90 SC-5	900	-/-	-/-
BW 100 SC-5	1060	-/-	1700-2000
BW 100 ACM-5	1000	15,1	-/-
BW 141 AD-5	1500	55,4	6900-8700
BW 154 AD-5	1680	-/-	8300-9900
BW 191 ADO-5	2000	105,0	13100-14300
BW 206 ADO-5	2135	-/-	13650-15700
BW 27 RH-4i пневмоколесный	2040	95,0	8800-27000

Завод «РАСКАТ» из г. Рыбинска в 1971 году освоил производство двухосевого двухвальцового вибрационного катка универсального назначения ДУ 47.

КАТОК ДОРОЖНЫЙ, строительная машина циклического действия, предназначенная для уплотнения грунтов и материалов дорожных покрытий при строительстве, реконструкции и содержании дорог, возведении плотин, дамб, каналов и др. Различают катки дорожные ручные, самоходные, а также прицепные и полуприцепные (к пневмоколёсному тягачу или трактору) с гидравлическим, механическим или комбинированным приводом.

Катки дорожные классифицируют по принципу действия, виду рабочего органа, числу осей (одно-, двух- и трёхосные) и количеству вальцов (одно-, двух- и трёхвальцовые).

По принципу действия катки дорожные делятся на статические и вибрационные. Статические катки дорожные уплотняют грунты укатыванием, воздействуя на уплотняемый материал статическим давлением в зависимости от массы катка; вибрационные - статическим и динамическим (периодическими колебаниями одного или нескольких рабочих органов) воздействием. Для создания вибрации в валец встраивают вибровозбудитель колебаний, приводимый в действие от трансмиссии катка. Использование вибрации позволяет уменьшать число проходов катка дорожного по одному следу в 1,5-3 раза, увеличивать толщину уплотняемого слоя (в некоторых случаях до 1,5 м и более), а также уплотнять крупнообломочные материалы.

По виду рабочего органа различают катки дорожные (рис.) с гладкими вальцами, пневмоколёсные, кулачковые, решётчатые и комбинированные. Катки дорожные с гладкими металлическими вальцами предназначены для уплотнения асфальтобетонных покрытий, гравийно-щебёночных и других материалов. Для уплотнения грунтов более эффективны пневмоколёсные, кулачковые и решётчатые катки дорожные. Пневмоколёсные катки дорожные с нагрузкой на колесо около 5 тонн могут уплотнять слои земляного полотна и дорожных одежд толщиной до 30 см. Кулачковые катки дорожные эффективны при уплотнении рыхлых связных грунтов при толщине уплотняемого слоя не более 22-30 см. У решётчатого катка дорожного обечайка вальца выполнена в виде решётки, набранной из литых металлических элементов. Такие катки дорожные применяют для уплотнения, как связных, так и несвязных комковатых грунтов с твёрдыми включениями, которые дробятся решёткой катка, что значительно повышает качество уплотнения. Комбинированные катки дорожные оснащают рабочими органами различного вида. Наиболее распространены катки дорожные с пневмоколёсами и вибрационным вальцом, такие катки обеспечивают наибольшую универсальность с точки зрения уплотнения различных материалов - от суглинка и асфальтобетонной смеси до крупнообломочных материалов и песков.

Эксплуатационная масса катков дорожных 500-30000 кг; мощность двигателей 2-170 кВт.

Лит.: Российская энциклопедия самоходной техники / Под редакцией В. А. Зорина. М., 2001. Т. 1.

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:

1. одновальцовые
2. двухвальцовые
3. трехвальцовые
4. самоходные
5. ручные
6. прицепные (буксируемые)

Их масса находится в диапазоне от 150 кг (ручные одновальцовые) до 30 -35 тонн (двухвальцовые самоходные). Такой разброс масс определяется задачами, которые ставятся перед машинами – одни уплотняют пешеходные дорожки или спортивные дворовые площадки, другие – многополосные автострады или дамбы гидротехнических сооружений.

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.

Дорожные катки – отдельный вид спецтехники, которая активно используется во время строительства или ремонта дорог. Предназначаются для уплотнения определенные слоев дорожного покрытия. Используются дорожные катки и для уплотнения основания под тротуарной плиткой или бетонной стяжкой. Современные дорожные катки имеют самую разнообразную форму и принцип действия. Все их можно классифицировать по определенным критериям.

Классификация по типу перемещения

По принципу перемещения можно разделить на два вида:

1. Прицепные – перемещаются при помощи другого самоходного механизма. Чаще всего, прицепной каток являет металлическую раму с одними или двумя вальцами. В большинстве случаем перемещаются с помощью тракторов.
2. Самоходные – являются полноценными машинами. Данные катки передвигаются за счет собственного двигателя, обладают повышенной маневренностью по сравнению с прицепными.

В связи с тем, что самоходные дорожные катки являются более удобными в эксплуатации, прицепные катки уже практически не выпускаются и встретить их можно все реже и реже.

По размеру и весу катки можно разделить на следующие типы:

1. Легкие – вес которых не превышает 6 тонн. Такие катки способны распределить нагрузку не более 40 кН/м. Они оснащаются двигателями мощностью до 20 кВт. Используются подобные катки для тротуаров и площадок, которые не будут подвержены большим нагрузкам. Кроме этого, можно использовать для предварительного уплотнения любых дорожных объектов.
2. Средние – которые оснащаются двигателями мощностью от 20 до 30 кВт. Вес находится в диапазоне от 6 до 10 тонн. Распределяемая нагрузка – от 40 до 60 кН/м. Используются для уплотнения большинства типов дорог.
3. Тяжелые – сверхмощные, вес которых превышает 10 тонн. Оснащаются двигателями, которые имеют мощность более 30 кВт. Тяжелые катки способны распределить нагрузку более 60 кН/м. С помощью них уплотняют слои из щебня или гравия, так же уплотняют и асфальтное или асфальтобетонное покрытие.

Классификация по типу рабочего органа

Рабочим органом всех дорожных катков являются вальцы.

Все эти вальцы можно разделить на следующие типы:

1. Гладкие – металлические цилиндры, которые имеют гладкую поверхность. Используются катки с гладкими вальцами для уплотнения асфальтного и асфальтобетонного слоя.
2. Кулачковые – вальцы цилиндрической формы, которые в отличие от гладких, имеют определенные выступы. Эти выступы называются кулачками. С этого и пошло название самих вальцов. Катки с кулачковыми вальцами очень часто называют грунтовыми. Используются для уплотнения грунта.
3. Решетчатые – специфические вальцы, которые поверх гладкой поверхности имеют своеобразную металлическую решетку. Катки с такими вальцами тоже предназначаются для укатывания разнообразных типов грунтов.
4. Пневматические – вальцы, которые состоят из нескольких пневматических колес. Такие вальцы используются для уплотнения асфальтного и асфальтобетонного покрытия дороги.
5. Сегментные – обычные гладкие вальцы, у которых на ободе имеются специальные сегменты.
6. Компакторные – вальцы, которые по внешнему виду очень похожи на кулачковые. Компакторные вальцы имеют меньшую ширину. Количество кулачков на компакторных вальцах намного меньше чем на кулачковых.
7. Специальные – вальцы, которые являются комбинированным видом нескольких вальцов. Такие вальцы делаются исключительно на заказ для выполнения определенных работ по новой или экспериментальной технологии.

По количеству вальцов катки можно разделить на:

1. Одновальцовые –оснащаются только вальцом только с одной стороны. Другая сторона катка поддерживается при помощи колес.
2. Двухвальцовые – имеют сразу два вальца, спереди и сзади. Оба вальца могут быть ведущими, а может ведущим быть только один валец.
3. Трехвальцовые – имеют сразу три вальца.

Классификация по способу уплотнения

В зависимости от типа уплотнения, можно разделить на два типа:

1. Статические –осуществляют уплотнение за счет собственного веса. Чем больше вес, тем лучше они могут уплотнить определенный слой дорожного полотна.
2. Вибрационные – самые современные дорожные катки, которые уплотняют не только за счет своего веса, но и за счет небольших вертикальных вибрационных движений вальцов. Они способны уплотнять любой материал более качественно с меньшим количеством проходок. Используются при строительстве дорог самого высокого класса. Не обойтись без вибрационных катков и во время строительства аэродромов, портов и других объектов с повышенной нагрузкой.

Какой каток выбрать?

Как видите, разнообразие дорожных катков настолько велико, что не каждый дорожник сможет правильно подобрать каток для определенных целей. Наша компания имеет в наличии все основные типы дорожных катков, которые сдаются в аренду. Если Вы сомневаетесь в выборе – звоните нам. Наши высококвалифицированные специалисты подберут , который сможет выполнить все поставленные задачи.

Не всегда необходимо брать в аренду самый большой и мощный каток. В большинстве случаев, для того, чтобы построить небольшую дорогу или заасфальтировать придомовую территорию, достаточно будет легкого или среднего катка. Звоните нам и мы не только подберем оптимальный дорожный каток для Ваших целей, но и обеспечим арендуемую технику высококвалифицированными машинистами. Кроме этого, у нас в наличии всегда имеется и другая строительная и дорожная спецтехника, которая в комплексе способна выполнить все возложенные работы в кратчайшие сроки.