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 являются разновидностью спецтехники для выполнения дорожных работ. Строительство дорог включает в себя работы по искусственному уплотнению насыпного грунта и укатыванию асфальтобетонной смеси для достижения ровных дорожных оснований. Для осуществления таких работ используются дорожные катки, большую популярность приобретают китайские катки XCMG.

Классификация дорожных катков

По способу перемещения дорожные катки делятся на три типа. Самым большим спросом при дорожных работах пользуются самоходные катки различных моделей. При работах по укатке гравийно-щебеночных и грунтовых дорог, как правило, используются прицепные катки , производящие уплотнение материала при помощи тяжести своей массы. Полуприцепные катки , относящиеся к третьему типу катков, оснащаются сцепным устройством для обеспечения передачи на тягач части массы техники.

По принципу действия катки для дорожных работ делятся на два типа. При работе статических катков гладкое покрытие дорог производится за счет действующей силы тяжести , уплотняющей материал. Дорожные катки вибрационного типа укатывают дорожное основание с использованием непрерывной работы одного или же нескольких рабочих органов машины.

Такая современная спецтехника, как правило, оснащается вибрационными вальцами, способными совершать колебательные движения. Оборудование дорожных катков вибрационного типа вибровозбудителями способствует увеличению производительности такой спецтехники на пятьдесят-восемьдесят процентов.

Такая производительность машины достигается уменьшением количества проходов дорожного катка и увеличением толщины слоя уплотнения. Степень уплотнения дорожных покрытий определяется массой моделей дорожных катков. Увеличение массы машины осуществляется с помощью дополнительного балласта, в качестве которого используют железобетонные кубы или емкости с песком.

Виды дорожных катков и особенности их конструкции

В зависимости от вида рабочего органа дорожные катки классифицируют на различные группы. Группа катков с гладкими вальцами является наиболее популярным видом дорожной спецтехники. Решетчатые дорожные катки используются для работ по уплотнению комковых грунтов, в состав которых могут входить твердые элементы. Максимальная эффективность уплотнения таких грунтов достигается непрерывным дроблением с помощью металлической решетки, изготовленной из литых элементов и располагающейся на вальце.

Кулачковые дорожные катки используются для работ по уплотнению рыхлых связных грунтов, толщиной не больше двадцати двух-тридцати сантиметров. Кулачки (шипы), которые установлены на обечайках вальцов, дают возможность легкого входа в грунт в самом начале уплотнения. Во время дальнейших проходов дорожного катка погружение в грунт затрудняется, потому что грунт становится все более уплотненным.

Пневмоколесные дорожные катки способны обеспечивать длительные нагрузки на уплотняемый слой и в первую очередь подходят для работ по укатке свеженасыпанных грунтов. Такие машины используют после выполненных проходов решетчатых и кулачковых дорожных катков при необходимости укатывания каменных и вяжущих материалов.

Катки комбинированного типа оснащаются рабочими органами, имеющими разную комплектацию, которая определяется видом уплотняемых материалов.

Дорожные катки по количеству осей в конструкции

В зависимости от количества осей в конструкции машины дорожные катки бывают трехосные, двухосные и одноосные . По взаимному расположению и числу вальцов дорожные катки разделяются на группы одновальцовых, двухвальцовых и трехвальцовых катков . Например, катки двухвальцовые с двумя осями оснащаются вальцами, имеющими одинаковую ширину. При проходе такого дорожного катка уплотнение материала происходит благодаря расположению вальцов «одного за другим».

Трехвальцовые катки подразделяются на несколько групп, принадлежность к которым определяется по количеству расположенных осей и вальцов. Трехвальцовые дорожные катки с двумя осями оснащены тремя вальцами, один из которых – ведомый — находится спереди, а два узких вальца – ведущих — сзади. Оборудование техники такими вальцами способствует высокой устойчивости машины. Вальцы обладают большим диаметром и позволяют легко выполнять уплотнение материала на стыках дороги и бордюров или стен.

Особая конструкция дорожных катков дает возможность выполнять перекрытие ведущими вальцами следа переднего рабочего органа на 1-1,2 метра. Трехвальцовые дорожные катки используют для работ по окончательной отделке дорожных оснований. Для такой техники характерна одинаковая ширина вальцов. Качество уплотнения такими дорожными катками не зависит от неровности уплотняемого материала, потому что расположение подвески вальцов способствует обеспечению рационального распределения массы машины и дает возможность выполнять укатывание всех выступов, благодаря высокому давлению.

Критерии выбора

Выбор модели дорожных катков определяется типом и основными характеристиками уплотняемых покрытий (грунтов или асфальтобетона), климатическими условиями места дорожных работ, а также объемом работ. Дорожные катки отечественных производителей обладают более низкой стоимостью в сравнении с подобной импортной спецтехникой. При работе дорожных катков отечественного производства можно использовать любое масло и топливо.

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.

Надёжность, долговечность и прочность дорог в немалой мере зависят от качественного строительства дорожного покрытия.Для облегчения этого процесса применяется специальная техника.

Чтобы утрамбовать, выровнять, уплотнить грунт или гравий, асфальт или бетон в фундаментах, а также дорожных конструкциях применяется дорожный каток. Сфера использования специальной строительной техники довольно обширна - это промышленное, гидротехническое, автодорожное, городское, железнодорожное, аэродромное строительство.

Каток дорожный

Принцип действия и способ перемещения у разного оборудования различный. Существует прицепная и самоходная техника, статическая и вибрационная. Каток дорожный оснащен специфическими рабочими органами.

Это могут быть стальные жесткие вальцы или Вальцы, в свою очередь, подразделяются на гладкие, решетчатые или со специальными кулачками на поверхности.

Каток дорожный уплотняет дорожно-строительные материалы посредством качения своих рабочих органов. Машина, двигаясь по поверхности дороги, осуществляет процесс уплотнения дорожного покрытия собственной массой. Каток дорожный асфальтный незаменим при строительных работах на стадионах, для уплотнения песка и гальки на дорогах, для укладки асфальта и в малогабаритном строительстве.

Для выполнения некоторых применяется каток дорожный вибрационный, способный периодически производить колебания рабочих органов. Такая машина оснащается гидростатической трансмиссией, управление гидравликой осуществляется с помощью электротехнической системы.

Для полноценной работы вибрационных функций задействован механизм так называемого крабового хода.

Дорожные катки наделены отличными характеристиками, они надежны в работе. Надо отметить, что собственная масса агрегата имеет определенное значение при воздействии на уплотняемый материал. В ряду специальной строительной техники существуют комбинированные дорожные катки с уплотняющими органами, которые характерны для устройств самых различных видов.

Среди вальцовых дорожных катков, представляющих собой шарнирно закрепленные башмаки на ободе вальца, выделяются пластинчатые, кулачковые, ребристые и решетчатые виды.

Для решетчатых вальцовых дорожных катков характерна рабочая поверхность обода вальца в виде решетки, а в кулачковых катках на ободе вальца жестко закрепляется несколько рядов кулачков.

Укладку асфальта, дорожные строительные работы выполняют в основном на новейшем зарубежном оборудовании. Это объясняется высокими техническими характеристиками этой дорожной специализированной техники, ее удобством и максимальной простотой управления, приятным внешним видом, соответствующей комплектацией. Эта техника подтверждает высокую производительность и максимальную эффективность при выполнении работ на асфальтовых дорожных покрытиях, при уплотнении вдоль стен.

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.