1.4Класифікація катків

При створенні дорожнього покриття дуже важливо, щоб дорожньо-будівельний матеріал досяг певної міцності і пружності. Для цього його треба добре ущільнити. У дорожньому будівництві виділяють три способи ущільнення:

- укочування;

- ущільнення;

- віброущільнення.

Основною машиною, що здійснює ущільнення дорожнього покриття, є дорожні катки. Безліч фірм випускають катки різного виду, потужності і ваги. Серед характеристик, що впливають на якість ущільнення, варто відмітити наступні:

- маса катка;

- площа контакту валу з ущільнюваним шаром;

- швидкість укочування;

- число проходів.

Якщо розглядати дорожні катки з різних сторін, то і класифікацію можна дати різну, залежно від даних особливостей.

По виду робочого органу виділяють катки:

- з гладкими вальцями;

- гратчасті;

- кулачкові;

- пневмоколісні;

- комбіновані.

Гратчастий каток має оббивку у вигляді грат з литих металевих елементів. Він створений для ущільнення грунту, як зв'язного, так і незв'язного. Наявність грат допомагає розбивати грудки і інші щільні утворення.

Котки кулачкових катків (Рис. 1.5.) оббиті металевими пластинами із закріпленими на них кулачками. Основне їх застосування - рихлі зв'язні грунти товщиною не більше 22-30 см Особливість проходу кулачковим катком полягає в тому, що спочатку кулачки йдуть в грунт цілком і навіть валець може в нього зануритися. Але при подальшому ущільненні цього не відбувається.

Рис. 1.5. Самохідний кулачковий каток

Пневмоколісні катки (Рис. 1.3.) призначені для тривалого прикладання навантаження до ущільнювальної поверхні. Самохідні котки на пневматичних шинах виконують як правило двохвісними на шинах з гладким протектором. Загальна маса таких котків коливається в межах 15- 35 т і залежить від маси баласту.

Рис. 1.6. Пневмоколісний каток

За принципом дії існує два види катків : статичні і вібраційні. Статичний каток рухається по ущільнювальному матеріалу, діючи на прохідні поверхні стандартним тиском. А вібраційний каток впливає на ущільнювальний шар як за рахунок сили тяжіння, так і впливаючи на нього силою періодичних коливань. Використання вібраційного катка зменшує кількість проходів катка по сліду в 1,5-3 рази, залежно від грунту.

За способом пересування.виділяють:

- причіпні(маса повністю передається на ущільнювальний матеріал);

- напівпричіпні(частина маси передається на тягач);

- самохідні.

Котки з гладкими вальцями класифікують по кількості осей і вальців:

- одновісні одновальцеві з підтримуючими вальцями чи колесами або без них (Рис. 1.7, а, б,в );

Рис.1.7. Схеми катків з гладкими металевими вальцями

а) – одновісний одновальцевий; б) – одновісний одновальцевий з підтримуючими вальцями; в)- одновісний одновальцевий з підтримуючими колесами; г) – двохвісний двохвальцевий; д) – двохвісний трьохвальцевий; е) - двохвісний трьохвальцевий з додатковим вальцем малого діаметра; ж) – трьохвісний трьохвальцевий.

- двохвісні двохвальцеві з одним або двома ведучими вальцями (мал.1.4, г );

- двохвісні трьох вальцеві (Рис. 1.7, д);

- двохвісні трьох вальцеві з допоміжним вальцем малого діаметра (Рис.1.4, е);

- трьохвісні трьохвальцеві з одним чи трьома ведучими вальцями двохвісні трьох вальцеві (Рис. 1.7, ж).

Рис. 1.8. Двохвісний двохвальцевий каток

Рис.1.9. Двохвісний трьохвальцевий каток

4

По питомому лінійному навантаженню котки поділяють:

• на легкі з лінійним навантаженням менше 400 Н/см (маса до 5 т, потужність до 25 кВт);

• середні з лінійним навантаженням 350…600 Н/см (маса до 6…10 т, потужність до 25…30 кВт);

• важкі з лінійним навантаженням 600 Н/см і більше (маса 10 т, потужність більше 35 кВт).

• По основним признакам, що впливають на ущільнення матеріа­лів, і експлуатаційним якостям самохідні катки на пневматичних шинах можна класифікувати наступним чином:

1. По завантаженості коліс, яке може бути загальним, індивідуальним і комбінованим;

2. По встановленню коліс на осях, під якими розуміються умовні осі, що проходять через центри передніх і задніх коліс. Розрізняють осі індивідуальні, блочні і комбіновані;

3. По виду врівноважувальної системи, яка призначена для вирівнювання навантажування по колесах котка в процесі його роботи: ричажна (механічна), гідравлічна, пневматична і комбінована зрівнювальні системи. Гідравлічна і пневматична системи забезпечують горизонтальне положення корпусу і кабіни катка при роботі на уклонах;

4. По установці коліс на осях розрізняють схему з шаховим розташуванням коліс (мал. 1.10, а); схему з рядною (мал. 1.10, б) і схему з комбінованим розташуванням коліс на осях (мал. 1.10, в). У сучасних катках найбільш поширеною розташування коліс за схемою, показаною мал. 1.10, а;

5. За системою повороту розрізняють катки з поворотом коліс на керованих осях, з поворотом самих керованих осей і поворотом шарнірної рами.

а) – шахова; б) – рядна; в) – комбінована.

Рис. 1.10. Схеми розташування коліс пневмокотків

У комбінованому катку встановлюються різні вальці, що посилює якість його роботи. Найчастіше комбінують пневмоколісний варіант з вібровальцевим. Така машина стає більш універсальною і добре ущільнює фактично будь-який грунт.

Самохідні катки на пневматичних шинах при ущільненні асфальтобетонних сумішей, як показують дані їх випробувань, ефективніші і продуктивніші в порівнянні з катками з гладкими металевими вальцями. Це досягається, по-перше, тим, що при одній і тій же швидкості руху жорсткого вальця і пневматичної шини ущільнюваний матеріал знаходиться в напруженому стані триваліший час при роботі шини. Отже, за інших рівних умов необхідне число проходів катка на пневматичних шинах менше числа проходів катка з гладкими металевими вальцями. По-друге, питомий тиск катків на пневматичних шинах регулюється до необхідного значення зміною тиску повітря в шинах, що легко і швидко виконується за наявності централізованої системи підкачки шин. Це дозволяє строгіше витримувати основну умову ведення процесу ущільнення: від проходу до проходу підвищувати питомий тиск робочого органу і забезпечувати його значення. По-третє, забезпечується велика рівномірність ущільнення внаслідок наявності в катках на пневматичних шинах врівноважувальних систем, що забезпечують пристосовуваність коліс до опорної поверхні і їх рівномірне завантаження.

Негативним чинником при роботі катків на пневматичних: шинах є недостатня рівність поверхні як в поздовжньому, так і в поперечному напрямі. Тому остаточні проходи при ущільненні асфальтобетонних сумішей повинні виконувати катками з гладкими металевими вальцями.

Для ущільнення асфальтобетонних дорожніх покриттів зазвичай застосовують катки, обладнані шинами з гладким протектором, масою 18...20 т. Тиск в шинах змінюється від 0,25...0,36 до 0,55...0,60 МПа.

Тиск повітря в шинах повинен змінюватися залежно від вигляду ущільнюваного матеріалу, його фізико-механічних властивостей і щільності.

Для охолоджування і оберігання шин від налипання гарячої асфальтобетонної суміші рекомендується змочувати їх підігрітою до 80 °С водою, розпилюючи її повітрям.

Для здобуття максимальної продуктивності і здобуття рівного шару ущільнюваної асфальтобетонної суміші каток з пневмошинами на перших проходах повинен мати швидкість 2...3 км/год, а інші - 8...9 км/год.