Машины статического действия (катки) уплотняют грунт (при неоднократном проезде) цилиндрическими вальцами (гладкими, кулачковыми) или колесами с пневматическими шинами.

Машины ударного действия (дизель-трамбовочные, с падающими грузами и др.) используют для уплотнения грунта ударом рабочего органа непосредственно по поверхности грунта или через вспомогательную плиту.

Машины вибрационного действия (виброкатки и виброплиты) в процессе уплотнения передают частицам несвязных (сыпучих) грунтов непрерывные колебательные движения, создаваемые вибрирующим рабочим органом машины. В результате этих колебаний значительно ослабляются внутренние силы трения между частицами грунта, которые, взаимно перемещаясь, способствуют повышению плотности грунта.

По способу передвижения грунтоуплотнительные машины подразделяются на прицепные, полуприцепные и самоходные.

Машины статического действия

Машины статического действия (катки) применяются для послойного уплотнения насыпей, возводимых из глинистых и супесчаных грунтов.

Наиболее распространены в транспортном строительстве прицепные кулачковые катки и одноосные прицепные и полуприцепные катки на колесах с пневматическими шинами, а также самоходные катки.

Прицепные кулачковые катки выпускаются двух видов: легкие ДУ-26 массой 9000 кг и тяжелые ДУ-32 и ДУ-3 массой 18 000—28 000 кг.

Основными частями прицепного кулачкового катка являются: сварная рама с двумя дышлами — передним со сцепкой и задним, цилиндрический пустотелый гладкий валец, съемные бандажи, надеваемые на валец. На бандажах закреплены кулачки.

Для увеличения массы катка, а следовательно, и его удельного давления на грунт во внутреннюю полость пустотелого вальца через люки в торцовых стенках загружают балласт. Освобождаются от него перемещением катка со снятыми с люков крышками.

Легкие кулачковые катки работают в сцепе с гусеничным трактором мощностью 75 л. е., а тяжелые — с тракторами мощностью 100— 180 л. с. (в зависимости от степени загрузки его балластом).

Производительность катков при восьми проходах по одному месту 160—600 м3/ч. Толщина уплотняемого слоя 20—60 см.

Прицепные кулачковые катки легкого типа с одного участка работ на другой транспортируют на бортовых грузовых автомобилях или трейлерах без снятия кулачков, а катки тяжелого типа — на трейлерах со снятыми кулачками.

Прицепные катки с колесами на пневматических шинах выпускаются с жесткой или независимой подвеской колес (секционные).

Пневмокатки с жесткой подвеской колес ДУ-4 (Д-263) и Д-263А сконструированы по одинаковой схеме и состоят в основном из рамы с автомобильными колесами, балластного кузова (ДУ-4) или площадки для железобетонных грузов (Д-263А) и сцепных устройств для передвижения трактором.

Пневмокаток ДСК-1 с колесами на пневматических шинах оснащен шестью монолитными железобетонными секциями. Две крайние секции образуют с передней и задней поперечными балками раму. Средние четыре секции посредством подшипников-подвесок шарнирно прикреплены к передней балке, что позволяет этим секциям свободно перемещаться вверх или вниз в зависимости от рельефа укатываемой полосы. Такая подвеска секций создает постоянную нагрузку на колеса и способствует равномерному уплотнению насыпи по всей ширине укатываемой полосы.

Лонжероны служат для закрепления колес в железобетонных секциях и передачи массы этих секций через оси на колеса.

К торцу передней балки прикреплено дышло со сцепным устройством для присоединения к трактору. Дышло оснащено откидной стойкой для установки катка на стоянке при отцепленном тракторе. На задней балке укреплено запасное колесо.

Увеличение массы этого катка достигается установкой шести железобетонных блоков. Толщина уплотняемого слоя 20 —50 см, производительность — 2—3 тыс. м3/ч.

Полуприцепные катки представляют собой самоходные агрегаты, состоящие из одноосных автомобильных тягачей и соединенных с ними хоботами одноосных катков с колесами на пневматических шинах.

В транспортном строительстве используются полуприцепные катки ДУ-16 с тягачом МАЗ-529Е и ДУ-16Б с тягачом МоАЗ-546П. Эти катки одноосные четырехколесные. Ширина уплотняемой полосы 2,18м при толщине уплотняемого слоя грунта до 450мм. Масса катка 25 т (без тягача).

Самоходные катки на колесах с пневматическими шинами подразделяются на легкие массой’Ю—18 т, средние — 20—35 т и тяжелые — 40—50 т. У катков две оси — задняя, как правило, ведущая и передняя направляющая.

Тяжелые катки некоторых типов выпускаются с обеими ведущими осями.

Легкие катки оборудуются механической силовой передачей карданного типа, а средние и тяжелые — как механической, так и гидромеханической передачами.

Решетчатые катки применяются для уплотнения насыпи, отсыпаемой мерзлыми грунтами.

Прицепной решетчатый каток (рис. 170) сконструирован в виде двух уплотнительных барабанов, размещенных на общей раме с при-грузом из железобетонных блоков.

Уплотнительные барабаны представляют собой горизонтально расположенные полые цилиндры, внешняя продольная поверхность которых изготовлена в виде решетки, сваренной из прутков круглой стали. Одна боковая стенка цилиндра сплошная, а другая с прорезями для выхода грунта, попадающего при его уплотнении внутрь цилиндра.

В вырезах продольных балок рамы закреплены роликовые подшипники под оси барабанов.

Для увеличения массы катка часть внутренней полости барабана в виде конуса заполнена бетоном. Основание этого конуса примыкает к сплошной боковой стенке барабана, а вершина — к стенке с прорезью.

Масса прицепного решетчатого катка с четырьмя железобетонными грузами 25 т. Ширина полосы уплотнения 3000 мм.

Самоходный легкий двухосный каток ДУ-29 состоит из рамы, корпуса, двигателя АМ-01А мощностью 100 л. е., ходо-уменьшителя, коробки перемены передач, реверса, карданных передач, передней оси с бугелем и тремя колесами, заднего моста с четырьмя колесами, гидравлической системы с гидроцилиндром управления реверсом и передней осью, рулевого управления, тормоза трансмиссии и буксирных устройств.

Педали и рычаги рулевого управления, топливный бак и приборы двигателя расположены внутри кабины.

Масса катка регулируется 120 чугунными грузами, укладываемыми в бункера по бокам рамы катка.

Производительность машины 2400—3100 м3/ч.

Машины ударного действия

Грунтоуплотнительные машины ударного действия предназначены для послойного уплотнения связных и несвязных грунтов. Основными типами грунтоуплотняющих машин, применяемых в транспортном строительстве, являются дизель-трамбовочная машина УМТС-2 и трамбовочные машины Д-471А и Д-471Б.

Дизель-трамбовочная машина УМТС-2 выпускается на базе гидрофицированного трактора 3 Т-100 МГП, на котором спереди навешено оборудование бульдозера с подуплотнительной плитой, а сзади трамбующее оборудование.

На тракторе установлена коробка перемены передач роторного экскаватора ЭР-4, позволяющая машине передвигаться со скоростью от 91,5 до 300 м/ч.

Подуплотнительная плита, предназначенная для подготовки све-жеотсыпанного слоя грунта к уплотнению дизель-трамбовками, шарнирно прикреплена к нижней плоскости бульдозерного отвала. Она поднимается и опускается гидроцилиндрами, смонтированными на бульдозерном отвале.

Трамбующее оборудование состоит из поворотных и подвижной рам, четырех рабочих органов (дизель-трамбовок), механизма вращения поворотной рамы, механизма перемещения и фиксации подвижной рамы, системы гидромеханического запуска и системы водяного охлаждения дизель-трамбовок.

Поворотная рама продольными балками шарнирно соединена с бобышками, приваренными к лонжеронам гусеничной рамы трактора. Подвижная рама навешена на поворотную раму и может смещаться на 1 м за гусеницы трактора.

У каждой дизель-трамбовки независимая подвеска, обеспечивающая их смещение вверх и вниз от нейтрального положения на 250 мм. Верхняя подвеска шарнирно соединяет дизель-трамбовку с верхним поясом подвижной рамы, а нижняя подвеска обеспечивает шарнирное присоединение трамбующей плиты к кронштейну, закрепленному на нижнем поясе подвижной рамы.

Шаботы дизель-трамбовок соединены с трамбующими плитами шарнирно, что позволяет трамбующим плитам постоянно контактировать с уплотняемым грунтом при неравномерных его осадках и неровностях в пределах до 250 мм.

На подвижной раме смонтированы также передвижной гидроподъемник с автосцепкой для запуска дизель-трамбовок, коллекторы топлива, масла и воды и гидросистема гидроподъемника.

Механизм вращения поворотной рамы представляет собой ры-чажно-шарнирную систему, состоящую из двух кронштейнов, прикрепляемых к задней стенке бортовых фрикционов трактора, и двух гидроцилиндров двойного действия.

Механизм перемещения подвижной рамы смонтирован на поворотной раме и состоит из горизонтально расположенного гидроцилиндра и двукратного полиспаста. Механизм фиксации подвижной рамы представляет собой два вертикально расположенных гидроцилиндра, закрепленных на подвижной раме.

Дизель-трамбовка представляет собой вертикально расположенный механизм ударно-взрывного действия, который при каждом цикле (взлете и падении поршня) отдает через трамбующую плиту энергию удара поршня и часть энергии взрыва для уплотнения грунта. Дизель-трамбовка работает по принципу двухтактного двигателя с высокой степенью сжатия и распыливанием очередной порции топлива при ударе поршня по шаботу.

Трамбующая плита состоит из основания, стальной решетки и шаровой опоры.

Основание плиты изготовлено из стального листа толщиной 12 мм, а решетка литая.

Машины вибрационного действия

Грунтоуплотнительные машины вибрационного действия предназначены для уплотнения несвязных (сыпучих грунтов) и выпускаются в виде катков (прицепные) и плит (самопередвижные, подвесные и навесные).

Прицепной вибрационный каток ДУ-14 состоит из рамы, гладкого металлического неразрезного цилиндрического вальца, двигателя Д-37 мощностью 40 л. е., бака для топлива и дышла со сцепным устройством.

Одновальный вибратор расположен внутри вальца и приводится в действие двигателем посредством клиноременной передачи.

Для предохранения рамы катка от воздействия вибрации, создаваемой вибратором, валец соединен с рамой посредством резиновых амортизаторов пальчикового типа.

Каток ДУ-14 по уплотняемой насыпи перемещается гусеничными или колесными тракторами. Ширина уплотняемой полосы 1400 мм. Глубина уплотнения 600 мм. Вынуждающая сила 8 тс.

Техника безопасности при эксплуатации грунтоуплотнительных машин

При работе на грунтоуплотнительных машинах должны соблюдаться утвержденные правила и инструкции техники безопасности по их эксплуатации.

Особое внимание следует обратить на соблюдение следующих требований при эксплуатации прицепных катков статического действия:
— запрещается отцеплять тракторы от катков на горизонтальных площадках с уклоном более 5°. При отцепке дышло катка должно быть направлено под уклон, а под колесо должен быть подложен башмак;
— запрещается заменять колеса катка ДСК-1 и проверять давление в шинах его колес при отцепленном тракторе, а также монтировать и демонтировать колеса катка Д-263А без установки его на домкраты; скорость транспортеровки катков не должна превышать 25 км/ч. К управлению грунтоуплотняющими машинами ударного действия допускаются лица, прошедшие специальное обучение и имеющие свидетельства на право управления такими машинами.

Запрещается во время работы машины ударного действия чистить, смазывать, осматривать и ремонтировать ее, а также заходить в пространство между трактором и рабочими органами машины. Не разрешается оставлять машину с работающими двигателями без присмотра и работать вечером и ночью без освещения места работ. Кроме того, не допускаются работы на невыровненной поверхности и на поперечных уклонах более 5°.