Наибольшее распространение по сравнению с другими машинами при уплотнении грунтов имеют катки. Это объясняется простотой их конструкции, надежностью, экономичностью и высокой производительностью. Однако максимальная толщина слоев грунта, которые могут быть ими уплотнены, значительно меньше, чем при вибрации и трамбовании. Кроме того, для обеспечения высокой производительности им необходим широкий фронт работ.

Катки могут быть прицепными, полуприцепными и самоходными. Самоходные катки служат для уплотнения дорожных покрытий, прицепные используются для укатки грунтов. Рабочими органами катков являются вальцы или колеса. В зависимости от их конструкции различают катки: с гладкими вальцами, кулачковые, решетчатые, сегментные и пневмоколесные. Катки с гладкими вальцами и на пневматических шинах пригодны для уплотнения как связных, так и несвязных грунтов. Кулачковые и сегментные могут уплотнять только связные грунты. Решетчатые служат для уплотнения гравелистых и щебеночных оснований.

Рис. 6.16. Схемы машин для уплотнения грунтов и дорожных покрытий:
а — кулачковый прицепной каток; б — прицепной пневмоколесный; в — полуприцепной пнев- моколесный; г — пневмоколесный самоходный; д — прицепной с вибровальцем; е — свободно падающая плита на экскаваторе; ж — самоходная трамбующая машина; з — вибротрамбу- ющая плита; / — барабан вальца; 2— кулачки; 3 — бункер с балластом; 4, 5, 6 — пневмо- валец; 7 —двигатель; в —передача; 9 — вибровалец; 10 — подъемный канат; 11, 12 — трамбующая плита; 13 — направляющая штанга; 14 — плита; 15 — вибратор направленного
действия

Параметры кулачковых катков (рис. 6.16, а) должны подбираться с учетом свойств грунтов. Масса кулачковых катков должна быть такой, чтобы при первом проходе кулачки погружались на полную длину, а барабан только касался уплотняемого слоя. При этом сила тяжести катка будет передаваться грунту через кулачки. При излишней массе каток воздействует на грунт барабаном, а не кулачками. При этом эффект уплотнения может снизиться, так как кулачки будут разгружены. При недостаточной массе катка эффект воздействия также снизится, так как его кулачки на начальной стадии уплотнения будут погружаться в грунт не полностью, что приведет к уменьшению глубины уплотнения.

Катки на пневматических шинах при условии правильного выбора их параметров пригодны для уплотнения как связных, так и несвязных грунтов. Для доведения грунтов до одной и той же плотности пневмоколесному катку требуется меньшее число проходов, что повышает производительность процесса.

Уплотнение грунта пневмокатками осуществляется шиной, которая деформируется и имеет большую площадь контакта с грунтом (рис. 6.16, б, в, г), чем при гладком вальцовом катке. При начальных проходах пневмоколесных катков, когда грунт находится в рыхлом состоянии, деформация шины по сравнению с деформацией грунта мала, ввиду чего работа пневмошины подобна работе жесткого вальца. По мере уплотнения грунта относительное значение деформации шины все более возрастает и при плотных грунтовых поверхностях деформируется шина.

Трамбующие машины уплотняют грунт на большую глубину (до 2 м). Эти машины менее чувствительны к влажности грунтов и могут применяться для уплотнения различных видов грунтов — от песчаных до тяжелых глин (рис. 6.16, ж, в). К недостаткам относятся сравнительно малая производительность, сложность конструкции и высокая стоимость работ.

Наибольшее распространение из этих машин получили трамбующие плиты на одноковшовых экскаваторах, представляющие собой один из видов сменного рабочего оборудования. Уплотнение осуществляется ударом свободно падающей плиты весом обычно 1 … 4 т. Материал плит — чугун или армированный бетон. Подъем плит производится главной лебедкой экскаватора. Трамбующие машины особенно удобны для уплотнения грунтов в стесненных условиях.