Изменяющиеся в процессе уплотнения физико-механические свойства материалов требуют применения катков с различными удельными давлениями, а также катков статического, вибрационного и комбинированного воздействия на уплотняемый материал.

Особенности строительных условий требуют применения катков как самоходных, обеспечивающих челночное движение, так и прицепных — более прочных и дешевых в эксплуатации.

Это разнообразие катков нашло отражение в «Типаже катков для дорожных и строительных работ» (рис. 10.1).

Применение на самоходных катках гидрообъемных трансмиссий и шарнирно-сочлененных рам позволяет путем широкой унификации, агрегатирования и модульного принципа проектирования обеспечить выпуск 14 типоразмеров катков.

Типаж предполагает выпуск самоходных катков на основе пяти базовых моделей: гладковаль-цового массой 8… 10 т (тип 5); к одноосному тягачу массой 12… 13 т (тип 10); к одноосному тягачу массой 16 т (тип 12); комбинированного действия массой 16 т (тип 14); к одноосному тягачу массой 25 т (тип 16).

На их основе путем замены рабочих органов создаются 14 моделей катков, за исключением двух типоразмеров малогабаритных катков массой 0,8… 1 т для стесненных условий работы, виброкатка массой 1,5…2,2 т и 4…6 т для ремонта и реконструкции промышленных объектов.

Освоение базовой модели массой 8… 10 т позволяет получить: каток комбинированного действия путем замены одного вибровальца на ряд пневмоколес (шины 250…508) (тип 6); каток статический пневмоколесный путем замены на базовой модели обоих вальцов на пневмоколеса (тип 7); каток статический трехвальцовый трехосный путем введения дополнительного вальца (тип 8); каток статический трехвальцовый двухосный путем использования унифицированных модулей катка массой 8… 10 т (тип 9).

Использование силового пневмоколесного шасси трактора Т-150К позволяет получить на базе виброкатков массой 12… 13 и 16 т к одноосному тягачу с гладкими вибровальцами (тип 10, 12) кулачковые виброкатки (тип 11 и 13).

Освоенная базовая модель комбинированного катка массой 16 т (тип 14) путем замены вибровальца на ряд пригруженных колес позволяет создать унифицированный с ним пневмоколесный каток массой 20 т (тип 15), а виброкатка массой 25 т (тип 16) заменой гладкого вибровальца на кулачковый или решетчатый — кулачковый или решетчатый виброкатки (типы 17 и 18).

Прицепные статические катки на пневмоколесах и катки с кулачковой или решетчатой металлической обечайкой относятся к простым и надежным уплотняющим средствам и работают в сцепе с базовым тягачом. Уплотняющий эффект при их применении достигается за счет перекатывания пригруженного балластом рабочего органа (пневмоколес, кулачкового или решетчатого вальца) по поверхности грунта.

Статическое воздействие этих катков обусловливает малую глубину проработки грунта, поэтому при их применении требуется послойная отсыпка насыпей (слоем не более 0,25.-0,3 м) и планировка поверхности грунта.

Катки являются многопроходными машинами, т. е. уплотнение грунта достигается за счет многократных проходов катком по одному следу, для чего требуются его реверсивные движения или развороты на обратный ход. Ввиду этого использование прицепных катков целесообразно в том случае, когда ширина насыпи или уплотняемой ими площадки допускает их развороты в сцепе с тягачом на обратный ход. В случае применения этих машин на узких насыпях (шириной по 6…8 м) требуется устройство специальных съездов и заездов осуществления разворотов катка в сцепе с тягачом.

Пневмоколесные катки эффективны на всех видах грунтов при соблюдении заданной толщины отсыпки.

При устройстве насыпей из комковатых грунтов или грунтов со смерзшимися комьями (в зимнее время) для их дробления в процессе уплотнения следует применять кулачковые и решетчатые катки с последующим завершением процесса уплотнения тяжелыми пневмоколесными катками.

Кулачковые катки создают большую удельную нагрузку на грунт и за счет внедрения в его массив кулачков большую, чем пневмокатки, глубину проработки слоя грунта. Поэтому их рекомендуется использовать при послойном уплотнении тяжелых связных грунтов.

По рекомендациям СНиП (автомобильные дороги) уплотнение рыхлых глинистых грунтов следует производить послойно при толщине отсыпки не более 0,3…0,35 м и начинать, как правило, кулачковыми решетчатыми катками или катками на пневматических шинах с неполной балластировкой (массой 10… 16 т) и заканчивать — катками на пневматических шинах массой 25 т и более или самоходными вибрационными катками массой 16 т и более.

Рис. 10.1. Типаж катков для несвязных грунтов, где их эффективность значительно выше, чем на связных

По сравнению со статической укаткой, виброукатка при одинаковой массе катка обеспечивает в 2…3 раза большую глубину проработки несвязного грунта за меньшее (в 3…4 раза) число проходов. Поэтому катки вибрационного действия целесообразно применять при уплотнении несвязных грунтов, отсыпаемых слоем толщиной до 0,6…0,8 м, когда требуется высокая производительность укатки. Однако при этом следует иметь в виду, что по сравнению со статическим катком, виброкаток имеет более сложную конструкцию, стоимость его машино-смены значительно выше, а ресурс машины меньше.

Самоходные виброкатки оснащаются гладким, кулачковым, а также решетчатым вибровальцом. Область их применения с тем или иным видом рабочего органа аналогична области применения катков прицепных с той лишь разницей, что самоходные катки обладают более высокой маневренностью и мобильностью. Для выполнения челночных реверсивных движений этими машинами не требуются широкие площади, поэтому они широко применяются при строительстве дорожных насыпей, дамб и плотин.

Трамбующие машины. Уплотнение фунта этими машинами осуществляется за счет ударного воздействия свободно падающей плиты или груза.

В управляемых вручную трамбовках удар производится трамбующим башмаком, приводимым от электрического или бензинового двигателя посредством кривошипно-шатунного механизма. В трамбовках на базе гидромолотов, навешиваемых на стреле экскаваторов, ударное воздействие осуществляется через трамбующую пяту, вмонтированную в гидромолот.

Благодаря ударному воздействию эта группа машин обеспечивает высокую эффективность уплотнения как на связных, так и на несвязных грунтах. Трамбующие машины со свободнопада-ющими плитами следует применять при сосредоточенных работах на уплотнении тяжелых связных грунтов (подъезды к мостам, места вблизи упорных стен и других инженерных сооружений, а также ответственные насыпи и дамбы). Трамбующие машины обеспечивают проработку тяжелого суглинистого грунта, отсыпаемого слоями толщиной до 0,8… 1,2 м и более.

Управляемые вручную трамбовки и трамбовки на базе гидромолотов к экскаваторам применяются при уплотнении грунтов в стесненных (окончание) условиях (при обратной засыпке траншей, котлованов, пазух фундаментов, вблизи колон, опор и др.).

При обратной засыпке глубоких траншей и котлованов, когда имеется опасность обрушения стен траншей, следует применять трамбовки на базе гидромолота к экскаватору. В таких же случаях надо применять навесные на стреле экскаватора виброуплотнители.

Самопередвигающиеся навесные к базовым шасси виброплиты относятся к машинам вибрационного действия. Их эффективно применять при уплотнении несвязных грунтов, а на связных грунтах их эффективность по глубине резко снижается. Высокая маневренность и малые габариты самопередвигающихся виброплит делают эти машины незаменимыми при уплотнении грунтов в стесненных условиях.