Прицепные катки статического действия

Для уплотнения грунтов укаткой применяют прицепные, полуприцепные и самоходные катки с гладкими, кулачковыми и решетчатыми вальцами, а также пневмокатки. Их используют также в дорожном, аэродромном строительстве и подобных отраслях строительства для уплотнения подстилающего слоя и укатки дорожного покрытия из асфальтобетона и других материалов.

Рис.144. Прицепные катки: (а и б) - с металлическими вальцами; в – схема соединения катков для работы в сцепе

Прицепной каток с металлическими вальцами (рис.144) состоит из пустотелого вальца 5 цилиндрической формы и охватывающей его рамы 3 с дышлом 2 и сцепным устройством 1 на его конце. Валец соединен с рамой через подшипники 4 на торцовых шипах. Для увеличения массы катка и, следовательно, повышения давления на укатываемую поверхность валец загружают (балластируют) песком через люк 7. Вальцы бывают гладкими (рис.144, а) или с установленными на их рабочей поверхности в шахматном порядке кулачками 9 (рис.144, б) (кулачковые вальцы), которые приваривают непосредственно к обечайке вальца или к полубандажам 8. От налипшего на рабочую поверхность грунта гладкие вальцы очищают скребком 6, закрепленным на раме, а междурядья кулачков штырями, собранными на общей балке, прикрепленной к раме вместо скребка.

Прицепные катки с металлическими вальцами перемещают по уплотняемой поверхности за тягачом, обычно трактором, с разворотами на концах захваток для возвратного движения или челночным способом, для чего тягач перецепляют на противоположную сторону катка. Для укатки грунтов на обширных площадях используют сцепы из 2...5 катков и более, объединенных траверсами (рис.144, в).

Гладкие катки уплотняют грунт слоями 0, 15...0, 2 м без разрыхления его поверхности или с незначительным разрыхлением на глубину 1...3 см (в несвязных грунтах). Их применяют преимущественно для прикатки в 1...2 прохода поверхностей, уплотненных другими катками. Скорости передвижения катков не влияют на изменение плотности грунтов, но при повышенных скоростях из-за больших сдвигающих усилий на контактной поверхности формируется менее прочная структура грунта. Рациональные скорости перемещения гладких катков составляют 1, 5...2, 5 км/ч на первом и двух последних проходах и 8... 10 км/ч на промежуточных проходах. По сравнению с работой в односкоростном режиме производительность катков при этом увеличивается примерно в 2 раза.

Кулачковые катки уплотняют грунт внедряемыми в него кулачками, а на первых проходах также поверхностью вальца. По мере уплотнения грунта кулачками на глубине при каждом новом проходе их погружение в грунт уменьшается, вследствие чего валец теряет контакт с уплотняемой поверхностью. Из-за высоких контактных давлений в конце уплотнения кулачки будут немного погружены в грунт, вследствие чего на его поверхности останется разрыхленный слой, который при необходимости прикатывают гладкими вальцами.

В отличие от работы гладких катков, когда от прохода к проходу уплотненный слой наращивается от поверхности вглубь, кулачки начинают уплотнение на глубине, наращивая его в направлении к поверхности. Кулачковые катки применяют только для уплотнения рыхлых связных грунтов. При уплотнении ими несвязных и малосвязных грунтов происходит выброс грунта кулачками вверх и в стороны, вследствие чего практически невозможно достигнуть требуемой плотности.

Рис.145. Решетчатый каток

Решетчатые катки (рис.145) с обечайками, изготовленными из прутков в виде решетки с квадратными ячейками, работают подобно кулачковым каткам. Внедряясь в грунт прутками, решетчатые катки уплотняют его, начиная с глубинных слоев; Их применяют для уплотнения комковатых и переувлажненных связных грунтов, включая разрыхленные мерзлые и скальные крупнообломочные грунты.

Прицепной пневмоколесный каток (рис.146, а и б) состоит из рамы 3 с дышлом 2 и сцепным устройством 1 для соединения с тягачом (трактором или автомобилем), четырех-пяти пневматических колес 5, соединенных с рамой одной осью (рис.146, а) или через балансиры (рис.146, б) и одного 4 или нескольких 7 (по числу колес) балластных ящиков. В последнем случае балластные ящики соединены между собой передней 6 и задней 8 поперечными балками, а ось каждого колеса крепится к днищу соответствующего балластного ящика так, что в зависимости от неровностей укатываемой поверхности с грунтом контактируют все колеса катка (рис.146, в). Пневмоколесные катки применяют для уплотнения как

Рис.146. Прицепные пневмокатки (а и б) и схема перекатывания колес с независимой подвеской по неровностям поверхности грунта

грунтов, так и гравийных и щебеночных оснований, а также черных смесей асфальтобетона. Преимуществом этих катков перед катками с металлическими вальцами является то, что при укатке каменных материалов они не измельчают их. Требуемая степень уплотнения достигается за 5...10 проходов при рабочих скоростях передвижения 11...15 км/ч. Для уплотнения грунтов более эффективны шины большого диаметра с большей допустимой нагрузкой на каждую шину. Катки с автомобильными шинами используют, в основном, для уплотнения малосвязных и среднесвязных грунтов, а с авиационными шинами повышенного давления - для уплотнения тяжелых суглинков и глин высокой связности.