каток что делает с асфальтом

Дорожный каток — как подобрать машину с необходимыми параметрами

Строительство любой дороги требует формирования основы из твердого материала и ровного слоя проезжей части.

Материал основы, ее грунтовый слой, необходимо максимально уплотнить и закрыть его рабочим слоем твердого материала более мелкой фракции (щебеночная дорога) или бетонной, асфальтовой, асфальтово-бетонной смесью (автомагистраль).

Работу по выравниванию, трамбованию и уплотнению слоев проводят при помощи строительной машины, определяемой как дорожный каток. Исполнительным органом агрегата являются пневматические колеса или вальцы, изготовленные из металла.

На ведущие вальцы (колеса) передается крутящее усилие от силовой установки, что обеспечивает передвижение машины. Изменение направления движения обеспечивает управление ведомым вальцом (колесами).

Какими бывают дорожные катки?

По величине собственного веса и особенностям конструкции самоходные катки выделяют по типам:

Как устроен каток?

Рассмотрим несколько вариантов устройств катков.

Статические машины

Наиболее широко используются в дорожном строительстве статические самоходные установки в двухосевом и двухвальцовом исполнении. Машина равномерно утрамбовывает и уплотняет слои строительного материала по всей рабочей полосе одинаковыми по ширине вальцами.

Каток дорожный. Устройство.

Рама изготавливается из профильного и листового стального проката и является базой для установки всех узлов и механизмов катка. В переднюю часть рамного устройства вваривается стальной оголовник, для крепления оси направляющего катка.

Вальцы изготавливаются литьем или свариваются из нескольких частей. Внутренние полости сварных вальцов заполняются балластом (вода, песок). На асфальтовый каток устанавливаются вальцы с гладкой, без задиров и вмятин рабочей поверхностью.

Кроме того применяются скребки для его очистки и устройства, обеспечивающие смачивание вальца специальными масляными смесями.

Крутящее усилие силовой установки передается на задний ведущий валец трансмиссией механического, гидромеханического и гидрообъемного типа.

В двухосных трехвальцевых катках на задней оси устанавливаются два вальца, общая ширина которых перекрывает рабочую полосу переднего вальца и позволяет увеличить ширину обработки по обеим сторонам. Подобная компоновка позволяет вести работы около стен и бордюров.

В окончательной отделке верхних асфальтовых слоев эффективно используются трехосные трехвальцовые машины. Особенность конструкции подобных агрегатов состоит в установке трех одинаковых по ширине вальцов, два из которых направляющие ведомые.

Ведущий валец по диаметру больше ведомых. Подвеска агрегата перераспределяет весовую нагрузку по осям в соответствии с профилем уплотняемой поверхности — все неровности и выступы обрабатываются повышенным давлением и выравниваются.

Вибрационные машины

Катки легкого и среднего типа изготавливаются с вальцами вибрационного действия. Подобные машины применяются при дорожно-ремонтных работах, а так же при прокладке тротуаров, пешеходных дорожек, выравнивания и асфальтирования ограниченных по площади строительных площадок.

Главное их преимущество — высокая маневренность и удобство транспортировки. При необходимости вибрация катка может быть отключена.

Схема вибрационного катка ДУ-10А

Уплотняющие колебания в большинстве подобных устройств создает дебалансный возбудитель вибраций — вал с грузом, вращающийся в подшипниковых устройствах ступиц вальца и создающий переменное усилие F.

Схема возбудителя колебаний вальца

1 — груз дебаланса; 2 — вал привода; 3 — ступица вальца; 4 — шпоночное крепление

Вальцы дорожных катков

Валец — рабочий орган катка. На машинах устанавливаются:

В сельскохозяйственных предпосевных и посадочных работах применяют для прикатывания почвы, ее уплотнения прицепные многосекционные катки типа ЗККШ 6, КШКУ — 9, имеющие кольчато шпоровый исполнительный орган.

Прицепной каток ЗККШ 6 с кольчато шпоровыми вальцами

Современные дорожные машины

Немецкая компания BOMAG GmbH на рынке строительной техники предлагает производительные дорожные катки для всех этапов прокладки транспортных магистралей.

Каток Бомаг — уплотнитель грунта

Каток Бомаг — технические параметры изделий для уплотнения асфальта

Завод «РАСКАТ» из г. Рыбинска в 1971 году освоил производство двухосевого двухвальцового вибрационного катка универсального назначения ДУ 47.

В настоящее время предприятием выпускаются более производительные аналоги этой машины. ДУ 47 все еще можно встретить на дорожных стройках.

Каток ДУ 47 — технические параметры

Источник

Базовые принципы уплотнения асфальта

Принципы уплотнения.

В результате обеспечивается улучшенная стабильность слоя и, таким образом, повышается его сопротивляемость деформации. От степени уплотнения также зависит износоустойчивость поверхностного слоя.

Вместе с уплотнительными работами, должна одновременно происходить выравнивание, чтобы обеспечить комфорт во время езды, поэтому слой износа должен иметь сплошную и гладкую поверхность, но обеспечивать максимальное сцепление колес с дорогой.

Влияние состава смеси на уплотнение

Асфальтовая смесь может быть различной по составу в зависимости от предназначения (необходимо учитывать характер нагрузки на дорожное полотно) и климатических условий. Именно поэтому рецептура асфальтовых смесей меняется, а вместе с ней и уплотнительные свойства асфальта. На свойства влияет прежде всего состав и размер включаемых в ее состав минеральных компонентов. Еще одним важным компонентом, от которого зависит вязкость, является битум и его температура.

Для дорог с интенсивной эксплуатацией используют смеси с высокой устойчивостью к деформации при нагрузках. Как правило, в такие смеси включают крупноразмерные минералы, т.е. они содержат большое количество камней крупных фракций, дробленых камней в дробленом песке и густой битумный раствор. Такие смеси весьма тяжелы в уплотнении и требуют большое количество усилий и тяжёлую технику.

При накатке дорог с низкой интенсивностью эксплуатации используют смеси с меньшим содержанием камней и значительно большим количеством песка, а также мягкий битумный раствор. Такие смеси легко уплотняются, однако из-за своих характеристик легко могут быть деформированы при укладке, поэтому требуют особого контроля и время на застывание. При нарушении технологического цикла может происходить смещение самого материала или формирование волн на дорожном полотне.

Влияние температуры смеси на уплотнение

На усилия, требуемые для укладки асфальта влияет температура смеси. Как правило уплотнение начинают, когда температура падает до 140-100 градусов и закончено, когда смесь остынет до 100-80 градусов. Такие требования к температуре обусловлены свойствами битума, входящими в состав смесей: чем ниже температура битума, тем больше его вязкость и тем больше усилий потребуется катку для уплотнительных работ. При высоких температурах битум действует как смазка и снижает трение между вальцами катка и минеральными включениями.

Способы уплотнения

Начальное уплотнение с помощью асфальтоукладчика

На первоначальном этапе предварительное уплотнение производится асфальтоукладчиком. Предварительное уплотнение с помощью этого типа техники оказывает отличное влияние на первоначальный слой и его характеристики, а также способствует более качественной последующей укатке катком, пока температура смеси достаточно высокая. Такая технология позволяет производить укатку за меньшее количество времени, за счет меньшего кол-во проходов катком.

Если приступить к укатке без предварительного уплотнения, то можно нарушить раномерность покрытия, если каток окажется слишком большой массы, а то и вызвать смещение материала. Если все-таки производится укладка катком, то рекомендуется в первые два прогона тандемными катками не использовать режим вибрации.

Статическое уплотнение

За счет собственной массы катка, происходит статическое уплотнение асфальта, для этих целей используют и тандемные и катки на пневмоколесах, однако они дают довольно слабое уплотнение по сравнению с вибрационными катками. Тандемные катки уплотняют за счет линейной нагрузки (кг/см) вальца, а пневмоколесные за счет нагрузки от колес (т) и давления воздуха в колесах (Мпа).

Использование этих двух типов целесообразно только после предварительно уплотнения асфальтоукладчиком, или при необходимости уложить тонкий слой (слой износа) или асфальт с высокой пористостью.

Пневматические катки хорошо показали себя на предварительном профилировании и уплотнении мягких смесей или для уплотнения покрытия дорог с малой интенсивностью движения. В ходе работы пневмокатка смесь равномерно распределяется, а поверхностные поры заполняются.

Виброуплотнение

Вибрационные катки широко применяются за счет отличных рабочих характеристик и качественного уплотнения. Им требуется меньшее количество проходов., за счет чего значительно экономится время. Вибрация от катка снижает трение материала внутри смеси, а за счетмассы катка и динамической нагрузки плотность асфальтового покрытия растет. Таким образом для виброкатка ключевыми показателями являются масса и показатели вибрации: частота и амплитуда.

Если предстоит уплотнить покрытие из нескольких слоев, то использую тяжелые тандемные виброкатки, которые способны выдавать различные амплитуды и частоты вибрации вальцов.
Рабочая скорость для таких катков колеблется от 3 до 6 км/ч.

Однако использовать виброкатки нужно с осторожностью, так как большое количество проходов может привести к разрыхлению материала и нарушению структуры покрытия за счет избыточной вибрации.

Уплотнение катками с использованием автоматизированной системой контроля степени уплотнения (АСФАЛЬТ МЕНЕДЖЕР) ASPHALT MANAGER

Для контроля степени уплотнения и регулировки требуемого усилия используются автоматизированные системы.

Благодаря такому инструменту, оператор имеет возможность работать в автоматическом режиме без дополнительных регулировок в ходе работы. Уплотнительная техника с АСФАЛЬТ МЕНЕДЖЕР регулируется автоматически и непрерывно отслеживает текущие условия и при необходимости изменяет величину и амплитуду вибрации. Как следствие, применение системы дает возможность избежать повреждения слоя основания и разрушения структуры асфальтового слоя. Помимо автоматического режима, каток позволяет оператору выбирать определенное направление вибрации в ручном режиме, их всего шесть (от вертикального до горизонтального (подобно осцилляции).

Катки с системой АСФАЛЬТ МЕНЕДЖЕР способны выполнять широкий спектр задач по уплотнению асфальтовых покрытий. Благодаря возможности выбирать различные режимы, такие катки могут использоваться при работах вблизи или внутри зданий чувствительных к вибрациям (например, многоуровневые паркинги). Для уплотнения асфальтовых покрытий мостов рекомендуется ручной режим с горизонтально направленной вибрацией.

Основные преимущества: Универсальное применение, качественное уплотнения без разрушения материала основания, равномерный слой благодаря непрерывному изменению усилия, гладкость и однородность структуры асфальтового слоя, возможность уплотнения участков, расположенных у края дорожного полотна, а также стыков. Отлично подходит для укладки асфальтовых покрытий на мостах, а также в непосредственной близости от чувствительных к вибрациям сооружений. Есть возможность измерения степени уплотнения и температуры во время работы.

Оборудование для уплотнения

Ручное оборудование для уплотнения

Трамбовка

Вибротрамбовки (трамбовки) относятся к средствам малой механизации. основная сфера их применения — это ограниченные пространства внутри зданий, на территориях, прилегающих к стенам, заборам, коммуникационным элементам (например, люки) и т.д. Вес таких трамбовок чаще всего не превышает 60-80 кг и оснащаются 4-тактным бензиновым или, реже, дизельным двигателем. Кривошипный привод передает быстрые вертикальные возвратно-поступательные движения к башмаку трамбовки.

Виброплиты

Виброплиты также относятся к малой механизации и используются для уплотнения небольших площадок в ограниченном пространстве, они бывают прямоходные и реверсивные, их масса колеблется в диапазоне 50-150кг, а рабочая ширина- от 45 до 60 см. Они оснащаются бензиновыми или дизельными двигателями. Вибратор направленного действия приводится в действие через клиновой ремень и центробежную муфту. Управление движением происходит за счет регулировки направления действия вибратора.

Ручные тандемные катки

Масса сопровождаемых катков составляет 600-1000 кг, а рабочая ширина – от 60 см до 75 см. Привод вальцов либо механический – с помощью двухступенчатого редуктора, либо гидростатический, они работают с двойной вибрацией.

Легкие тандемные катки

Легкие тандемные катки с рамой на шарнирном соединении выпускаются массой от 1,3 до 4.2 т, рабочей шириной от 80 см до 138 см. оба вальца катка оснащены гидростатическим приводом и вибросистемой.

Комбинированные катки

В основе конструкции комбинированных катков вибровалец и комплект колес. Они отлично подходят для уплотнения асфальта на поверхностях под уклоном, а также для ремонтных работ и укатки пешеходных дорожек и автостоянок. Комбинированные катки производятся массой от 1,5 до 2,5т, а также от 7 до 10 т.

Пневмоколесные катки

Управляемая/качающаяся передняя осью и неподвижный задний мост – преимущество конструкции пневмоколесных катков. Для увеличения массы может быть задействован балласт массой до 10т, при этом общая масса катков может быть увеличена до 24-27 т соответственно. Уплотнение происходит статически, за счет собственной массы машины, а также перемешивания смеси и прогибанию колес.

Тандемные катки с шарнирно-сочлененной рамой

У тандемных катков масса может достигать 7-14т при рабочей ширине 1,50 м, 2,00м и 2,13 м; они предназначены для средних и крупных строительных объектов.
Вибрация может осуществляться на передний, задний или сразу на оба вальца, а сами они могут быть цельные и разрезные. Они всегда следуют один за другим, даже при выполнении поворотов(влево/вправо). В стандартном исполнении вальцы оснащены крабовым ходом со смещением самих вальцов до 120 мм в обе стороны. Крабовый ход значительно облегчает уплотнение у краев покрытия, а также дает возможность огибать боковые препятствия.

Тандемные катки с управляемыми вальцами

Тандемные катки с управляемыми вальцами выпускаются массой от 7 до 10 т, рабочей шириной 1,50 м и 1,68 м. Такие катки оснащены гидростатическим приводом вальцов и вибросистемы.
Вибрация может передаваться на передний и /или задний валец, а сами вальцы могут быть цельные и разрезные.

Катки с управляемыми вальцами оснащены электрической системой управления с возможностью выбора настроек: Диагональный ход (влево/вправо), поочередная работа передним\задним вальцом, синхронная работа обоими, или управление передним\задним в автоматическом режиме, в зависимости от направления движения

Системы рулевого управления

На катках с управляемыми вальцами они могут поворачиваться одновременно (синхронное управление) или каждый по отдельности (передний или задний), а также позволяют двигаться крабовым ходом (со смещением вальцов до 120 мм). Такие катки оптимально подходят для работы как на небольших площадках (перекрестки, кольцевые развязки, резкие повороты), так и для работы на больших строительных объектах (автомагистрали и автострады).

У катков с управляемыми вальцами возможность движения «крабовым ходом» является преимуществом. «Крабовый ход» позволяет распределять массу катка на большую площадь, при этом сам каток не сильно заглубляется. При использовании такого метода, значительно упрощается начальное уплотнение чувствительных материалов с высокой температурой асфальта, а также возможна «утюжка» больших участков, а сам центр тяжести катка смещен от нестабильного края асфальтового покрытия.

В тандемных катках с шарнирно-сочлененной рамой вальцы соединены между собой с помощью центрального шарнира.

Конструкция позволяет вальцам двигаться по одной траектории даже при выполнении поворотов. В режиме «крабового хода» задний валец смещен относительно переднего влево или вправо. Из-за особенностей конструкции вальцы могут быть смещены относительно друг друга.

Выгоды от использования «крабового хода» очевидны: это и возможность работы вблизи бордюрных камней или вплотную к стенам зданий или ограждениям, рациональная работа с конусом уплотнения края покрытия, а также возможность избежать образование следов от вальца с острыми кромками на поверхности асфальта.

Источник

Виды дорожных катков и их применение

Дорожные (строительные) катки – спецтехника, использующаяся в дорожном строительстве для трамбования покрытия: асфальта и бетона. Для этого они оснащаются барабанами, заменяющими колёса. При движении каток за счёт своей огромной массы утрамбовывает слой насыпанных строительных материалов, увеличивая связность между отдельными частями и выталкивая воздух из структуры.

Сфера применения катков не ограничивается дорожным строительством. Они также применяются при возведении гидротехнических сооружений (дамб, насыпей), прокладывании аэродромов в остальных сферах, где требуется уплотнение несвязных либо малосвязных грунтов или материалов.

Источник изображения tespa.ru

Виды дорожных катков

Существует несколько способов классификации дорожных катков. Целесообразно рассмотреть два типа – по виду воздействия и по виду цилиндра (вальца). Первый способ подразумевает разделение катков на статические и вибрационные, второй – на гладкие, кулачковые, решётчатые, пневмоколесные и комбинированные.

Классификация дорожных катков по виду воздействия

Статические катки

Статические дорожные катки – одна из наиболее конструкционно простых разновидностей данной спецтехники. Благодаря этому они и получили своё распространение. Принцип работы статического катка прост – он имеет огромную массу, за счёт чего и происходит уплотнение грунта или стройматериала.

Источник изображения tespa.ru

Основная часть массы статического катка приходится на передний валец. При движении он трамбует насыпанные материалы. Чтобы трамбуемая поверхность оставалась ровной и не имела уклона, скорость катка обычно ограничивается 5-7 км/ч.

В настоящее время статические дорожные катки используются в основном в особых случаях – когда требуется обеспечить ровную и прямую поверхность, когда строительство производится на опорах (эстакадах и мостах), когда к качеству покрытия предъявляются особые требования (на взлётно-посадочных полосах аэропортов). В остальных сферах они были вытеснены вибрационными.

Вибрационные катки

Вибрационный каток отличается от статического конструкцией переднего или обоих вальцов. Внутри барабана размещается специальный груз со смещённым центром тяжести. Именно поэтому при движении машина словно бы «подпрыгивает», обеспечивая более интенсивное и заметное уплотняющее действие.

Использование вибрационного механизма позволило значительно уменьшить габариты катков и увеличить их манёвренность. Именно поэтому такие механизмы часто используются в дорожном строительстве внутри городов, где обычной статической машине просто «негде развернуться».

Источник изображения tespa.ru

Тем не менее, вибрационные катки не лишены и недостатков. Среди них – невозможность использования на мостах и эстакадах. Постоянные «прыжки» многотонной машины вполне способны повредить опоры. Также из-за вибрационного действия на уплотняемой поверхности остаются волнообразные неровности. На объектах, где требуется добиться абсолютной гладкости покрытия, применение катков такого типа недопустимо.

Классификация дорожных катков по виду вальцов

Катки с гладкими вальцами

Наиболее традиционный и распространённый вариант, использующийся в дорожном строительстве и смежных сферах. Валец такого катка представляет собой гладкий металлический цилиндр. Это позволяет ему равномерно уплотнять грунт или стройматериал.

Источник изображения tespa.ru

Катки с гладкими вальцами могут быть как статическими, так и вибрационными. Могут использоваться на несвязных, малосвязных и связных грунтах.

Катки с кулачковыми вальцами

Общая конструкция кулачкового вальца схожа с таковой у гладкого, однако поверхность металлического цилиндра покрывается выступами. Они называются «кулачками» или «шипами». Задача такого катка – дробление крупнофракционного грунта.

Источник изображения tespa.ru

Как правило, такие катки используются при строительстве гидротехнических сооружений, в том числе насыпей из прибрежного грунта. При движении выступы вальца разрушают комья и крупную фракцию материала, одновременно трамбуя нижний слой. Используются на рыхлых грунтах, эффективно разрушают их структуру и выталкивают содержащийся внутри воздух.

Катки с решётчатыми вальцами

Как и машины предыдущего типа, используются для дробления грунтов. Цилиндр покрыт не гладким металлом, а решёткой. Её ячеистая структура проникает в рыхлый грунт, обеспечивая как дробление крупных комьев, так и перемешивание материала.

Обычно катки с решётчатыми вальцами применяются в строительстве гидротехнических сооружений. Они особенно эффективны на рыхлых грунтах с малой связностью и неоднородной фракцией. После прохождения такого катка верхний слой насыпи разрушается и перемешивается, а нижний – уплотняется.

Катки с пневмоколесными вальцами

Один из вариантов катков, использующихся в дорожном покрытии. Его вальцы – не металлические цилиндры, а просто пакеты колёс с пневматическими (накачиваемыми воздухом) шинами. Такая конструкция снижает массу машины, зато увеличивает проходимость, простоту эксплуатации и даже доставки техники на место проведения работ.

Обычно катки с пневмоколесными вальцами оснащаются двумя вальцами – передним и задним. Дело в том, что между шинами есть промежутки. Поэтому при движении на покрытии остаются выпуклые полосы из неуплотнённого материала. Чтобы этих дефектов не было, шины на заднем вальце устанавливаются особым образом – перекрывая промежутки на переднем.

Источник изображения tespa.ru

Катки с пневматическими вальцами используются для трамбования малосвязных и несвязных грунтов. Из-за этого, что колеса не оказывают столь же интенсивного давления на покрытие, как металлический цилиндр, эта спецтехника редко применяется для уплотнения асфальта или бетона. А вот для гравийного или песчаного основания дорожного полотна она вполне может использоваться.

Катки комбинированного типа

Как понятно из названия, они оснащаются вальцами двух или большего количества типов. Например, распространены варианты, когда спереди устанавливается гладкий металлический барабан, а сзади – пневмоколесный пакет.

Менее часто встречаются варианты, когда передний валец – кулачковый или решётчатый, а задний – пневмоколесный. Сфера применения таких катков определяется конструкцией цилиндров. Например, гладко-пневмоколесный может использоваться в дорожном строительстве. А кулачково-пневмоколесный подойдёт уже для трамбования рыхлых грунтов на насыпях или иных гидротехнических сооружениях.

Источник