45. Машины для уплотнения грунтов. Классификация. Принцип действия.

Долговечность и прочность земляных сооружений в боль­шой мере зависит от качества уплотнения грунта и дорожно-строи­тельных материалов, уложенных в земляное полотно, насыпь, дамбу или в основание дорог и аэродромов.

В зависимости от типов грунтов, условий работы, требуемой производительности используют три различные вида уплотняющих воздействий: статическое (укатка), ударное (трамбование) и вибра­ционное. Уплотняющие машины, использующие вибрацию и удар, объединяют в группу машин динамического действия. Применяют также комбинированные методы уплотнения: виброукатку, вибро­трамбование и сочетание укатки с трамбованием.

Общим для всех уплотняющих машин являются многократные проходы по одному следу. В результате повторных кратковременных нагрузок грунт деформируется и уплотняется. Физическая сущность уплотнения грунта заключается в увеличении плотности его скелета меха­ническими средствами путем изменения расположения зерен грунта.

К машинам статического действия, уплотняющим грунты под действием собственной массы, относятся катки следующих типов: с гладкими вальцами, кулачковые, решетчатые и пневмоколесные. Главным параметром катков статического действия является их масса при полной загрузке балластом. Статические катки с гладкими вальцами предназначены для уплотнения дорожных оснований и покрытий из асфальтобетонных, гравийно-щебеночных и других материалов. На уплотнении грунтов они практически вытеснены более эффективными кулачковыми и вибрационными катками, кат­ками на пневмошинах.

Кулачковый каток (рис. 147, а) в отличие от катка с гладкими вальцами несет на своей поверхности кулачки, имеющие форму усеченного конуса, которые приварены в шахматном .порядке к ци­линдрической поверхности вальца или к съемным бандажам. Бан­дажи с кулачками прикреплены к секциям вальца болтами. Для очистки кулачков на раме катка предусмотрены гребенки. Балластные камеры внутри вальца загружены через торцовые люки песком или водой. В некоторых моделях катков балластом служат железобетон­ные блоки или чугунные грузы, закрепленные на раме. Кулачковые катки предназначены для предварительного уплотнения связных и комковатых грунтов.

При работе кулачкового катка верхняя часть слоя грунта разрыхляется во время выхода кулачков на поверхность. Прицепные решетчатые катки отличаются тем, что обечайка их вальца не сплошная, а представляет собой решетку, сваренную из стальных прутьев низколегированной стали диаметром 30 ... 40 мм. Решетка может быть также литой. В этом случае валец собирают из отдельных звеньев. Сторона квадрата решетки 10 ... 15 см. Балласт размещают внутри вальца или на раме катка. Общая масса катка 25 ... 30 т. Диаметр вальцов 2,2 ... 2,5 м. Для лучшей ма­невренности валец катка выполнен из двух половин, насаженных на одну ось.

Решетчатые катки хорошо зарекомендовали себя как эффективное уплотняющее оборудование для работы в зимнее время, уплотнения гравелистых и глинистых комковатых грунтов.

Широкое применение получили катки на пневмошинах (пневмо­колесные катки), которыми могут уплотняться все виды грунтов.