Портал о строительстве и ремонтных работах

Архивы за 13.10.2014

Основным недостатком катков статического действия является их большая масса, необходимая для нормальной работы. Эту массу можно значительно снизить при том же уплотняющем эффекте, если рабочие органы машин выполнить вибрирующими.

Вибрационные катки выполняют прицепными и самоходными. Чаще всего в виброкатках применяют центробежные вибровозбудители с кру­говой вынуждающей силой. Их приводят в действие от двигателя внут­реннего сгорания самоходного катка или специально установленного на раме прицепного катка двигателя привода возбудителя.

У самоходных виброкатков вибрирующими выполняют обычно ве­дущие вальцы. Металлоемкость виброкатков в 3-4 раза меньшая, чем катков статического действия. При этом нужное уплотнение слоя грун­та достигается меньшим числом проходов, так как виброкатки наряду со статическим оказывают на грунт и вибрационное воздействие. Сущность
его заключается в том, что периодические возмущения, передаваемые от вибратора в грунт рабочим органом, интенсифицируют перестройку сло­жившейся структуры грунта, в результате чего получается более плот­ная упаковка грунтовых частиц.

Для уплотнения несвязных грунтов и гравийно-песчаных материа­лов в стесненных или недоступных для других машин местах применя­ют вибрационные плиты. Кроме плит в комплект оборудования вхо­дят вибратор, двигатель, система подвески и механизм управления. Для привода вибраторов на вибрационных плитах чаще всего используют двигатели внутреннего сгорания — дизельные или карбюраторные. По принципиальной схеме эти устройства могут быть одно — и двухмассны­ми. В первом случае вибратор и двигатель установлены непосредствен­но на плите. Во втором — на плите монтируют лишь вибратор, а двига­тель устанавливают на специальную раму, соединенную с плитой упру­гими элементами. В этом случае в колебательное движение приводится лишь нижняя часть, тогда как верхняя, подрессоренная, не колеблется, но воздействует на грунт общей массой статического давления.

К машинам статического действия относят прицепные, полуприцеп — ные и самоходные катки. Рабочими органами катков являются металли­ческие вальцы (гладкие, кулачковые, решетчатые) или колеса с пневма­тическими шинами. Вследствие простоты и экономичности уплотнения грунтов этими машинами они получили наибольшее распространение.

Катки с гладкими вальцами применяют давно, начиная со Средних веков, главным образом для уплотнения несвязных грунтов. Однако в настоящее время вследствие малой глубины уплотнения (до 20 см) эти катки используют в основном в качестве рабочих органов вибрацион­ных машин.

Рабочий процесс катков с гладкими вальцами состоит из много­кратного перекатывания вальцов по поверхности уплотняемого грунта, т. е. цикличного воздействия на него. Деформации и связанное с ними уплотнение происходят в результате давления, создаваемого силой тя­жести вальцев.

Эффективным средством уплотнения связных грунтов являются кулачковые катки. В отличие от катков с гладкими вальцами на их повер­хности имеются бандажи с укрепленными на них кулачками (рис. 7.31). Каждый бандаж состоит из 2-3 частей, соединяемых болтами. Кулачки размещают на поверхности катка в шахматном порядке.

В начале работы кулачки полностью погружаются в грунт, в связи с чем в контакт с его поверхностью может входить и валец катка. При погружении кулачков под каждым из них образуется уплотненное ядро, как бы упирающееся в плотное основание. Так как на поверхности вальца имеется много кулачков (20-25 шт. на 1 м2), после прохода катка по поверхности грунта на нем остается соответствующее число «ядер», рас­положенных в шахматном порядке.

При последующих проходах катка грунт уплотняется в промежут­ках между ядрами. При каждом проходе кулачки погружаются в грунт на меньшую глубину и между поверхностью грунтового слоя и вальцем
катка образуется увеличивающийся просвет, указывающий на уплотне­ние укатываемого слоя. Характерные углубления, создаваемые кулачка­ми по поверхности грунта, способствуют сдавливанию укатываемых сло­ев в единый массив и повышают качество его уплотнения.

Прицепные кулачковые катки используют как одиночные, так и в сцепе нескольких. При сцепе из двух катков иногда первым устанавли­вают кулачковый, а вторым гладкий. Для достижения необходимого уп­лотнения грунта кулачковые катки перемещаются по одному месту обычно до шести-восьми раз.

Кулачковыми катками уплотняют только связные грунты. Для уп­лотнения как связных, гак и несвязных грунтов используют катки на пневматических шинах, имеющие несколько колес, установленных в один ряд (рис. 7.32).

Подвески колес предусматривают жесткие и независимые. У катков с жесткой подвеской ось колес укрепляют на продольных балках рамы, которую размещают обычно над колесами. На раме устанавливают кузов для балласта. Основной недостаток катков такой конструкции — пере­грузка отдельных колес при движении катков по неровной поверхности. В результате укатываемая полоса неравномерно уплотняется по ширине, а отдельные элементы катка перегружаются. Этих недостатков не имеют катки с независимой подвеской колес, при которой каждое колесо может перемещаться в вертикальной плоскости независимо от остальных. Каж­дая секция таких катков жестко связана с балластным ящиком или плат­формой. Балластом могут служить грунт или бетонные блоки.

Контактные давления на поверхности грунта, а следовательно и ха­рактер напряженного состояния под колесами, определяются размерами шин, давлением воздуха в них и нагрузкой на колесо. Эти параметры и являются главными.

Пневматические шины имеют сравнительно небольшую ширину, поэтому при уплотнении грунт под ними отжимается в сторону. Вос­препятствовать отжатию может боковая пригрузка, которую создают со­седние колеса, причем тем эффективнее, чем будет меньшим зазор меж­ду ними. Поэтому колеса нужно ставить ближе друг к другу. Однако при слишком частом расположении колес увеличивается их число при по­стоянной ширине полосы уплотнения. Это, в свою очередь, снижает нагрузку на каждое колесо.