Дорожно-строительные материалы — щебень, гравий, асфальтобетон и др.,
укладываемые в процессе устройства дорожной одежды, находятся в
разрыхленном состоянии. Вследствие этого уложенные материалы требуют
искусственного уплотнения.
Процесс уплотнения перечисленных материалов, которые так же, как и
грунты, являются многофазными системами, в принципе одинаков с процессом
уплотнения грунтов. Уплотнение происходит в основном без нарушения
целостности минеральных зерен за счет резкого (в 3—5 раз) сокращения
объема воздушных пор.
Конструктивные слои дорожных одежд, как и грунты, уплотняются укаткой,
трамбованием и вибрированием. Наиболее широко используют уплотнение
укаткой, пневмоколесными катками и катками с гладкими жесткими вальцами
статического и вибрационного действия, прицепными и самоходными
(моторными).
Моторные катки с гладкими вальцами могут быть двухосными двухвальцовыми,
двухосными трехвальцовыми и трехосными трехвальцовыми. Трехосные катки
(рис. 85, а) предназначены для окончательного уплотнения дорожных
оснований и покрытий, а также для устранения продольных и поперечных
волн. Последнее достигается тем, что они имеют сравнительно большую базу
(расстояние между осями крайних вальцов) и резко возрастающее давление
на грунт вальцов, наехавших на выступающие неровности поверхности
уплотняемого материала.
Рис. 85. Моторные катки с гладкими вальцами:
а — конструктивные схемы катков; б — схема воздействия вальцов на
уплотняемый материал: 1 — ведомый валец; 2 — ведущий валец
Поэтому трехосные катки выполняют безволновую укатку. Характер
воздействия ведомого вальца (рис. 85, б) и ведущего на уплотняемый
материал неодинаков. Под воздействием силы Ти передаваемой от ведущего
вальца, на материал оказывается давление со стороны ведомого вальца. Под
действием этой силы и благодаря деформации уплотняемой поверхности
материал в виде поперечного валика перемещается по направлению движения
катка. В процессе этого валик уплотняется и прекращает движение. Валец
наезжает на валик и уплотняет его, после чего начинается образование
нового валика и т. д.
Таким образом, ведомый валец создает на уплотняемом материале
волнообразные неровности, величина которых зависит от вида и состояния
материала, давления вальца на него и скорости движения катка при работе.
Ведущий валец под действием крутящего момента М оказывает давление на
уплотняемый материал силой С2, действующей в направлении, обратном
направлению движения катка. Благодаря этой силе материал как бы
заправляется под валец и подминается им. Накопление материала перед
вальцом и образование валика перед ним предотвращается. Вследствие этого
ведущий валец осуществляет безволновую укатку.
Моторный каток состоит из силовой установки —дизеля с пусковым
двигателем и стартерным пуском, механической или гидромеханической
передачи, одного-двух ведомых вальцов, которые обычно являются
управляемыми и для повышения маневренности катков делаются из двух
секций. Другими частями катка являются один или два ведущих вальца,
рулевое устройство, которое на тяжелых катках дополняется
гидроусилителем, устройством для очистки и смачивания вальцов. На
современных трехосных катках ось переднего ведомого вальца имеет
возможность перемещаться в вертикальной плоскости, что позволяет ему при
транспортном режиме копировать микропрофиль дороги, не нагружая раму.
При работе этого катка валец обычно фиксируется и вместе с двумя другими
обеспечивает безволновую укатку.