КАТОК ДОРОЖНЫЙ, строительная машина циклического действия, предназначенная для уплотнения грунтов и материалов дорожных покрытий при строительстве, реконструкции и содержании дорог, возведении плотин, дамб, каналов и др. Различают катки дорожные ручные, самоходные, а также прицепные и полуприцепные (к пневмоколёсному тягачу или трактору) с гидравлическим, механическим или комбинированным приводом.

Катки дорожные классифицируют по принципу действия, виду рабочего органа, числу осей (одно-, двух- и трёхосные) и количеству вальцов (одно-, двух- и трёхвальцовые).

По принципу действия катки дорожные делятся на статические и вибрационные. Статические катки дорожные уплотняют грунты укатыванием, воздействуя на уплотняемый материал статическим давлением в зависимости от массы катка; вибрационные - статическим и динамическим (периодическими колебаниями одного или нескольких рабочих органов) воздействием. Для создания вибрации в валец встраивают вибровозбудитель колебаний, приводимый в действие от трансмиссии катка. Использование вибрации позволяет уменьшать число проходов катка дорожного по одному следу в 1,5-3 раза, увеличивать толщину уплотняемого слоя (в некоторых случаях до 1,5 м и более), а также уплотнять крупнообломочные материалы.

По виду рабочего органа различают катки дорожные (рис.) с гладкими вальцами, пневмоколёсные, кулачковые, решётчатые и комбинированные. Катки дорожные с гладкими металлическими вальцами предназначены для уплотнения асфальтобетонных покрытий, гравийно-щебёночных и других материалов. Для уплотнения грунтов более эффективны пневмоколёсные, кулачковые и решётчатые катки дорожные. Пневмоколёсные катки дорожные с нагрузкой на колесо около 5 тонн могут уплотнять слои земляного полотна и дорожных одежд толщиной до 30 см. Кулачковые катки дорожные эффективны при уплотнении рыхлых связных грунтов при толщине уплотняемого слоя не более 22-30 см. У решётчатого катка дорожного обечайка вальца выполнена в виде решётки, набранной из литых металлических элементов. Такие катки дорожные применяют для уплотнения, как связных, так и несвязных комковатых грунтов с твёрдыми включениями, которые дробятся решёткой катка, что значительно повышает качество уплотнения. Комбинированные катки дорожные оснащают рабочими органами различного вида. Наиболее распространены катки дорожные с пневмоколёсами и вибрационным вальцом, такие катки обеспечивают наибольшую универсальность с точки зрения уплотнения различных материалов - от суглинка и асфальтобетонной смеси до крупнообломочных материалов и песков.

Эксплуатационная масса катков дорожных 500-30000 кг; мощность двигателей 2-170 кВт.

Лит.: Российская энциклопедия самоходной техники / Под редакцией В. А. Зорина. М., 2001. Т. 1.

Каток – спецтехника (самоходная или прицепная), используемая в процессе решения самых разных задач для утрамбовки и уплотнения верхних слоев дорожного покрытия (грунт, асфальт, насыпные породы, в том числе и крупно-скальные).


Современный машиностроительный рынок предлагает несколько видов этих машин в зависимости от вида ключевого элемента – вальца, который и выполняет основную функцию уплотнения:

• Гладковальцевые катки уплотняют верхние слои грунта, создавая необходимое давление своим весом.
• Кулачковые катки применяют для уплотнения связного рыхлого грунта, возможно выполнение работ на наклонных и обводненных площадках. Глубина уплотнения связных грунтов может достигать 80 см. Поскольку после обработки участка кулачковыми вальцами поверхность остается несколько взрыхленной, то имеет смысл их применять в комплексе с гладковальцевыми катками или катками на пневмоколесах.
• Решетчатые, кроме основной функции уплотнения, имеют сопутствующую способность дробить крупные фрагменты грунта решеткой, что работает на улучшение конечного результата.
• Пневмоколесные катки применяются для укатки не только грунта, но и насыпных гравия, щебенки, черных смесей и асфальта. Основное преимущество перед другими катками заключено в отсутствии эффекта дробления, что является существенным плюсом при работе с гравийно-щебеночными покрытиями. Толщина слоя оптимального уплотнения зависит от массы катка, которая варьируется в диапазоне 20-50 т (но существуют и более тяжелая техника, например, в аэродромном строительстве 200 т), и соответствует 25-40 см.

Кроме того, существуют катки комбинированные, в которых одновременно участвуют несколько вышеперечисленных видов валец. Обычно это передний – гладкий, а задний – пневмошинный валец.

Максимальное количество валец, устанавливаемых на один каток – три, причем два узких навешиваются на одну ось. В случае одновальцового катка валец устанавливается на переднюю ось, чаще всего такие катки являются прицепными устройствами и выполняют уплотнение грунта, будучи прикрепленными, например, к трактору.

Соответственно, существует разделение на классы по принципу движения: самоходные и несамоходный катки.

Виброкатки

Существенно повышает степень утрамбовки поверхности грунта оснащение катков пневматическими вибрационными системами, создающими управляемую вертикальную вибрацию одного из вальцов, что позволяет уплотнять асфальт за один проход, в то время как остальным каткам для достижения того же качества придется несколько раз прокатывать один участок. Данный вид катков получил общее название вибрационных.

На российском рынке дорожно-строительной технике представлены катки всех видов, как от отечественных, так и от зарубежных производителей. Самыми популярными западными фирмами на нашем рынке являются: немецкие компании BOMAG и HAMM, швейцарская AMMANN, шведская DYNAPAC, японская CATERPILLAR, китайская LIUGONG, американская TEREX, британская JCB. А также: XGMA, Амкодор, Vogele.

Самыми распространенными машинами для уплотнения материалов, применяемых при строительстве дорог, являются дорожные катки.

Несомненным лидером в производстве уплотняющей техники является немецкая фирма Hamm. Дорожный каток Hamm отличается высокой производительностью, мощностью и удобством обслуживания.

Не отстает от них и фирма BOMAG. Дорожный каток BOMAG, в зависимости от модели, применяется для строительства пешеходных дорожек и автомагистралей.

Из отечественных машин можно отметить дорожный каток ДУ 85. Он применяется для строительства аэродромов, дамб, портовых сооружений и промышленных объектов. Обладает высокой производительностью.

Классификация: основные виды

Классифицируются катки по способу перемещения, давлению и конструкции вальцов. Вальцов у катка может быть несколько или один. Обрабатываемый материал уплотняется послойно под действием только веса катка или с помощью дополнительных вибраций.

Для разных материалов применяются различные формы вальца.

Виды вальцов:

• гладкие (цилиндрический барабан с гладкой поверхностью).
• кулачковые (цилиндр, на поверхности которого имеются выступы – кулачки.);
• решетчатые (поверхность вальца имеет вид решетки, выполненной из прутьев стали профильной или сегментов листовой стали);
• наборные (набранные на ось колеса с шинами пневматическими). Используются для уплотнения битуминозных и асфальтобетонных смесей;
• сегментные (гладкие барабаны с сегментами на ободе);
• компакторные (цилиндр, на поверхности которого наварены кулачки симметричной формы). От кулачковых вальцов отличаются меньшей шириной и меньшим числом рядов с кулачками;
• специальные (многоугольные диски, комбинированные и пр.).

По силе воздействия на материал делятся на:

• легкие: распределенная нагрузка не более 40 кН/м, мощность двигателя до 20 кВт, масса 5 т. Применяются для предварительного уплотнения покрытий и оснований;
• средние: нагрузка 40-60 кН/м, мощность двигателя 25-30 кВт, масса 6-10 т. Используются как для промежуточного, так и окончательного уплотнения облегченных покрытий;
• тяжелые: нагрузка свыше 60 кН/м, мощность двигателя свыше 30 кВт, масса свыше 10 т. Используются для окончательного уплотнения оснований из гравия или щебня, а также асфальтобетонного покрытия.

По количеству вальцов бывают:

• одновальцовые с поддерживающими колесами или вальцами;
• двухвальцовые, имеющие один или два ведущих вальца;
• трехвальцовые (двухосные, оснащенные дополнительным вальцом небольшого диаметра или не имеющие его, а также трехосные с одним или тремя ведущими вальцами).

По способу перемещения бывают:

• прицепные;
• самоходные.

Дорожный каток прицепной представляет собой металлическую раму, на которой закреплен цилиндрический валец. Агрегат цепляется к трактору, который и тянет его по уплотняемой поверхности.

Дорожный каток самоходный – машина, не требующая дополнительной тяговой силы. Катки этого типа маневренны, отличаются более высокой производительностью, чем прицепные. Некоторые из них способны развивать скорость до 14 км/час.

По способу воздействия на грунт модели делятся на:

• статические;
• вибрационные.

Статические катки уплотняют материал за счет силы тяжести.

Дорожный каток вибрационный уплотняет дорожное основание дороги при непрерывном действии вибрационного вальца. Он совершает колебательные движения, за счет чего материал уплотняется с меньшим количеством проходок.

К вибрационным относится отечественный самоходный дорожный каток ДУ 54.

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?

Машины разделяют:

1. По принципу действия на статический и вибрационный. Статические катки уплотняют слои материала силой собственной тяжести при движении исполнительного органа по рабочему слою. Вибрационные катки к воздействию на материал добавляют динамическую нагрузку от колебаний одного из вальцов.
2. По примененному способу движения полуприцепные и самоходные. В полуприцепных устройствах часть весовой нагрузки распределяется на прицепное устройство колесного трактора-тягача. Самоходные машины передвигаются за счет собственного двигателя внутреннего сгорания.
3. По количеству осей выделяют одно, двух и трехосные катки.
4. Число вальцов определяет одно, двух и трех вальцевые агрегаты.

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

1. Машины вибрационные и статические:
   • к 1 типу отнесены легкие с весом от 0,6 до 4,0 т с одной осью и одним вальцем, с двумя осями и двумя вальцами;
   • к типу 2 относятся средние машины с весом больше 6 т, с двумя осями и вальцами, с двумя осями и тремя вальцами;
   • к 3 типу тяжелые машины весом от 10 до 15 т на двух осях с двумя вальцами, на двух осях трехвальцовые, на трех осях с тремя вальцами.
2. Катки полуприцепного типа на пневмоколесах выделены по массе:
   • до 15 т — легкие машины;
   • до 30 т — средние;
   • до 45 т — тяжелые машины.
3. Катки самоходного типа на пневмоходу разделяют:
   • до 16 т — средние агрегаты;
   • до 30 т — тяжелые агрегаты.

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.

1 — управляемый валец; 2 — фара освещения; 3 — вилка руля; 4 — скребок очистки вальца; 5 — рулевое управление; 6 — органы управления; 7 — место оператора; 8 — валец ведущий; 9, 10 ,11 — рама и узлы трансмиссии

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.

1 — несущая рама; 2 — управляемый валец; 3 — вибрирующий валец; 4 — органы управления; 5 -скребок очищающий и смачивающий узел; 6 — ограждающий тенд.

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

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

Вальцы дорожных катков

Валец — рабочий орган катка. На машинах устанавливаются:

• гладкие вальцы для работ по укладке асфальта;
• кулачковые — с небольшими выступами по всей поверхности, эффективно работают по рыхлому грунту;
• решетчатые — поверхность покрыта выступами в виде решетки, дробят крупные фрагменты, увеличивая уплотнение;
• пневмоколесный валец – уплотнение ведется набором колес, установленных в определенном порядке.

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.

Современные дорожные машины

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

1. Сочлененные катки в тандемном исполнении для работ по асфальту:
   • легкие, с собственным весом от 1,8 т до 5 т;
   • тяжелые от 6,5 до 16 т.
2. Статические и вибрационного типа катки для работ по уплотнению грунта с весом от 3 до 26 т.

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.

Многие строительные и дорожные виды работ требуют специальной подготовки грунтового или насыпного основания. При покрытии дорог и разнообразных площадок асфальтом также требуется уплотнение подстилающего и верхнего слоев. Для выполнения операций уплотнения и укатки больших площадей широко используются специальные строительные машины – дорожные самоходные катки.

Если судить по названию, то эти машины должны применяться исключительно на дорожных работах. Но сфера их использования гораздо шире – они работают в карьерах, обустройстве лесопарковых зон, оборудовании спортивных сооружений, строительстве железных дорог и плотин. Условия их эксплуатации очень разнообразны, поэтому созданы различные виды катков для уплотнения грунта. По конструкции рабочей и ходовой части они подразделяются на:

1. одновальцовые
2. двухвальцовые
3. трехвальцовые
4. самоходные
5. ручные
6. прицепные (буксируемые)

Одновальцевые дорожные катки

Большинство одновальцовых машин построены по классической конструкционной схеме – моторная часть на пневматическом ходу расположена в задней части машины в комплексе с кабиной управления и гидравлическими насосами. Передняя часть, представляющая собой раму с цилиндрическим массивным барабаном – вальцом, шарнирно соединена с моторной частью.

Привод осуществляется как на колеса, так и на барабан рабочего органа, поэтому дорожные самоходные катки не пробуксовывают даже на влажных поверхностях и их рабочие барабаны не проскальзывают. Система управления поворачивает с помощью гидроцилиндров заднюю и переднюю части, что позволяет эффективно маневрировать и обрабатывать участки дорог с большим числом поворотов допустимого радиуса кривизны.

Для уплотнения дорожного покрытия и подготовки его перед проходом тяжелых двух или трехвальцовых катков, окончательно обрабатывающих поверхность, используется дорожный каток 8т. Это одни из самых легких самоходных катков, обладающих, тем не менее, достаточно мощной уплотняющей нагрузкой. Они гораздо маневренней и экономичней двухвальцовых вибрационных катков и не требуют предварительной подготовки перед проходом.

Они работают сразу же после асфальтоукладчика и подготавливают поверхность для последующего уплотнения. При эксплуатации на грунтах в режиме виброуплотнения самоходные вибрационные катки с гладкими вальцами массой 6-8 тонн могут самостоятельно уплотнить слой грунта или насыпного покрытия толщиной до 40 см.

Кулачковые катки для уплотнения грунтов применяются в случаях неоднородности подстилающего слоя, наличия в нем вкраплений камней, крупных фракций щебня, известняка, песчаника и прочих материалов, которые измельчаются шипами на поверхности вальца и утрамбовываются в основание.
После обработки основания кулачковыми барабанами непременно используются гладкие вальцы, позволяющие выровнять поверхность и добиться однородной плотности по всему объему.

Привод одновальцевых дорожных катков осуществляется с помощью механической или гидравлической передачи, рассчитанной на скорость перемещения не более 13-15 км/час в транспортном режиме и до 8 км/час в рабочем. Для этих машин эффективность работы определяется не скоростью, а возможностью воздействия на грунт с максимальной силой. Трансмиссия позволяет очень быстро изменять направление движения и обеспечивает плавность хода. Рывки и ускорения здесь недопустимы во избежание сдвигов верхних слоев грунта относительно нижних, что приводит к неоднородности структуры уплотненной зоны.

Двухвальцовые дорожные катки

При не столь большой общей массе они очень интенсивно уплотняют грунтовые слои и асфальт дорожного покрытия за счет использования вибросистем, которые могут регулироваться как по амплитуде, так и по частоте колебаний. Вибрация осуществляется посредством вращения внутреннего эксцентрикового вала с механическим или гидравлическим приводом.

Самоходный дорожный каток – это довольно комфортабельная для оператора машина. Кабины современных катков оборудованы кондиционерами, отличаются превосходной шумоизоляцией и специальной подвеской, защищающей оператора от вибрации. Панорамный обзор, мощные осветительные приборы позволяют работать в любое время суток, а безопасность водителя гарантируется специальными системами защиты при опрокидывании.

Грунтовый самоходный дорожный каток оборудуется дизельным двигателем средней мощности. Несмотря на большую массу машины, 100 л.с. вполне достаточно для эффективной работы. Особое устройство трансмиссии преобразует всю мощность в уверенное движение машины на малой скорости и вибрацию вальцов. Коэффициент полезного действия этих машин чрезвычайно высок.