В общем случае под катком понимается механизм, задачей которого является уплотнение и трамбование веществ давлением на них тяжестью прокатывающихся цилиндрических поверхностей, в некоторых случаях дополняемое еще и вибрационным воздействием.

Классификация, устройство и принцип действия, назначение (сфера применения)

Классификация катков производится по различных признакам, в первую очередь по конструктивным особенностям и предназначению, например:

По форме рабочего органа

Главным элементом катка любого типа является цилиндр (валец), который, прокатываясь по поверхности собственным весом, сдавливает и уплотняет асфальт, грунт, щебень или другой материал. Собственно валец может изготавливаться из различных материалов и иметь различную фактуру внешней поверхности. Основные виды вальцов – гладкие, решетчатые, кулачковые, пневмоколесные и комбинированные.

Гладкие вальцы делают стальными, они дают ровную поверхность. Чаще всего используются при укладке асфальта.

Фото статического катка 

У кулачковых цилиндры имеют выступы-кулачки, которые предназначены для трамбовки рыхлых грунтов толщиной до 30 см. Шипы, установленные на обечайке вальца, на начальном этапе легко входят в грунт, эффективно его уплотняя.

Фото статического компактора  с  кулачками

Решетчатые вальцы – у них цилиндры (колеса) сделаны из решетки; они используются для трамбовки неоднородных грунтов и снега. При прохождении решетка дробит крупные комки, что увеличивает плотность обработанной поверхности.

Пневмоколесные вальцы обычно представляют собой несколько колес на одной оси, разделенных промежутками. При этом на заднем цилиндре колеса располагаются таким образом, чтобы их колеи совпадали с промежутками передних. Такие катки используют после кулачковых и решетчатых – они укатывают вяжущие и каменные материалы.

Фото дорожного катка с пневматическими шинами

Комбинированные имеют вальцы разных видов, обычно впереди ставят гладкий, а сзади – пневмоколесный валец.

Фото комбинированного пневмоколесного катка

По принципу действия катки могут быть:

- статического типа, у которых уплотнение достигается только за счет действующей силы тяжести (чем массивнее каток, тем, при прочих равных условиях он эффективнее)

- вибрационными, вальцы которых вибрируют в вертикальной плоскости, что повышает эффективность уплотнения подстилающей поверхности в 1,5-2 раза.

Кроме того, катки подразделяются по:

способу перемещения - на самоходные, полуприцепные и прицепные, (последние применяются преимущественно для гравийно-щебеночных дорожных работ);

количеству осей - одно-, двух- и трехосные;

назначению – асфальтовые, грунтовые и тротуарные;

количеству вальцов – с 1,2 и 3; одновальцовые чаще других делают прицепными;

массе и глубине трамбовки (до 50 и более тонн и глубине трамбовки грунта до 2 м);

другим характеристикам.

Некоторые современные дорожные катки могут развивать скорость до 14 км/ч, но для большинства моделей максимальная скорость не превышает 5 км/ч.

Принцип работы

Валец, надавливая на частицы материала, заставляет их сближаться, что приводит к увеличению прочности и вязкости и уменьшению водопроницаемости. В результате создается новый материал, имеющий иные качества. Эффективность уплотнения определяется величиной уплотняющих нагрузок и временем их действия. По мере увеличения плотности эффективность снижается, а плотность приближается к своему пределу. В целом уплотняющее действие зависит от площади контакта с подстилающим материалом, скорости, числа проходов и массы катка.

Основным показателем служит удельное давление на основание. Оно является переменной величиной даже для одной и той же модели и во многом зависит от характера утрамбовываемого материала. Чем мягче грунт, тем меньше удельное давление; по мере укатывания оно автоматически возрастает. Помимо массы катка на этот показатель влияют диаметр вальцов, их форма и материал, из которого они сделаны. Катки, имеющие меньший диаметр вальцов, при одинаковой массе создают большее удельное давление.

Выбор модели

Выбор модели катка зависит от типа уплотняемого покрытия, объема работ и климатической зоны, а также вида строительных работ. Катки используются в автодорожном, промышленном, городском, железнодорожном, гидротехническом, аэродромном строительстве и других видах работ, где требуется повышение стабильности и увеличения несущей способности грунтового слоя. От этих показателей во многом зависят качество, надежность и долговечность объекта строительства.

Толщина уплотняемого слоя зависит от веса катка, который варьируется в широких пределах. При дорожных работах обычно достаточной массой считается диапазон от 20 до 50 т, однако существует и более тяжелая техника – при обустройстве взлетно-посадочных полос аэродромов применяют катки весом в 200 тонн.

То, что является недостатком у одних видов катков, служит достоинством у других – все зависит от материала и задач. Например, решетчатые модели дробят и размельчают твердые включения в укатываемом грунте, что очень полезно при формировании подстилающих поверхностей дорожного полотна. В то же время достоинством пневмоколесного катка является отсутствие дробления, что очень полезно при работе с гравийно-щебеночным материалом – их используют не только для укатки грунта, но и щебенки, асфальта и черных смесей. Именно пневмоколесные модели являются наиболее универсальными и применяются как при укладке асфальта, так и при уплотнении грунтов. Они обладают высокой производительностью и скоростью перемещения, что повышает их рентабельность и сокращает срок возврата инвестиций.