При устройстве слоев дорожной одежды из сыпучих материалов таких как песок, песчано-гравийная смесь или щебень, необходимо тщательное уплотнения слоя с помощью дорожных катков.
Каток – это дорожно-строительная машина, предназначенная для уплотнения грунтов и послойного уплотнения слоев дорожной одежды из сыпучих материалов. Катки применяются в дорожном и аэродромном строительстве, на строительстве гидротехнических объектов и железнодорожных путей.
Принцип действия катков может различаться, в зависимости от этого различается и принцип используемый для уплотнения того или иного вида материала. Уплотнение может быть статическим, то есть используется только вес самого катка. В случае, если каток является вибрационным, к весу машины добавляется еще и вибрация рабочего уплотняющего органа, что повышает эффективность укатывания материала. Бывают прицепные и самоходные катки. Рабочие органы катков – вальцы бывают так же нескольких видов: кулачковые, гладкие стальные, решетчатые и на пневматических резиновых шинах, одновальцовые, двухвальцовые и трехвальцовые. Но есть одна характеристика, которая является основной для всех видов катков – это их вес. Но большой вес катка, еще не означает эффективное он уплотнение материала.
Если используемым при строительстве материалом является щебень, то при его уплотнении необходимо учитывать ряд особенностей. Обычно при строительстве дорог используется щебень мелких фракций: 2-10 мм и крупных – от 40 мм до 70 мм. По поверхности крупной фракции насыпается более мелкая (клинец) и в процессе укатывания образуется проникновение более мелких зерен щебня между более крупными. Происходит так называемая заклинка.
При прохождении катка по слою щебня, из – за трения верхний слой начинает смещаться и могут образовываться волны или наплывы на поверхности щебеночного основания. Таким образом, для образования абсолютно ровной и уплотненной поверхности цикличную нагрузку необходимо прикладывать многократно.
При уплотнении щебеночного слоя дорожной одежды важно выбрать оптимальный вес самого катка. При слишком большом весе дорожной машины, возможно продавливание уплотняемого слоя и деформация нижележащих слоев дорожной одежды, что конечно, является недопустимым.
Для уплотнения слоя щебня из менее прочных скальных пород, например известняка, более эффективно использовать катки на пневматических шинах или не слишком тяжелых весов. Под тяжелыми гладкими вальцами слабый непрочный щебень может начать крошиться. Следует отметить, что при уплотнении щебеночного слоя катками на пневмошинах, допускается увеличить скорость прохода такого катка, по сравнению с гладковальцовым.
Скорость катка в рабочем режиме может изменяться от 2 км./ч. до 12 км./ч. Первые проходы по слою щебня делаются на минимальной скорости, а после предварительного уплотнения, оператор скорость увеличивает. Так же в случае с катком на пневмошинах, давление в шинах на последних проходах можно увеличить.
Перед уплотнением и в процессе уплотнения слоя щебня, необходимо увлажнение материала водой (от 10 л до 25 л в каждый этап укатки).
Уплотнение щебня катками разделяется на три этапа:
1 – этап: 3 — 6 проходов катка по одному следу;
2 – этап: 10 – 40 проходов;
3 этап: 10 – 20 проходов.
После окончания укатки, тяжелый каток не должен оставлять на поверхности щебеночного слоя никаких следов.