Базовые принципы уплотнения асфальта катком

07.08.2017

Принципы уплотнения.

Уплотнение асфальтового покрытия происходит слоями. При соблюдении технологии уплотненный асфальт состоит нескольких слоев: 

• нижний слой;
• связующий слоя;
• слой износа. 

Для слоя износа (поверхностного слоя) используется классический асфальтобетон, щебеночно-мастичный асфальтобетон и пористый асфальтобетон. 
Асфальтобетон должен быть уплотнен до такой степени, чтобы повысилась плотность или снизилась пористость асфальтового слоя. Количество воздушных полостей должно быть снижено до рекомендованных значений, чтобы достичь требуемой степени уплотнения. 

В результате обеспечивается улучшенная стабильность слоя и, таким образом, повышается его сопротивляемость деформации. От степени уплотнения также зависит износоустойчивость поверхностного слоя.  

Вместе с уплотнительными работами, должна одновременно происходить выравнивание, чтобы обеспечить комфорт во время езды, поэтому слой износа должен иметь сплошную и гладкую поверхность, но обеспечивать максимальное сцепление колес с дорогой.

Влияние состава смеси на уплотнение

Асфальтовая смесь может быть различной по составу в зависимости от предназначения (необходимо учитывать характер нагрузки на дорожное полотно) и климатических условий. Именно поэтому рецептура асфальтовых смесей меняется, а вместе с ней и уплотнительные свойства асфальта. На свойства влияет прежде всего состав и размер включаемых в ее состав минеральных компонентов. Еще одним важным компонентом, от которого зависит вязкость, является битум и его температура. 

Для дорог с интенсивной эксплуатацией используют смеси с высокой устойчивостью к деформации при нагрузках. Как правило, в такие смеси включают крупноразмерные минералы, т.е. они содержат большое количество камней крупных фракций, дробленых камней в дробленом песке и густой битумный раствор.

Такие смеси весьма тяжелы в уплотнении и требуют большое количество усилий и тяжёлую технику.  

При накатке дорог с низкой интенсивностью эксплуатации используют смеси с меньшим содержанием камней и значительно большим количеством песка, а также мягкий битумный раствор. Такие смеси легко   уплотняются, однако из-за своих характеристик легко могут быть деформированы при укладке, поэтому требуют особого контроля и время на застывание. При нарушении технологического цикла может происходить смещение самого материала или формирование волн на дорожном полотне. 
  

Влияние температуры смеси на уплотнение

На усилия, требуемые для укладки асфальта влияет температура смеси. Как правило уплотнение начинают, когда температура падает до 140-100 градусов и закончено, когда смесь остынет до 100-80 градусов.  Такие требования к температуре обусловлены свойствами битума, входящими в состав смесей: чем ниже температура битума, тем больше его вязкость и тем больше усилий потребуется катку для уплотнительных работ.

При высоких температурах битум действует как смазка и снижает трение между вальцами катка и минеральными включениями. 

Способы уплотнения

Начальное уплотнение с помощью асфальтоукладчика

На первоначальном этапе предварительное уплотнение производится асфальтоукладчиком. Предварительное уплотнение с помощью этого типа техники оказывает отличное влияние на первоначальный слой и его характеристики, а также способствует более качественной последующей укатке катком, пока температура смеси достаточно высокая. Такая технология позволяет производить укатку за меньшее количество времени, за счет меньшего кол-во проходов катком.

Если приступить к укатке без предварительного уплотнения, то можно нарушить раномерность покрытия, если каток окажется слишком большой массы, а то и вызвать смещение материала. Если все-таки производится укладка катком, то рекомендуется в первые два прогона тандемными катками не использовать режим вибрации.  

 

Статическое уплотнение

За счет собственной массы катка, происходит статическое уплотнение асфальта, для этих целей используют и тандемные и катки на пневмоколесах, однако они дают довольно слабое уплотнение по сравнению с вибрационными катками.  Тандемные катки уплотняют за счет линейной нагрузки (кг/см) вальца, а пневмоколесные за счет нагрузки от колес (т) и давления воздуха в колесах (Мпа).

Использование этих двух типов целесообразно только после предварительно уплотнения асфальтоукладчиком, или при необходимости уложить тонкий слой (слой износа) или асфальт с высокой пористостью.

Пневматические катки хорошо показали себя на предварительном профилировании и уплотнении мягких смесей или для уплотнения покрытия дорог с малой интенсивностью движения. В ходе работы пневмокатка смесь равномерно распределяется, а поверхностные поры заполняются. 

Виброуплотнение

Вибрационные катки широко применяются за счет отличных рабочих характеристик и качественного уплотнения. Им требуется меньшее количество проходов., за счет чего значительно экономится время. Вибрация от катка снижает трение материала внутри смеси, а за счетмассы катка и динамической нагрузки плотность асфальтового покрытия растет. Таким образом для виброкатка ключевыми показателями являются масса и показатели вибрации: частота и амплитуда.

 Если предстоит уплотнить покрытие из нескольких слоев, то использую тяжелые тандемные виброкатки, которые способны выдавать различные амплитуды и частоты вибрации вальцов.
Рабочая скорость для таких катков колеблется от 3 до 6 км/ч.

Однако использовать виброкатки нужно с осторожностью, так как большое количество проходов может привести к разрыхлению материала и нарушению структуры покрытия за счет избыточной вибрации.

Уплотнение катками с использованием автоматизированной системой контроля степени уплотнения (АСФАЛЬТ МЕНЕДЖЕР) ASPHALT MANAGER

Для контроля степени уплотнения и регулировки требуемого усилия используются автоматизированные системы.

Благодаря такому инструменту, оператор имеет возможность работать в автоматическом режиме без дополнительных регулировок в ходе работы. Уплотнительная техника с АСФАЛЬТ МЕНЕДЖЕР регулируется автоматически и непрерывно отслеживает текущие условия и при необходимости изменяет величину и амплитуду вибрации.  Как следствие, применение системы дает возможность избежать повреждения слоя основания и разрушения структуры асфальтового слоя. Помимо автоматического режима, каток позволяет оператору выбирать определенное направление вибрации в ручном режиме, их всего шесть (от вертикального до горизонтального (подобно осцилляции). 

Катки с системой АСФАЛЬТ МЕНЕДЖЕР способны выполнять широкий спектр задач по уплотнению асфальтовых покрытий. Благодаря возможности выбирать различные режимы, такие катки могут использоваться при работах вблизи или внутри зданий чувствительных к вибрациям (например, многоуровневые паркинги). Для уплотнения асфальтовых покрытий мостов рекомендуется ручной режим с горизонтально направленной вибрацией.

Основные преимущества: Универсальное применение, качественное уплотнения без разрушения материала основания, равномерный слой благодаря непрерывному изменению усилия, гладкость и однородность структуры асфальтового слоя, возможность уплотнения участков, расположенных у края дорожного полотна, а также стыков. Отлично подходит для укладки асфальтовых покрытий на мостах, а также в непосредственной близости от чувствительных к вибрациям сооружений. Есть возможность измерения степени уплотнения и температуры во время работы.

Оборудование для уплотнения

Ручное оборудование для уплотнения

Трамбовка

Вибротрамбовки (трамбовки) относятся к средствам малой механизации. основная сфера их применения — это ограниченные пространства внутри зданий, на территориях, прилегающих к стенам, заборам, коммуникационным элементам (например, люки) и т.д. Вес таких трамбовок чаще всего не превышает 60-80 кг и оснащаются 4-тактным бензиновым или, реже, дизельным двигателем. Кривошипный привод передает быстрые вертикальные возвратно-поступательные движения к башмаку трамбовки.

Виброплиты

Виброплиты также относятся к малой механизации и используются для уплотнения небольших площадок в ограниченном пространстве, они бывают прямоходные и реверсивные, их масса колеблется в диапазоне 50-150кг, а рабочая ширина- от 45 до 60 см. Они оснащаются бензиновыми или дизельными двигателями. Вибратор направленного действия приводится в действие через клиновой ремень и центробежную муфту. Управление движением происходит за счет регулировки направления действия вибратора.

Ручные тандемные катки

Масса сопровождаемых катков составляет 600-1000 кг, а рабочая ширина – от 60 см до 75 см. Привод вальцов либо механический – с помощью двухступенчатого редуктора, либо гидростатический, они работают с двойной вибрацией.

Легкие тандемные катки

Легкие тандемные катки с рамой на шарнирном соединении выпускаются массой от 1,3 до 4.

2 т, рабочей шириной от 80 см до 138 см. оба вальца катка оснащены гидростатическим приводом и вибросистемой.

Комбинированные катки

В основе конструкции комбинированных катков вибровалец и комплект колес. Они отлично подходят для уплотнения асфальта на поверхностях под уклоном, а также для ремонтных работ и укатки   пешеходных дорожек и автостоянок. Комбинированные катки производятся массой от 1,5 до 2,5т, а также от 7 до 10 т.

Пневмоколесные катки

Управляемая/качающаяся передняя осью и неподвижный задний мост – преимущество конструкции пневмоколесных катков.  Для увеличения массы может быть задействован балласт массой до 10т, при этом общая масса катков может быть увеличена до 24-27 т соответственно. Уплотнение происходит статически, за счет собственной массы машины, а также перемешивания смеси и прогибанию колес. 

Тандемные катки с шарнирно-сочлененной рамой

У тандемных катков масса может достигать 7-14т при рабочей ширине 1,50 м, 2,00м и 2,13 м; они предназначены для средних и крупных строительных объектов.
Вибрация может осуществляться на передний, задний или сразу на оба вальца, а сами они могут быть цельные и разрезные. Они всегда следуют один за другим, даже при выполнении поворотов(влево/вправо). В стандартном исполнении вальцы оснащены крабовым ходом со смещением самих вальцов до 120 мм в обе стороны. Крабовый ход значительно облегчает уплотнение у краев покрытия, а также дает возможность огибать боковые препятствия.

Тандемные катки с управляемыми вальцами

Тандемные катки с управляемыми вальцами выпускаются массой от 7 до 10 т, рабочей шириной 1,50 м и 1,68 м. Такие катки оснащены гидростатическим приводом вальцов и вибросистемы.
Вибрация может передаваться на передний и /или задний валец, а сами вальцы могут быть цельные и разрезные. 

Катки с управляемыми вальцами оснащены электрической системой управления с возможностью выбора настроек: Диагональный ход (влево/вправо), поочередная работа передним\задним вальцом, синхронная работа обоими, или управление передним\задним в автоматическом режиме, в зависимости от направления движения




Системы рулевого управления

На катках с управляемыми вальцами они могут поворачиваться одновременно (синхронное управление) или каждый по отдельности (передний или задний), а также позволяют двигаться крабовым ходом (со смещением вальцов до 120 мм). Такие катки оптимально подходят для работы как на небольших площадках (перекрестки, кольцевые развязки, резкие повороты), так и для работы на больших строительных объектах (автомагистрали и автострады).

У катков с управляемыми вальцами возможность движения «крабовым ходом» является преимуществом. «Крабовый ход” позволяет распределять массу катка на большую площадь, при этом сам каток не сильно заглубляется. При использовании такого метода, значительно упрощается начальное уплотнение чувствительных материалов с высокой температурой асфальта, а также возможна «утюжка» больших участков, а сам центр тяжести катка смещен от нестабильного края асфальтового покрытия.

В тандемных катках с шарнирно-сочлененной рамой вальцы соединены между собой с помощью центрального шарнира.

Конструкция позволяет вальцам двигаться по одной траектории даже при выполнении поворотов. В режиме «крабового хода» задний валец смещен относительно переднего влево или вправо. Из-за особенностей конструкции вальцы могут быть смещены относительно друг друга.

Выгоды от использования «крабового хода» очевидны: это и возможность работы вблизи бордюрных камней или вплотную к стенам зданий или ограждениям, рациональная работа с конусом уплотнения края покрытия, а также возможность избежать   образование следов от вальца с острыми кромками на поверхности асфальта.

  

Каток для укладки асфальта: виды катков, технические характеристики

Содержание

1. Виды катков
2. Принцип работы
3. Виды валов
4. Создание катка своими руками

Научный прогресс не стоит на месте и регулярно предлагает усовершенствованные виды устройств. Однако есть и старые экземпляры, которые не утратили актуальности. Каток для асфальта (дорожный уплотнитель) работает посредством ручного, прицепного или самоходного механизма. В зависимости от характера проведения работ может использоваться один или несколько валов. Они могут быть гладкими или со специальным профильным покрытием.

Виды катков

Перед началом строительных работ внимательно анализируются технические характеристики аппаратов. Для асфальта может использоваться один из следующих укладчиков:

• Для ремонта или асфальтирования небольшой территории подойдет легкий вариант катка. Он имеет вес до 4 тонн. Устройство подходит для нанесения асфальта на паркинге или пешеходной дорожке.
• Если вес катка превышает 4 тонн, то его относят к тяжелой группе. Механизм используется при создании или ремонте дорог для автомобилей. Применяет специальные методики для уплотнения поверхности и может справиться с большим объемом работ.

Ручной каток для укладки асфальта незаменим на больших строительных площадках. Его применяют в промышленных масштабах. Ручной вариант маневренный и легкий. Он пригодится на даче или другом приусадебном хозяйстве.

Преимущества использования ручного варианта устройства:

• Нет необходимости менять масло и топливо.
• Аккумулятор не нуждается в зарядке.
• Отсутствие технического облуживания.

Инструмент состоит из тяжелого вала с ручкой. Человек сможет направлять его в нужную сторону. Аппарат идеально подходит для быстрой трамбовки грунта.

Принцип работы

Устройство укладчика асфальтобетона позволило ему найти свое место в узконаправленном строительстве. Чаще всего его помощь нужна в создании дорожного покрытия. Аппарат не содержит колеса и гусеницы, поэтому передвигается за счет двух барабанов. Посредством нагрузки создается ровная поверхность. Укладчик асфальтобетона позволяет также быстро утрамбовать щебень и мелкий камень. Вторым слоем наносится смесь асфальта с песком.

Новые модели работают за счет вибраций, а старые применяли только собственный вес.

Дополнительно используются утяжелители в виде гирь. Их закрепляют во внутренней части барабана. Он совершает медленное вращение. Оси с гирями посредством гидравлического наноса выполняют примерно 4 тысячи оборотов за одну минуту. Закрепление гирей производится таким образом, чтобы они смотрели в одну сторону. Процесс вращения инициирует вибрацию. Процесс помогает утрамбовать поверхность плотнее. Укладка асфальта асфальтоукладчиком помогает получить надежное и долговечное покрытие.

Виды валов

Характеристика катков для асфальта по виду рабочего органа:

• Каток с гладкими вальцами. На рабочей поверхности техники нет дополнительных элементов.
• Кулачковые катки характеризуются рядами дополнительных элементов на вальцах. Благодаря этому в несколько раз увеличивается напряжение на поверхности. Во время первого проезда кулачки глубоко входят в землю. Благодаря этому внутрь также проникают вальцы. Производится укладка тощего бетона асфальтоукладчиком данного типа. Он подходит для уплотнения рыхлых и вязких грунтов.
  
• Решетчатые катки. Особенность катка – обечайка вальца сделана в форме решетки. На ее поверхность набирают различные металлические элементы с твердыми включениями. Поверхность дробится решеткой с катка, поэтому количество уплотнений повышается.
• Пневмоколесные катки – устройства, которые могут оказывать нагрузку на поверхность долго. Напряжение получается посредством деформации пневмоколеса. Продолжительность измеряется в десятых долях секунды.
• Комбинированные катки используются для проведения различных видов строительных работ. Они обеспечивают универсальное уплотнение любому типу поверхности.

Укладка асфальта без асфальтоукладчика невозможна. Данный аппарат обеспечивает поверхность необходимыми свойствами. Благодаря этому удается существенно увеличить срок эксплуатации дороги.

Создание катка своими руками

Для проведения качественно ремонта дорог необходим укладчик асфальтобетона. Технические характеристики механизма напрямую зависит от типа и характера работ. Для выполнения некоторых из них может быть вполне достаточно механизма, который сделан своими руками. Для его создания необходимо следовать следующей инструкции.

Берем трубу 30 см в диаметре. На одном из торцов посредством сварки следует закрепить железный лист. Его параметры – 30*30 см. Выбирать необходимо лист такого же диаметра. Если остались небольшие уголки, то их удаляют болгаркой. Дополнительно потребуется хорошо отшлифовать стык. В результате всех манипуляций должна получиться труба, у которой заверен один торец.

Далее потребуется установить полученную трубу дном вниз. Для увеличения давления внутрь засыпают песок. Важно постоянно его утрамбовывать. Чем больше влезет песка, тем тяжелее будет устройство. Когда наполнение будет закончено, трубу сверху заваривают листом железа. Если остались отдельные фрагменты, то их устраняют с помощью шлифовальной машинки.

Со временем может потребоваться добавить песок. Это можно будет сделать через боковое отверстие, которое нужно сделать заранее. Пробкой его нужно плотно закрыть. Таким образом получается основная часть самодельного катка.

Теперь потребуется создавать вращательный механизм. Для этого нужно взять 2 подшипника, внутрь которых помещается вал. Закрепить элементы можно с использованием сварки.

Металлический уголок следует разрезать на три части. Их длина в сантиметрах: 40, 40 и 110. Посредством сварки формирует П-образную форму. 110 см уголок должен быть в центре рамы. К каждой боковой части приваривается подшипник. Он будет использоваться в качестве вращающегося механизма.

Вал подшипника приваривается непосредственно к самому центру окружности. К П-образному элементу дополнительно потребуется приварить металлическую трубу. Ее длина составит 2 метра, а ширина – 0,5 метра. Благодаря этому удастся получить удобную и практичную ручку.

Некоторые умельцы пытаются обойтись без подшипникового элемента. Они вставляют П-образную конструкцию в вал. Предварительно в нем делают необходимые отверстия. Недостаток механизма – возникают серьезные сложности в процессе толкания. О комфортном труде и речи идти не может.

Каток – необходима техника для строительства качественных дорог. Он используется для необходимого уплотнения асфальта. Процедура является неотъемлемой частью дорожного покрытия. Техника нашла свое применение также в железнодорожном и промышленном, городском строительстве. Каток обеспечивает упругость и укатанность. Благодаря этому существенно увеличивается срок эксплуатации объекта. Для личных целей создается каток своими руками. Процесс простой, но требуется особых навыков в области. Перед началом процесса потребуется внимательно ознакомиться с инструкцией. Он позволит выполнять работы на земле или в строительстве.

Маленькие асфальтовые катки с большой мощностью

Ассортимент небольших двухбарабанных асфальтовых катков CASE идеально подходит для парковок, велосипедных дорожек, теннисных кортов и других объектов малого и среднего размера. Инженеры CASE разработали каждый из четырех типоразмеров (DV23, DV26, DV36 и DV45), чтобы обеспечить тот же уровень производительности, что и его более крупные модели, и в то же время повысить эффективность работы в условиях ограниченного пространства, где маневренность имеет первостепенное значение.

Небольшие двухвальцовые катки серии CASE DV от CNH America LLC используют гидравлику практически во всех аспектах своей работы. Пара гидравлических двигателей приводит в движение каждый барабан для обеспечения максимальной тяги, а другая пара приводит в действие эксцентриковый груз в каждом барабане для уплотнения контроллера. Шарнирное рулевое управление осуществляется с помощью гидроцилиндра.

Несмотря на свою компактность, небольшие катки включают в себя конструктивные особенности, обычно присущие только более тяжелым машинам, — двойную амплитуду вибрации, двойную частоту и двойную центробежную силу. Кроме того, модели меньшего размера оснащены гидростатическим приводом и системой привода с двумя барабанами. Катки справятся с любыми задачами: от уплотнения грунтового основания до горячей асфальтобетонной смеси. Эксплуатационная масса катков колеблется от 4 960 фунтов (2 250 кг) до 10 296 фунтов (4 670 кг).

На первый взгляд может показаться, что каток для асфальта уплотняет и выравнивает поверхности просто за счет своего веса. Но вращение эксцентрикового груза внутри барабана создает радиальные силы реакции, которые придают барабану большее усилие уплотнения, чем только сила тяжести. Действие похоже на уплотнение земли ногами. Если вы стоите на месте или идете, земля уплотняется просто под вашим весом. Но если вы прыгаете вверх и вниз, дополнительная сила, когда ваши ноги касаются земли, будет сжимать почву сильнее, чем если вы просто стоите на ней.

Первая система привода

На момент выпуска в марте 2013 г. катки серии DV были первыми катками в классе небольших двухвальцовых катков, оснащенными системой привода по проводам вместо привода с тросом. система. Гидростатический привод автомобиля использует рычаг хода с электроприводом для включения поршневого насоса Bosch Rexroth с переменным рабочим объемом для плавного и точного запуска и остановки вперед или назад. Электронная система управления заменяет прямой трос, который традиционно использовался на небольших катках, и позволяет оператору добиться более качественной обработки, практически исключив рывки, которые могут вызвать выбоины. Электронный рычаг перемещения также устраняет необходимость обслуживания механического троса.

Рычаг хода можно настроить на более медленное или более быстрое время отклика в соответствии с предпочтениями оператора. Работая в тандеме с контроллером Bosch Rexroth, система также обеспечивает плавный ход во всем диапазоне движения машины.

Уникальная система гидростатического привода обеспечивает плавность хода катков серии DV. В отличие от многих небольших катков, приводимых в движение только одним приводным двигателем вальца, независимые насосы на катках серии DV приводят в действие как передний, так и задний вальцы, обеспечивая 100% эффективность тяги, что исключает проскальзывание на уплотненной поверхности. Функция контроля тяги также позволяет пользователям регулировать подачу гидравлического масла на вальцы, чтобы обеспечить максимальное сцепление при преодолении крутых подъемов. Максимальная скорость движения катков составляет 6,2 мили в час (10 км/ч)

Уникальная система вибрации

Маленькие катки серии DV также отличаются от большинства катков того же размера тем, что обеспечивают двойную амплитуду и двойную частоту. Результатом является постоянная частота и сила удара, которые позволяют пользователям адаптироваться к условиям и достигать желаемого уровня уплотнения, а также качественного асфальтового покрытия.

Переключатель выбора вибрации позволяет пользователям инициировать вибрацию переднего вальца или обоих вальцов. Когда переключатель находится в положении отключения вибрации, гидравлическое масло непрерывно течет по замкнутой системе. Активация переключателя вибрации направляет контролируемое количество масла на один или оба барабана в зависимости от выбора оператора. Более крупные модели DV36 и DV45 обеспечивают еще более точное управление амплитудой вибрации с более высокими или более низкими настройками.

Катки DV также оснащены ручным или автоматическим контролем вибрации. Ручной режим дает опытным операторам полный контроль над запуском и остановкой вибрации. Автоматический режим запускает вибрацию только тогда, когда каток достигает оптимальной скорости для вибрации, и прекращает вибрацию, когда она падает ниже оптимальной скорости. Автоматическая настройка сводит к минимуму возможность возникновения неровностей и дефектов, вызванных вибрацией, когда каток останавливается или движется слишком медленно для достижения оптимального уплотнения.

Разумеется, вибрация вальца не должна передаваться оператору, поэтому платформа оператора с гашением вибрации минимизирует вибрацию и снижает утомляемость оператора.

Двигатель Yanmar Tier-4 Interim от катков передает гидравлике достаточную мощность для создания таких же высоких центробежных сил и частот, как у машин других производителей, но на более низких скоростях для экономии топлива. Низкие и высокие частоты составляют 58 или 66 Гц для моделей DV23 и DV26 и 45 или 57 Гц для роликов DV36 и DV45. Центробежная сила, создаваемая роликами, равна 9217 фунтов для моделей DV23 и DV26; 11 240 фунтов для катка DV36; и 11 690 фунтов для катка DV 45.

Разработаны для ограниченного пространства

Маленькие катки серии DV подходят практически для любой ситуации, когда необходимы маневренность и ловкость. Катки имеют конический смещенный валок и большой зазор между бордюрами, что позволяет операторам уплотнять грунт вплоть до высоких бордюров или других труднодоступных мест, не беспокоясь о том, чтобы оставить следы или прорезать дорожное покрытие.

Каждый ролик также имеет малый радиус поворота для своего размера — всего 93 дюйма (2350 мм). Малый радиус поворота сокращает время уплотнения, а смещенные конические вальцы уменьшают разрывы асфальта при уплотнении на поворотах.

Рулевое управление обеспечивается шарнирным соединением, управляемым гидравлическим цилиндром. Необслуживаемый тефлоновый подшипник на шарнирном соединении устраняет необходимость в смазке.

Подходит для всех типов работ

Двухвальцовые катки серии CASE DV были разработаны с учетом того, что производительность является ключевым фактором для асфальтовых подрядчиков, независимо от того, работают ли они на небольших и средних работах или на тех, где требуется машина, способная выполнять работу быстро. узких мест, возникающих практически на любой работе практически в любое время.

Эта информация была предоставлена ​​Кэти Пуллен, менеджером по маркетингу бренда CASE Construction Equipment. Для получения дополнительной информации позвоните по телефону (866) 542-2736 или посетите сайт www.casece.com .

Оборудование для уплотнения – Pavement Interactive

Для уплотнения HMA доступны три основных вида оборудования: (1) выглаживающая плита, (2) каток со стальными колесами и (3) каток с пневматическими шинами. Каждая единица оборудования уплотняет HMA двумя основными способами:

1. Прикладывая свой вес к поверхности HMA и сжимая материал под зоной контакта с землей . Поскольку это сжатие будет больше при более длительных периодах контакта, более низкая скорость оборудования приведет к большему сжатию. Очевидно, что более высокий вес оборудования также увеличивает степень сжатия.
2. Путем создания напряжения сдвига между сжатым материалом под зоной контакта с землей и соседним несжатым материалом . В сочетании со скоростью оборудования это дает скорость сдвига. Снижение скорости оборудования может уменьшить скорость сдвига, что увеличивает напряжение сдвига. Более высокие напряжения сдвига в большей степени способны преобразовать агрегат в более плотные конфигурации.

Эти два средства уплотнения HMA часто вместе обозначаются как уплотняющее усилие . В этой статье рассматриваются выглаживающая плита, каток со стальными колесами (как статический, так и вибрационный) и каток с пневматическими шинами применительно к уплотнению HMA. В статье «Переменные катки» обсуждается, как каждый тип катка можно использовать в комплексном подходе к уплотнению.

Стяжка для асфальтоукладчика

Стяжка для асфальтоукладчика ранее обсуждалась в статье об асфальтоукладчике. Дополнительным примечанием здесь является то, что примерно от 75 до 85 процентов теоретической максимальной плотности HMA будет получено, когда смесь выйдет из-под стяжки (TRB, 2000 9). 0065 [1] ).

Катки со стальными колесами

Катки со стальными колесами представляют собой самоходные уплотняющие устройства, в которых используются стальные барабаны для уплотнения нижележащего HMA. Они могут иметь один, два и даже три барабана, хотя чаще всего используются тандемные (2-барабанные) катки. Барабаны могут быть статическими или вибрационными и обычно имеют ширину от 86 до 215 см (от 35 до 85 дюймов) и диаметр от 50 до 150 см (от 20 до 60 дюймов). Вес катка обычно составляет от 0,9 до 18 тонн (от 1 до 20 тонн) (см. рис. 1 и 2).

Рис. 1. Малый статический каток со стальными колесами (1,32 т (1,45 т), барабан шириной 86 см (34 дюйма)).	Рис. 2. Большой вибрационный каток со стальными колесами (17 т (18,7 т), барабан шириной 213 см (84 дюйма)).
Рис. 3. Стальной колесный ролик.	Рисунок 4: Ролик со стальными колесами.

В дополнение к собственному весу некоторые стальные колесные катки можно балластировать песком или водой, чтобы увеличить их вес и, следовательно, усилие уплотнения. Хотя эта балластировка является довольно простым процессом (Рисунок 5), она обычно выполняется до начала операций прокатки и редко во время операций прокатки. Поскольку связующее асфальтобетона прилипает к стальным колесам, большинство катков со стальными колесами распыляют воду на вальцы, чтобы предотвратить прилипание HMA, и оснащены поперечным стержнем на каждом барабане для стирания HMA (видео 1). Обратите внимание, однако, что эта вода будет охлаждать HMA и может сократить время, необходимое для уплотнения.

Рисунок 5. Заполнение водой.

Вибрационные стальные колесные катки

Некоторые стальные колесные катки оснащены вибрационными вальцами. Вибрация барабана добавляет динамическую нагрузку к статическому весу катка, создавая большее общее усилие уплотнения. Вибрация вальца также снижает трение и блокировку заполнителя во время уплотнения, что позволяет частицам заполнителя перемещаться в конечные положения, которые создают большее трение и блокировку, чем можно было бы достичь без вибрации. Вибрация роликового барабана производится с помощью вращающегося эксцентрика, расположенного в вибрирующем барабане (или барабанах), и сила, которую он создает, пропорциональна эксцентриковому моменту вращающегося груза и скорости вращения (TRB, 2000 9).0065 [1] ). Операторы могут включать и выключать вибрации, а также контролировать амплитуду (эксцентриковый момент) и частоту (скорость вращения). Частота и амплитуда вибрации оказывают прямое влияние на динамическую силу (и, следовательно, на уплотняющую силу), как показано в таблице 1.

Таблица 1. Параметры вибрационных катков со стальными колесами (согласно TRB, 2000 ^[1] )

Параметр	Типичные значения	Эффект динамической силы
Частота	от 1600 до 3600 полуколебаний в минуту	Частота ∝ (динамическая сила) 2
Амплитуда	от 0,25 до 1,02 мм (от 0,01 до 0,04 дюйма)	Амплитуда ∝ Динамическая сила

Идеальные настройки частоты и амплитуды вибрации являются компромиссом, основанным на желаемой гладкости мата, характеристиках HMA и толщине подъема. Низкие частоты вибрации в сочетании с высокой скоростью ролика увеличивают расстояние между ударами по поверхности и создают волнистую, негладкую поверхность. Как правило, предпочтительны более высокие частоты и более низкие скорости роликов, поскольку они уменьшают расстояние между ударами о поверхность, что (1) увеличивает усилие уплотнения (больше ударов на единицу длины) и (2) обеспечивает более гладкое покрытие. Рекомендуемое расстояние между ударами составляет 33–37 ударов на метр (10–12 ударов на фут). В таблице 2 приведены основные рекомендации по настройкам вибрации.

Таблица 2. Типичные параметры вибрации (из TRB, 2000 ^[1] )

Характеристики HMA/мата	Частота	Амплитуда
Тонкие слои (менее 30 мм (1,25 дюйма))	Работа в статическом режиме. В вибрационном режиме по мере увеличения плотности дорожного покрытия вальцы могут начать подпрыгивать, что может привести к раскачиванию HMA и снижению плотности. Кроме того, некоторые заполнители могут быть измельчены.
Высота подъема от 30 до 65 мм (от 1,25 до 2,5 дюймов)	Высокая частота	Низкая амплитуда
Подъемы более 65 мм (2,5 дюйма)	Высокая частота	Низкая амплитуда
Жесткая (более вязкая) HMA	Высокая частота	Низкая амплитуда

Как правило, комбинация скорости и частоты, обеспечивающая 33–37 ударов на метр (10–12 ударов на фут), является хорошей. При 3000 полуколебаний в минуту это дает скорость 4,5–5,5 км/ч (2,8–3,4 мили в час).

Когда трудно быстро достичь плотности с помощью вибрирующего катка со стальными колесами, может возникнуть тенденция к увеличению амплитуды вибрации для увеличения усилия уплотнения. Тем не менее, высокая амплитуда рекомендуется только для жестких смесей или очень толстых слоев, которые могут выдержать повышенную амплитуду без разрушения составляющих частиц заполнителя. Для типичных типов смесей и толщины подъема лучшим решением, как правило, является поддержание вибрации с низкой амплитудой и увеличение количества проходов роликов при низкой амплитуде.

Вибрационные стальные колесные катки обладают потенциальными преимуществами при уплотнении по сравнению со статическими стальными катками, но они также требуют от оператора контроля большего количества параметров уплотнения (использование амплитуды, частоты и режима вибрации), и в некоторых ситуациях их следует использовать с осторожностью (например, , над неглубокими подземными коммуникациями, в жилых массивах, тонкие перекрытия).

Как правило, стальные колесные катки обеспечивают самую гладкую матовую поверхность среди всего уплотняющего оборудования. При работе в вибрационном режиме они также обеспечивают значительное уплотняющее усилие.

Катки с пневматическими шинами

Каток с пневматическими шинами представляет собой самоходное уплотняющее устройство, в котором используются пневматические шины для уплотнения нижележащего HMA. Катки с пневматическими шинами используют набор гладких (без протектора) шин на каждой оси; обычно четыре на одной оси и пять на другой. Шины на передней оси выровнены с промежутками между шинами на задней оси, чтобы обеспечить полное и равномерное уплотнение по всей ширине катка. Усилие уплотнения регулируется изменением давления в шинах, которое обычно устанавливается в пределах от 400 кПа (60 фунтов на кв. дюйм) до 800 кПа (120 фунтов на кв. дюйм) (TRB, 2000 9).0065 [1] ).

Асфальтовое вяжущее имеет тенденцию прилипать к холодным пневматическим шинам, но не к горячим пневматическим шинам. Чтобы свести к минимуму это прилипание, можно использовать разделительный агент (например, воду), однако, если налипание битумного вяжущего (асфальтовое вяжущее, прилипшее к шинам) не приводит к необратимому повреждению мата, лучше запустить каток на горячем мате и дать шинам нагреть почти до температуры мата. Шины, близкие к температуре мата, не впитывают заметное количество битумного вяжущего. Изоляция области шины резиновым матом или фанерой помогает поддерживать температуру шин близкой к температуре мата во время движения (Рисунок 6).

Рисунок 6. Каток с пневматическими шинами (обратите внимание на изоляцию резинового покрытия вокруг области шин, а также следы шин, оставленные на новом покрытии перед катком). Рисунок 7. Каток с пневматическими шинами, работающий на битумной поверхности. шинный каток. Рисунок 9. Крупный план пневматических шин.

В дополнение к статическому сжимающему усилию катки с пневматическими шинами также развивают месящее действие между шинами, что приводит к повторному выравниванию заполнителя внутри HMA. Это приводит как к преимуществам, так и к недостаткам по сравнению со стальными колесными роликами:

Преимущества (Brown, 1984 ^[2] )

1. Они обеспечивают более равномерную степень уплотнения, чем стальные колесные катки.
2. Они обеспечивают более плотную и плотную поверхность, что снижает проницаемость слоя.
3. Они обеспечивают повышенную плотность, которую во много раз нельзя получить с помощью роликов со стальными колесами.
4. Они уплотняют смесь, не вызывая растрескивания (минимальные трещины на поверхности), и помогают устранить любые растрескивания, вызванные роликами со стальными колесами.

Недостатки

1. Индивидуальное расположение шин может вызвать деформации мата, которые трудно или невозможно устранить при дальнейшей прокатке. Таким образом, их не следует использовать для чистовой прокатки.
2. Если связующее HMA содержит модификатор каучука, налипание HMA (прилипание смеси к шинам) может быть настолько сильным, что использование катка может быть прекращено.

Таким образом, катки с пневматическими шинами обеспечивают несколько иной тип уплотнения, чем катки со стальными колесами. Расположение нескольких шин на обеих осях служит как для сжатия, так и для складывания мата, что может быть или не быть преимуществом перед роликами со стальными колесами.