Классификация способов уплотнения и машин
По принципу действия машины для уплотнения можно разделить на вибрационные, статические, трамбующие и комбинированные. К машинам вибрационного действия относятся вибрационные катки – самоходные и прицепные с гладкими металлическими и кулачковыми вальцами, самопередвигающиеся виброплиты, прицепные, крановые и ручные многосекционные уплотнители на гусеничном и колесном ходу. К машинам статического действия относятся прицепные, полуприцепные и самоходные катки. Рабочим органом этих машин служат пневматические шины или металлические (гладкие, кулачковые, решетчатые и другие) вальцы. К машинам ударного действия относятся трамбующие на гусеничном и колесном ходу со свободно падающим рабочим органом принудительного (активного) действия, а также ручные трамбовки – пневматические, электрические и взрывные. Имеются машины комбинированного уплотнения: укаткой и трамбованием (катки с падающими грузами), виброударные и другие.
Степень плотности грунта, которая должна быть достигнута в результате машинного уплотнения, – это такая плотность, при которой прекращаются дальнейшие осадки земляного полотна от нагрузок и увлажнения. Степень плотности будет тем выше, чем меньше объем воздуха в грунте (но не менее 4–6 %), а влажность – в пределах оптимальной. Уплотнение катками – наиболее простой и достаточно производительный способ. Стоимость такого уплотнения значительно ниже, чем другими машинами. Ввиду этого он является наиболее распространенным способом уплотнения грунта. К числу его недостатков надо отнести невозможность в ряде случаев уплотнять грунты слоями большой толщины, а также необходимость в достаточном фронте работ.
Ширина участков должна допускать повороты катков вместе с тягачом. Катки с гладкими вальцами и на пневматических шинах пригодны для уплотнения связных и несвязных грунтов, кулачковые могут в основном уплотнять только связные грунты. Эффект уплотнения в большей степени зависит от правильного выбора параметров катков. Их нужно выбирать применительно к свойствам тех грунтов, для уплотнения которых тот или иной тип катка предназначен.
Рациональные режимы работы катков с гладкими вальцами требуют подкатки – предварительного уплотнения грунтов более легкими катками – и оптимальных скоростей движения катков. При уплотнении рыхлых грунтов легкими катками прорабатывается сравнительно нетолстый слой, но верхняя часть его доводится до высокой плотности. При следующих проходах более тяжелого катка ввиду наличия плотной верхней части погружение вальца в грунт уменьшается, благодаря чему на поверхности увеличивается напряжение (удельное давление). На очень рыхлых грунтах непосредственное применение тяжелого катка вследствие сильного волнообразования неэффективно, а в ряде случаев невозможно. Таким образом, преимущество подкатки вполне очевидно.