Работы по уплотнению асфальтобетонной смеси играют решающую роль в процессе создания долговечного, прочного и износостойкого дорожного полотна (и могут даже иногда определить успех или неудачу конкретного проекта), несмотря на то, что их стоимость в общих затратах может составлять лишь небольшую долю. Конечная цель уплотнения – сформировать такую структуру асфальтобетона, которая была бы устойчива к внешним воздействиям.

На результат оказывает влияние целый комплекс факторов, в том числе температура окружающей среды, толщина уплотняемого слоя и физико-механические свойства составляющих смеси. Учитывая, что снижение температуры смеси ведет к резкому увеличению предела прочности при сжатии, каждый этап уплотнения должен выполняться в определенном температурном интервале. Кроме температуры окружающего воздуха скорость остывания смеси зависит еще от толщины уложенного слоя, размера и формы щебня, а также от введенных добавок, которые сейчас широко применяются. Задача машиниста катка осталась прежней. За небольшой отведенный период времени от укладки горячей смеси он должен добиться заданной степени уплотнения и гладкости с минимальным количеством изъянов при четком взаимодействии с остальной техникой. Правда, современный оператор в отличие от своего коллеги, скажем, 1960-х гг., должен обеспечивать при этом максимально возможную производительность. Звено «два статических плюс пневмошинный» осталось в прошлом. Если вы решили купить права на каток, то рекомендуем перейти по ссылке.

В 1970-х гг. для уплотнения асфальтобетонных смесей начали применять вибрационные машины, и именно этот тип сейчас используется наиболее широко. Вибромеханизм находится внутри вальца и состоит из вращающегося эксцентрикового груза, который добавляет динамическую нагрузку к статической. Волны сжатия передаются от поверхности к нижним слоям уложенного асфальта и приводят в движение их частицы. Таким образом, внутреннее трение снижается, частицы «переупаковываются», плотность увеличивается, а пустоты заполняются. Увеличение числа точек соприкосновения между частицами также ведет к повышению устойчивости и прочности покрытия. При вибрационном уплотнении достигается более высокая плотность и больший глубинный эффект, чем при статическом уплотнении, и полное уплотнение достигается при меньшем числе проходов. Вибрацию можно легко отключить, если в ней нет необходимости, а такое бывает нечасто, но первый проход за укладчиком обязательно должен быть сделан с включенной вибрацией.

Ключевые характеристики вибровальца, основного рабочего органа катка, – это его ширина, диаметр, а также частота и амплитуда колебаний. От ширины зависит количество проходов, при этом надо закладывать в расчет размер перекрытия полос. Устройство вальца разрезным позволяет двум его половинам вращаться с разными скоростями. Это уменьшает сдвиги асфальтобетонной поверхности при работе на крутых поворотах и обеспечивает гладкость уплотняемой поверхности. Если каток оборудован обычными вальцами, оператор должен следовать общепринятым приемам работы на поворотах, чтобы обеспечить соответствующее качество.

Влияние частоты и амплитуды на уплотнение стало предметом дискуссии с момента возникновения вибрационной техники. Частота в пределах 40–50 Гц (от 2400 до 3000 колебаний в минуту) считалась раньше оптимальной, но в конце 1990-х гг. некоторые производители стали предлагать машины с повышенной частотой, до 70 Гц, мотивируя это увеличением производительности. Скорость движения катка выбирается с учетом диаметра вальца и частоты вибрации, поэтому такой подход можно считать оправданным. Например, компания Volvo предлагает высокочастотный, высокоамплитудный 13,8-тонный каток DD140 с вальцом шириной 2135 мм с частотой вибрации до 66,7 Гц и амплитудой до 0,88 мм. Из особенностей данной машины можно отметить вращение эксцентрика, которое автоматически подстраивается под направление движения, и запатентованный измеритель шага ударного воздействия, который служит оператору в качестве визуального ориентира для управления скоростью и поддержания высокой гладкости управляемой поверхности.

Учитывая конструктивные особенности эксцентрикового вибромеханизма, с увеличением частоты вибрации амплитуда должна быть уменьшена, так как из-за повышенных нагрузок существует риск разрушения подшипника. На всех средних и тяжелых тандемных катках есть возможность выбора низкой или высокой амплитуды, которая используется соответственно для тонких и толстых укладываемых слоев. Хотя и считается, что в большинстве случаев двух амплитуд и двух частот вполне достаточно, некоторые производители увеличивают диапазон амплитуд на своих машинах до 4, 5 и даже 8 значений, а другие предлагают бесступенчатую регулировку частоты. Применение новых материалов, таких как ЩМА (щебеночно-мастичный асфальтобетон) и составов по технологии SuperPave, требует не только более тонкой настройки возникающих усилий для сведения к минимуму разрушения наполнителя, но и точного контроля температуры уплотняемой поверхности. Для этого изготовители устанавливают инфракрасные датчики, позволяющие оператору следить за процессом.

Процесс эволюции дорожного катка следует за растущими требованиями в дорожной отрасли. Если гидростатический привод хода и вибромеханизма принят большинством производителей как стандарт (катки с механическим приводом выпускаются до сих пор, пожалуй, только в Китае), то конструкция рабочего органа подвергается серьезным изменениям. Традиционный способ уплотнения с помощью вибрации все чаще дополняется осцилляцией. Круговая траектория эксцентрика, который вращается внутри обычного вибровальца, хороша для создания больших центробежных сил. Если после определенного числа проходов катка материал уплотнен уже достаточно, то дальнейшие удары ведут к разрушению зерен материала уплотняемого слоя.