От гранулометрического состава зависит распределение частиц различных размеров внутри данного образца грунта. Грунт считается разноразмерным, если он имеет одинаковое процентное содержание частиц разных размеров, и одноразмерным, если образец грунта состоит, главным образом, из частиц одного размера. Разноразмерный грунт уплотняется легче, чем одноразмерный. В разноразмерном грунте более мелкие частицы стремятся заполнять пустоты между частицами большего размера, что уменьшает объем пор после уплотнения.
Влажность грунта.
Влажность грунта значительно влияет на уплотнение. Вода смазывает частицы грунта, способствуя таким образом перемещению их в такое положение, при котором плотность будет наибольшей, а также обеспечивает связь глинистых частиц, придавая связным грунтам их вязкие свойства.
Эксперименты показывают, что очень трудно или невозможно достигнуть требуемого уплотнения слишком сухих или слишком влажных грунтов. Специалисты по грунтам установили, что практически для каждого грунта есть оптимальная влажность, при которой можно достигнуть максимальной плотности при заданном значении уплотняющего воздействия.
Уплотнение грунта с размерами частиц менее 4" в насыпи самоходным катком Cat. 825В
Уплотняющее воздействие.
Уплотняющее воздействие определяет метод используемый уплотнителем для передачи энергии грунту для уплотнения. В уплотняющих грунт машинах используют один или комбинации следующих видов уплотняющих воздействий: статическое давление; циклическое воздействие; удар; вибрация.
Уплотняющее оборудование можно разделить на 9 основных типов: кулачковые катки; решетчатые катки; вибраторы; катки с гладкими стальными вальцами; многоколесные пневмокатки; тяжелые пневмокатки; трамбующие плиты; частоударные трамбовки; катки с сегментными вальцами.
Существуют комбинации этих типов, например виброкатки с гладкими стальными вальцами. Современные самоходные катки оснащены бензиновыми или дизельными двигателями мощностью от 8.5 л. с. для катка массой 1,5 т до 300 л. с. для 33-тонных моделей. Водный балласт может добавляться к каткам вальцевого типа для увеличения их массы. Различные типы катков оборудованы гидротрансформаторами, обеспечивающими изменение скоростей от 1 до 8 миль в час.
Тяжелые трехвальцевые катки массой от 6 до 30 т имеют диаметры вальцов от 36 до 70 дюймов. Сдвоенный валец устанавливается впереди и является поворотным, обеспечивая управление катком. Вальцы большего диаметра, расположенные сзади с каждой стороны катка, используются в качестве движителей машины. Передние и задние вальцы расположены таким образом, чтобы ширина укатки была максимальной. Современные катки укатывают за один проход полосу шириной до 14 футов 4 дюймов. Тяжелыми катками уплотняют грунт или скальную породу при сооружении дорог, земляного полотна, стоянок автомобилей.
Другой тип самоходного тяжелого катка сегментного типа сочетает в себе два принципа устройства катка: валец и кулачки. Такие катки состоят из нескольких близко расположенных вальцов, поверхность которых не сплошная, а состоит из отдельных сегментных пластин, расположенных в шахматном порядке. Вальцы устанавливаются в нескольких вариантах: два передних управляющих вальца и один широкий задний ведущий валец, два передних и два задних или один широкий передний валец и два задних ведущих и управляющих вальца. Многие катки имеют шарнирно-сочлененные рамы и качающуюся заднюю ось для лучшей маневренности и устойчивости. Эти катки очень эффективны: обеспечивают требуемую плотность при небольшом числе проходов, их можно использовать даже при крутых уклонах.
Более легкие катки широко применяются железными дорогами для строительства и содержания железнодорожных переездов, подъездных путей, станционных платформ, стоянок автомобилей и дорожек. Легкий двухвальцевый каток массой от 1,5 до 5,0 т без водного балласта применяется с передним или задним управлением. Для его работы нужно пространство для поворота от 15 до 17 футов.
Пневмоколесные катки получили широкое распространение при строительстве аэродромов и автомобильных дорог. Каток такого типа имеет емкость, которую заполняют грунтом, камнем или другим материалом для создания требуемого пригруза. Каток движется на нескольких пневматических колесах, близко установленных друг к другу, может быть самоходным или прицепным.