Walce drogowe – kompleksowy przewodnik

Odpowiednie przygotowanie podłoża jest niezwykle ważne w przebiegu wielu prac budowlanych, szczególnie w przypadku prac drogowych, czyli budowy i renowacji wszelkiego rodzaju dróg. Wszelkie niedokładności w przygotowaniu podłoża mogą skutkować przyspieszonym tempem zużywania się nawierzchni i spadkiem bezpieczeństwa. Dlatego tak ważną rolę w budowie dróg odgrywają walce.

Walec drogowy to maszyna budowlana służąca do zagęszczania gruntu przy zachowaniu optymalnej elastyczności podłoża lub nawierzchni dróg. Ma bardzo szerokie zastosowanie w budownictwie ze względu na siłę oddziaływania na grunt nawet do 4 metrów. Charakteryzuje się dużą precyzją i bezpieczeństwem pracy. Działa poprzez nacisk i ruch wałów, które ubijają materiał, eliminując puste przestrzenie. Kluczowe są masa maszyny, rodzaj wałów oraz technologia pracy.

Historia i rozwój walców drogowych

Walec drogowy znany jest już właściwie od czasów starożytnych. Wzmianki o pierwszych niewielkich wałkach drogowych wykonanych z pnia drzew twardych, ciągniętych przez konie, pochodzą ze starożytności, która prawdopodobnie zaczerpnęła z ówczesnej agrotechniki wiele urządzeń, adaptując je do potrzeb drogowych.

Walce konne

W czasach nowożytnych historia wspomina o angielskich patentach Johna Shotbolte z 1619 roku, jednak na praktyczne zastosowanie walca konnego, inne niż doświadczalne, trzeba było poczekać kolejnych 150 lat. Powrót lub odkrycie skutecznego zastosowania dla wałków drogowych ściśle związany jest z opracowaniem metody budowania dróg bitych z kolejnych warstw tłuczonego kamienia ubijanego przez walce, pomysłu Pierre'a Tresageut - francuskiego inżyniera, pioniera budowy dróg. Metodę tę rozwijali kolejno Thomas Telford (m.in. projektant drogi kołowej Warszawa - Brześć) i John McAdam, a każde doświadczenie przybliżało do potrzeby prac z wałem.

W 1787 roku Louis Cessart zbudował konny żeliwny walec drogowy o szerokości 2,5 m, średnicy 0,9 m i masie 3,5 t. To rozwiązanie funkcjonowało przez lata. Pierwsze próby ze sztucznym ugniataniem nawierzchni drogowej przeprowadzane od 1830 roku przez francuskiego inżyniera Antoine’a Polonceau również dotyczyły wału ciągnionego przez konie. Konstrukcje wałów i technikę ich zastosowania udoskonalano przez ponad 100 lat.

Wały konne składały się zasadniczo z lanego bębna żelaznego, otwartego lub zamkniętego. Te otwarte stanowiły grupę wałów lekkich, do których dokładano obustronnie skrzynie drewniane, napełniane w miarę potrzeby kamieniami - zwiększając ciężar i zarazem regulując go według potrzeb. Częściej używane były wały konne z bębnem zamkniętym, przy czym ich ciężar również mógł być regulowany poprzez wypełnienie wodą lub piaskiem. Z doświadczeniem przyszła wiedza o zależności pomiędzy ciężkością wału a jakością użytego materiału kamiennego i kolejności użytkowania wałów według ciężkości.

Prace wałem rozpoczynano typem lekkim, a w miarę postępu roboty używano coraz cięższych. Im materiał gorszy i miększy, tym ciężar wałka mniejszy, by zapobiec powstawaniu błota i miału. Zaobserwowano, że ciężki wał użyty na świeżo rozsypanym materiale, wskutek nadmiernego ucisku, wywołuje tworzenie się większych fal powodujących „ruch” w materiale i przeszkadzających wzajemnemu klinowaniu się kamieni.

Wały konne miały średnicę 1,2 - 1,6 m i szerokość 1,1 - 1,3 m. Pierwotnie konstruowano wałki z płaszczem mającym krzywiznę wygiętą ku wnętrzu, dostosowując się do kształtu przyszłej nawierzchni. Praktyka wskazała racjonalniejszą konstrukcję wybrzuszenia na zewnątrz oraz zakładanie do wałków dyszli obrotowych, albo co najmniej możliwość przełożenia dyszla wraz z zaprzęgiem w obu kierunkach wałowania. Siłą pociągową były konie. Wielkość zaprzęgu liczono na każdą 1 tonę pełnego wałka - jeden koń. Praktyczna granica zaprzęgu dochodziła do 4 par koni, co dawało średnią szybkość ruchu od 0,5 - 0,75 m/s. Początkiem XX wieku droga wywałowania wałem konnym nie stanowiła już nawierzchni należycie odpornej dla ruchu pojazdów.

Walce parowe

Choć Anglia uznawana jest często za kolebkę maszyn parowych i tam w 1842 roku powstał pierwszy silnik parowy, to w zasadzie pierwszy walec parowy narodził się w 1859 roku we Francji, a po kilku modyfikacjach firma Gellerat et Cie w Paryżu rozpoczęła produkcję w 1864 roku. Napęd stanowił silnik o mocy 3,5 kW. W Anglii dopiero w 1965 roku firma „Aveling & Porter” (nazwa od spółki Thomasa Avelinga i Richarda Portera) podjęła próby konstrukcji walców i dwa lata później produkcję skutecznych modeli walców parowych.

Pierwsze walce charakteryzowały się dwoma wałami o zupełnie identycznych wymiarach, wahających się w granicach 1,4-1,5 m, średnicy 1,2-1,5m i ciężarze urządzenia 17-24 t. Przy pierwszych wałach francuskich skrętny był wał tylny. Konstrukcja ta miała wiele stron ujemnych i została udoskonalona przez Anglików. Typ angielski oparty został na lokomotywie drogowej, gdzie zamiast kół zastosowano ciężkie wały cylindryczne. Ich cechą charakterystyczną była różnica średnic wałów przednich i tylnych. Praktyka mieszała oba style konstrukcyjne, nie znajdując naukowego uzasadnienia różnicowania średnic wałów, tworząc typ tandemowy.

Nowocześniejsze wały parowe miały usytuowany dość nisko środek ciężkości całej konstrukcji, dając bardziej stateczny ruch, zwiększając zwrotność, potrzebną przy pracach na większych krzywiznach. Większa dynamiczność miała ogromne znaczenie dla nawierzchni bitumicznych, zwłaszcza w chwili zmiany kierunku jazdy, by wał nie stał zbyt długo na jednym miejscu. Walce parowe osiągały prędkość 3-6 km/h. W Polsce konstrukcją i produkcją parowych urządzeń wałujących zajmowały się firmy: H. Cegielski - Poznań, Warszawska Spółka Akcyjna Budowy Parowozów - Warszawa, Pierwsza Fabryka Lokomotyw w Chrzanowie. Wały parowe należały do grupy urządzeń ciężkich, a technika budowy zakładała, że najwłaściwszym jest użytkowanie w początkach budowy użycie wałów lekkich i zwrotnych.

Walce spalinowe

Po raz pierwszy do napędu walca parowego zastosowano silnik spalinowy w 1902 roku w Anglii. Pojawienie się wałów spalinowych zadośćuczyniło potrzebom, jednak jeszcze długo pozostawały one w cieniu walców parowych. Na początku napędzane były motorem wybuchowym, następnie silnikiem Diesla. Wykazywały one przede wszystkim wyższość nad walcami parowymi w czasie gotowości do pracy, tańszą i łatwiejszą obsługą oraz oszczędnością materiałów pędnych - zużywanego tylko w okresie pracy, w odróżnieniu od wałów parowych, których gotowość uzależniona była od stałego utrzymywania urządzenia „pod parą”, a kocioł nie był wygaszany.

Rodzaje walców drogowych

Współczesny walec drogowy to bardzo rozbudowane rozwiązanie. Walec wyposażony jest w jeden lub więcej cylindrycznych wałów, których zadaniem jest dociążanie warstw gruntu. Najważniejszym kryterium podziału jest sposób oddziaływania na podłoże. Dzielimy je m.in. na jedno- i dwuwałowe, ramowe, wibracyjne oraz statyczne.

Podział ze względu na sposób oddziaływania na podłoże

Wyróżnia się walce statyczne i wibracyjne, a także udarowe.

• Walce statyczne: Działają na podłoże własną masą i na niewielką głębokość. Znajdują zastosowanie głównie przy pracach wykończeniowych, gdzie ich głównym celem jest uzyskanie gładkiej i równej powierzchni. Walce statyczne znajdują również zastosowanie przy dogęszczaniu górnych warstw nasypów, które zostały już zagęszczone przez walce wibracyjne.
• Walce wibracyjne: Są wyposażone w układ wirujących mas, generujących drgania o częstotliwości do 50 Hz. Oddziałują na powierzchnię w sposób statyczny i dynamiczny jednocześnie. Głębokość ich oddziaływania na podłoże sięgać może nawet czterech metrów. Walce wibracyjne w dynamiczny sposób obciążają powierzchnię gruntu. Znajdują zastosowanie przy gruntach o dużym kącie natarcia wewnętrznego. Umożliwiają zwiększenie sił działających na podłoże. Bardzo mocno wpływają na górną część podłoża, dzięki czemu występuje konieczność zastosowania w kolejnych etapach ugniatania walcami gumowymi lub gładkimi walcami statycznymi.
• Walce udarowe: Są najrzadziej wykorzystywanymi walcami w pracach budowlanych czy też drogowych. To połączenie oddziaływania statycznego i uderzeniowego, gdzie siła nacisku powoduje swobodne opadanie obciążników.

Podział ze względu na kształt i sprężystość wałów

Niekiedy walce dzieli się także ze względu na kształt i sprężystość wałów, gdzie wyróżnia się urządzenia:

• Gładkie: Idealnie sprawdzają się przy końcowym wygładzaniu.
• Okołkowane (tzw. „baranowe”): Przeznaczone do zagęszczania gruntów spoistych.
• Tarczowe.
• Ogumione: Mogą być elastycznie balastowane, a dzięki efektowi ugniatania i walcowania powodowanemu przez gumowe opony sprzyjają dobremu wiązaniu warstw w konstrukcji asfaltowej. Walec ogumiony może być doskonale dostosowany do specjalnych wymagań na placu budowy poprzez balastowanie.

Inne typy walców

Na rynku dostępnych jest wiele typów maszyn do utwardzania podłoża, każda o unikalnych cechach. Profesjonaliści dysponują szerokim wachlarzem rozwiązań - od lekkich urządzeń ręcznych po ciężkie maszyny gąsienicowe.

• Walce tandemowe: Z dwoma wałami (układ 1-2) idealnie sprawdzają się przy pracach na asfalcie. Podczas zagęszczania asfaltowej warstwy wierzchniej, asfaltowej warstwy wiążącej lub asfaltowej warstwy nośnej, walce wibracyjne osiągają najlepsze wartości zagęszczania przy minimalnej liczbie przejazdów. WALCE TANDEMOWE o masie do 5 t są idealne do prac remontowych i wykończeniowych w budownictwie drogowym oraz do budowy ścieżek i chodników. Lekkie walce tandemowe są również doskonałe do prac ogrodniczych i kształtowania krajobrazu.
• Walce trójwałowe: Środkowy element pełni funkcję dociskową.
• Walce przegubowe: Ramowe wersje przegubowe pozwalają na pracę na nierównym terenie, np. skarpach.
• Walce ze sztywną ramą: Oferują większą stabilność na płaskich powierzchniach.

Zastosowanie walców drogowych

Walce drogowe - trochę wbrew swojej nazwie - wykorzystuje się nie tylko podczas prac drogowych, ale także podczas kształtowania terenu, np. w ogrodnictwie. Walce drogowe to sprzęty, które zalicza się do maszyn budowlanych. Użytkuje się je na placach budowy - do prowadzenia robót ziemnych, ale także podczas przygotowywania masy nawierzchniowej w czasie budowy dróg.

Tego typu sprzęty sprawdzą się przede wszystkim:

• do zagęszczania gruntów,
• przy okazji tworzenia masy nawierzchniowej stosowanej przy budowie dróg.

Walec może oddziaływać na podłoże nawet do czterech metrów głębokości. Jest to jednak zależne od modelu maszyny, a przede wszystkim od jej masy własnej. Bardzo ważne jest to, że przy zagęszczaniu konkretnego gruntu uzyskać można jego optymalną elastyczność. Jest to możliwe przez osiągnięcie dowolnej amplitudy, która jest mierzona od 0 do maksymalnej wartości, jaką może uzyskać wybrany walec. Przy produkowanych współcześnie maszynach taki pomiar może być bardzo dokładny. W wielu pracach (przy zagęszczaniu gruntu, budowie dróg, ale też np. w architekturze krajobrazu) bardzo dobrze sprawdza się wynajem walców drogowych.

Nowoczesne walce drogowe i technologie

Współczesne maszyny do zagęszczania nawierzchni to zaawansowane urządzenia, które znacząco różnią się od swoich historycznych odpowiedników. Kluczowe parametry techniczne decydujące o skuteczności tych maszyn to nacisk liniowy oraz średnica wałów. Nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne obejmują napęd na wszystkie wały, co znacznie poprawia efektywność procesu. Nowoczesne modele wyposażone są w silniki spalinowe lub hydrauliczne (50-200 KM) oraz intuicyjne systemy sterowania. Główne zadania? Zagęszczanie gruntu, profilowanie terenu i utwardzanie warstw bitumicznych. W przeciwieństwie do spychaczy czy ładowarek, te urządzenia skupiają się na precyzyjnym dociskaniu materiału.

Zasada działania

Sercem każdego walca jest układ napędowy. Składa się on z silnika, przekładni oraz sprzęgła hydrokinetycznego. Nowoczesne modele wykorzystują hydraulikę tłoczkową pracującą pod ciśnieniem do 350 bar. Praca przebiega w trzech etapach. Najpierw następuje wstępne profilowanie terenu. Potem do akcji wkraczają wibratory udarowe (25-50 Hz). Dzięki temu każda warstwa osiąga optymalną gęstość. Wały mogą ważyć nawet 20 ton. Ich ciężar odgrywa kluczową rolę w procesie zagęszczania.

Znaczenie zagęszczania

Badania pokazują, że prawidłowe walcowanie zmniejsza porowatość materiału o 15-25%. To przekłada się bezpośrednio na wytrzymałość nawierzchni. Kluczowe znaczenie ma temperatura pracy. Dla mieszanek bitumicznych optymalny zakres to 110-140°C. Nowoczesne walce to efekt postępu technologicznego, który znacząco poprawił efektywność prac drogowych. Przyszłość należy do autonomicznych maszyn wyposażonych w sztuczną inteligencję.

Wybrane walce drogowe BOMAG

Maszyny BOMAG to synonim jakości i doskonałej wydajności. Walce wibracyjne BOMAG są z powodzeniem stosowane na całym świecie. Od ponad 60 lat firma BOMAG jest ekspertem w dziedzinie walców drogowych i sprzętu do zagęszczania. Celem inżynierów BOMAG jest ulepszanie każdej nowej generacji walców do asfaltu oraz zapewnienie jej większej wydajności i produktywności. Walec BOMAG musi być w stanie wykonać każdą pracę szybciej i wygodniej. Jakość mówi sama za siebie. Projekty zakończone sukcesem: Nacisk na układanie nawierzchni asfaltowych. BOMAG - idealny walec do budowy dróg.

Walce tandemowe do asfaltu BOMAG

Dzięki dwóm bębnom z przodu i z tyłu walec tandemowy BOMAG dwukrotnie zagęszcza spiętrzony materiał podczas jednego przejazdu. Zagęszczanie może być przy tym statyczne lub dynamiczne. Walce drogowe BOMAG mogą być wydajnie i ekonomicznie stosowane do prawie wszystkich nowoczesnych materiałów asfaltowych - nawet na asfalcie z mastyksem grysowym (SMA) lub asfalcie niskotemperaturowym (NTA).

Walec do asfaltu BOMAG jest wyposażony w różne systemy wibracji w zależności od modelu: na przykład podwójne wibracje lub oscylacje. Dzięki tym walcom do budowy dróg można uzyskać wysoką gęstość i wytrzymałość szczególnie szybko i delikatnie. Rezultat: wymagane minimalne osiadanie i przepuszczalność wbudowanego materiału. Walce tandemowe BOMAG są zadomowione na placach budowy na całym świecie.

Walce przegubowe BOMAG

W przypadku większych projektów związanych z budową dróg lub autostrad najlepszym wyborem są ciężkie WALCE DO ASFALTU BOMAG Z PRZEGUBOWYM UKŁADEM KIEROWNICZYM o masie od 5 t do 16 t lub ciężkie WALCE DROGOWE BOMAG Z ŁAWĄ SKRĘTNĄ o masie od 7 t do 10 t.

Walce wibracyjne BOMAG z ławą skrętną zapewniają szczególnie delikatne zagęszczanie warstwy asfaltu, zwłaszcza przy jeździe skosem. Jednocześnie jazda skosem zwiększa szerokość roboczą. Jazda skosem jest również często używana w obszarach roboczych, w których walec tandemowy z przednim bębnem musi przejeżdżać bezpośrednio obok przeszkód, krawężników lub ścian. W takich przypadkach tylna część ramy porusza się z przesunięciem, aby uniknąć kolizji.

Inteligentne systemy wspomagania

Jeśli maszyny są wyposażone w technologię pomiarową, postęp zagęszczania może być mierzony i śledzony w dowolnym momencie. Inteligentne systemy wspomagania walców BOMAG do budowy dróg pomagają operatorowi maszyny w jego codziennej pracy. Walec drogowy BOMAG charakteryzuje się przemyślaną koncepcją maszyny, zastosowaniem pionierskich technologii i maksymalną trwałością. W maszynie wykorzystano wieloletnie doświadczenia ekspertów z Boppard w zakresie wydajnej techniki zagęszczania. Walce ogumione i walce z gładkimi bębnami firmy BOMAG mogą być również używane przy dużych wyzwaniach na placu budowy ze szczególnie wysokimi wymaganiami dotyczącymi jakości i efektywności kosztowej.

Oprócz bogatego wyposażenia standardowego, walec do asfaltu BOMAG można wyposażyć w szeroką gamę praktycznych opcji dodatkowych. Dzięki nim praca z walcem wibracyjnym jest jeszcze bardziej komfortowa.

Wymagane uprawnienia do obsługi walca drogowego

Aby legalnie obsługiwać walec drogowy, należy zdobyć odpowiednie uprawnienia. Trzeba więc odbyć kurs/szkolenie, które będą zakończone egzaminami: teoretycznym, a następnie praktycznym. Kurs operatora walca przygotuje do profesjonalnego nabycia kwalifikacji uprawniających do pracy w zawodzie operatora maszyn (do wszystkich rodzajów walca drogowego klasy III - pojemność do 2,5 m3). W trakcie szkolenia teoretycznego kursant zapoznaje się z wiedzą dotyczącą prawidłowej obsługi walca i właściwych zachowań podczas awarii. W części praktycznej szkolenia poznaje się budowę i sposób obsługi walca oraz testuje umiejętności uczestników jako kierowców takiej maszyny.

Zakup i wynajem walców drogowych

Wiele firm budowlanych staje przed pytaniem, jaki walec warto kupić do firmy. Wszystko zależy od podłoża, które będziemy przygotowywać. Bowiem w zależności od rodzaju podłoża dopasowywana jest optymalna maszyna do zagęszczenia gruntu. Można to zrobić za pomocą urządzeń wibrujących, ugniatających czy też ubijających. Do podłoża sypkiego wykorzystywane są walce wibracyjne, a do gruntów spoistych najlepiej sprawdzą się walce statyczne.

W przypadku konieczności skorzystania z walców, ale nie posiadania ich na własność, dobrym rozwiązaniem jest wynajem. Mini walce różnią się między sobą wielkością, a więc także przeznaczeniem. Jednak wszystkie z nich charakteryzuje wysoka jakość wykonania i wysoki stopień zaawansowania technologicznego.

Używane walce drogowe i budowlane

Gdy kupują Państwo używane maszyny, warto dokonywać zakupu w sprawdzonych firmach. Firmy takie jak MASZYNY BETOMEX dbają bowiem o renomę, gdyż większość klientów to stali partnerzy, którzy powracają po różnego rodzaju maszyny i urządzenia. Firma MASZYNY BETOMEX oferuje duży wybór walców, różne typy i modele. Sprzedawcy posiadają duże doświadczenie z tymi maszynami, dlatego nie tylko polecą najlepszą maszynę, ale optymalnie dopasują sprzęt do Państwa potrzeb.

Nowe walce drogowe

W ofercie firmy Waryński dostępne są dwa podstawowe modele walców drogowych cenionej marki HMK:

• model HMK 110 CS, którego moc silnika wynosi 154 KM,
• model HMK 130 CS, którego moc silnika wynosi 154 KM.

Obydwie maszyny ważą od 11 do 13 ton. Ich konstrukcja umożliwia punktowe oddziaływanie dużą masą na relatywnie niewielkiej powierzchni, dzięki czemu walce drogowe świetnie radzą sobie z różnymi rodzajami nawierzchni.

Maszyny te to wysokiej jakości sprzęt, który został wyposażony w szereg praktycznych udogodnień. Najważniejszym komponentem maszyny jest tu oczywiście walec stalowy, który - w razie potrzeby - może zostać wprowadzony w wibrację ułatwiającą wyrównanie terenu. Atutem maszyn jest również wysoki poziom komfortu operatora. Walce posiadają m.in. uchwyt na tablet lub telefon, centrum audio, a także klimatyzację oraz wyświetlacz. Na uwagę zasługują również zainstalowane systemy bezpieczeństwa. Jednym z nich jest czujnik, który umieszczony jest w siedzeniu. Dzięki temu ryzyko poruszania się maszyny bez operatora siedzącego na swoim stanowisku spada do zera. Każdy walec drogowy został wyposażony w kompletne oświetlenie, pasy bezpieczeństwa, a także w obrotowy sygnalizator świetlny, który sprawdza się w warunkach ograniczonej widoczności. W razie potrzeby operator maszyn może regulować prędkość pracy (4 różne tryby), a także - podczas cofania - aktywować sygnał dźwiękowy.

Zabytki techniki drogowej w Polsce

Zabytki techniki są dokumentami kultury narodowej, świadczącymi o tradycjach myśli technicznej i dokumentujące jej rozwój. W 1974 roku kierownictwo Ministerstwa Komunikacji Centralnego Zarządu Dróg Publicznych, mając na uwadze, że rok 1975 ogłoszono międzynarodowym rokiem ochrony zabytków, podjęło się zadania opracowania katalogu zabytków z zakresu budownictwa drogowego i mostowego i rozpoczęło gromadzenie zbiorów w tym zakresie.

W kolejnych latach zintensyfikowano działania, dając liczne wytyczne i mierząc efekty. Do końca lat 80. XX wieku w jednostkach drogownictwa, głównie w rejonach dróg publicznych, istniało ponad 30 izb tradycji. Stanowiły osobne pomieszczenia na terenie biur lub baz technicznych, gdzie w stałych ekspozycjach znajdowały się księgozbiory, narzędzia, dokumenty, maszyny i urządzenia. Powstały znaczne zbiory maszyn, narzędzi i urządzeń służących niegdyś do budowy i utrzymania dróg i obiektów mostowych. Stopniowo utworzono z nich skanseny w pomieszczeniach lub na zapleczach tych zakładów. Ogółem w jednostkach drogowych zarządzanych przez GDDP zorganizowano 8 skansenów techniki drogowej.

Nie przetrwały one wszystkie okresu transformacji, jednak to, co pozostało, stanowi bezcenny skarb techniczny. Kilkadziesiąt zachowanych walców konnych, parowych, spalinowych, beczkowozów i innych maszyn pod ochroną GDDKiA stanowi unikatowy zbiór na skalę światową.

tags: #olx #walec #drogowy