沥青芯墙碾压施工自动化防护装置及方法与流程

本发明涉及心墙坝施工领域，特别是一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置及方法。

背景技术：

1、某水电站沥青混凝土心墙采用垂直式，心墙厚度为 0.5m～1.5m，设计为渐变式，心墙顶高程 2478.0m，顶部厚 0.5m，心墙底高程2377.8m，底部厚度 1.5m，在心墙底部设3m 高的大放脚，沥青混凝土心墙厚度从 1.5m 渐变为 3m，心墙放大基础位于坝基钢筋混凝土基础廊道上。摊铺温度 135℃，需要降到70~90℃再行碾压。沥青为憎水性材料，雨水对混合料质量影响明显，挡雨能够有效提升沥青混凝土心墙碾压质量。施工粉尘对沥青混凝土心墙的碾压施工质量影响较大，当粉尘过多时，需要将表层加热后人工整体铲除，重新摊铺和碾压，劳动强度和成本消耗均较大。在现场，风力对沥青混凝土碾压质量的影响也较大，除了带来大量的粉尘，还因为风力过大导致混合料快速降温时的现场控制，在温度损失过大的情况下，混合料压实效果不佳，沥青混凝土的质量不佳。目前在现有技术尚未见较好的解决方案。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置及方法，能够提高减少粉尘对沥青混凝土心墙施工质量的影响，尤其是能够较好的控制沥青混凝土的表面温度损失，精确控制和把握碾压施工的时机，提升沥青混凝土的碾压施工质量，降低渗透率。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置，包括多个依次排列的棚架，每个棚架底部设有行走装置，用于在沥青心墙的两侧沿着过渡料行走；

3、在位于一端的棚架上设有水平布置的覆盖膜轴，覆盖膜轴与驱动装置连接，用于实现自动收卷，覆盖膜卷绕在覆盖膜轴上，覆盖膜主动的覆盖在沥青心墙的表面；

4、位于中间的棚架设有底压膜辊，底压膜辊用于将覆盖膜压在沥青心墙的表面；

5、在施工过程中，棚架跟随碾压机和装置移动。

6、优选的方案中，在位于一端的棚架的两侧上设有竖直的防风膜轴，防风膜卷绕在防风膜轴上，防风膜与驱动装置连接，用于实现自动收卷。

7、优选的方案中，覆盖膜轴位于棚架的内侧，覆盖膜轴的两端与分动器连接，分动器设有两路输出轴，其中一路输出轴与覆盖膜轴连接，另一路输出轴通过万向连轴器与防风膜轴连接；

8、其中一个分动器与卷膜电机连接。

9、优选的方案中，行走装置的结构为：在棚架的底部设有滑橇座，滑橇座的四周边缘向上翘起，还设有耙轮，耙轮与行走电机连接，耙轮的边缘穿过滑橇座的底部，且耙轮的边缘低于滑橇座的底部。

10、优选的方案中，棚架内还设有温度传感器，温度传感器用于检测沥青混凝土的表面温度，温度传感器与主控装置电连接；

11、主控装置还与行走装置的行走电机和卷膜电机电连接。

12、优选的方案中，位于中间的棚架靠近底部的位置设有底压膜辊，用于将覆盖膜压在沥青混凝土的表面，在棚架的两侧还设有竖直的侧压膜辊用于为防风膜提供支撑。

13、优选的方案中，在位于一端的棚架的前端设有测距传感器，在位于中间的棚架的两端设有测距传感器。

14、优选的方案中，所述的覆盖膜为复合膜，在铝塑膜上设有气凝胶层。

15、一种采用上述的沥青芯墙碾压施工自动化防护装置的施工方法，包括以下步骤：

16、s1、读取施工计划；

17、s2、根据施工计划，在各个棚架中设定主动棚架和固定棚架；

18、s3、设定主动棚架的工作模式为自动跟随；

19、s4、将各个棚架布置在摊铺后的沥青心墙上，各个棚架内的温度传感器参加棚架内当前温度参数；

20、s5、当温度参数达到预期值，则发出信号；

21、s6、碾压机开始碾压施工，主动棚架跟随碾压机行走，卷膜电机以定扭矩方式工作，将覆盖膜卷绕收起；

22、在碾压后的沥青心墙上布置主动棚架和固定棚架，主动棚架跟随碾压机行走，卷膜电机以定扭矩方式工作，将覆盖膜覆盖在碾压后的沥青心墙上，防风膜位于覆盖膜的两侧；

23、通过以上步骤实现沥青芯墙碾压后的保温防风施工。

24、优选的方案中，还包括以下步骤：步骤s6中，

25、主动棚架的自动跟随控制步骤为：主动棚架读取当前工作模式，当工作模式为跟随，则读取当前主动棚架与前方的碾压机之间的距离参数；与预设距离参数求差值；读取主动棚架当前与碾压机之间的相对位置，计算行走电机转动方向，根据差值计算主动棚架的行走距离，转换成行走电机的转角参数，主控装置将脉冲控制信号发送至行走电机，若接收到新的距离参数，则在后的脉冲控制信号替代在先的脉冲控制信号，在先的脉冲控制信号不再执行；

26、中间棚架的自动跟随控制步骤为：中间棚架读取当前的工作模式，当工作模式为跟随，则测距传感器采集中间棚架与前方和后方的距离参数，以距离参数较大值计算行走电机的转动方向，根据距离参数较大值与平均值之间的差值计算行走距离，将脉冲信号发送至行走电机；若接收到新的距离参数，则在后的脉冲信号替代在先的脉冲信号，在先的脉冲信号不再执行。

27、本发明提供的一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置及方法，通过设置的多个棚架、覆盖膜和防风膜的结构，能够在摊铺后自动化覆盖在沥青混凝土的表面，避免沥青混凝土表面的温度损失过大。而且能够减少沙尘对沥青混凝土摊铺的影响，大幅减少后续人工处理的步骤，提高安全性，降低劳动强度。设置的自动化跟随功能，能够大幅降低劳动强度，减少或杜绝人工靠近摊铺机和碾压机的机会，提高施工安全性，确保沥青混凝土的温度梯度差在预设范围内，提高沥青混凝土的施工质量。设置的温度传感器，能够精确把握沥青混凝土碾压施工的时机，进一步提高沥青混凝土的施工质量。

技术特征：

1.一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置，其特征是：包括多个依次排列的棚架，每个棚架底部设有行走装置，用于在沥青心墙（13）的两侧沿着过渡料（12）行走；

2.根据权利要求1所述的一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置，其特征是：在位于一端的棚架的两侧上设有竖直的防风膜轴（106），防风膜（6）卷绕在防风膜轴（106）上，防风膜（6）与驱动装置连接，用于实现自动收卷。

3.根据权利要求2所述的一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置，其特征是：覆盖膜轴（102）位于棚架的内侧，覆盖膜轴（102）的两端与分动器（104）连接，分动器（104）设有两路输出轴，其中一路输出轴与覆盖膜轴（102）连接，另一路输出轴通过万向连轴器（105）与防风膜轴（106）连接；

4.根据权利要求1所述的一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置，其特征是：行走装置的结构为：在棚架的底部设有滑橇座（9），滑橇座（9）的四周边缘向上翘起，还设有耙轮（7），耙轮（7）与行走电机（8）连接，耙轮（7）的边缘穿过滑橇座（9）的底部，且耙轮（7）的边缘低于滑橇座（9）的底部。

5.根据权利要求3所述的一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置，其特征是：棚架内还设有温度传感器（10），温度传感器（10）用于检测沥青混凝土的表面温度，温度传感器（10）与主控装置（14）电连接；

6.根据权利要求5所述的一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置，其特征是：位于中间的棚架靠近底部的位置设有底压膜辊（107），用于将覆盖膜（5）压在沥青混凝土的表面，在棚架的两侧还设有竖直的侧压膜辊（108）用于为防风膜（6）提供支撑。

7.根据权利要求6所述的一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置，其特征是：在位于一端的棚架的前端设有测距传感器（11），在位于中间的棚架的两端设有测距传感器（11）。

8.根据权利要求1所述的一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置，其特征是：所述的覆盖膜（5）为复合膜，在铝塑膜上设有气凝胶层。

9.一种采用权利要求1~8任一项所述的沥青芯墙碾压施工自动化防护装置的施工方法，其特征是包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种采用沥青芯墙碾压施工自动化防护装置的施工方法，其特征是还包括以下步骤：步骤s6中，

技术总结
本发明提供一种沥青芯墙碾压施工自动化防护装置及方法，包括多个依次排列的棚架，每个棚架底部设有行走装置，用于在沥青心墙的两侧沿着过渡料行走；在位于一端的棚架上设有水平布置的覆盖膜轴，覆盖膜轴与驱动装置连接，用于实现自动收卷，覆盖膜卷绕在覆盖膜轴上，覆盖膜主动的覆盖在沥青心墙的表面；位于中间的棚架设有底压膜辊，底压膜辊用于将覆盖膜压在沥青心墙的表面；在施工过程中，棚架跟随碾压机和装置移动。通过设置的多个棚架、覆盖膜和防风膜的结构，能够在摊铺后自动化覆盖在沥青混凝土的表面，避免沥青混凝土表面的温度损失过大。而且能够减少沙尘对沥青混凝土摊铺的影响，大幅减少后续人工处理的步骤，提高安全性，降低劳动强度。

技术研发人员：李家富,杨小华,刘颖,王自旭,马作霖,冯立松,范庆,王孝林,黄琦,曾刚,蒋艳,杨阳,张鹏飞,孟强,杨永乐,陈钰莹
受保护的技术使用者：中国葛洲坝集团第一工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14