一种用于植石式层间处治工艺的施工设备的制作方法

本发明属于公路施工设备领域，具体涉及一种用于植石式的层间处治工艺的施工设备。

背景技术：

目前，复合式路面在我国公路建设中得到了广泛的应用，沥青混凝土--水泥混凝土复合式路面结构相较于柔性路面，能够减少沥青用量，并且可以弥补刚性路面行车舒适性差、养护难度大等缺点。但是由于沥青面层和水泥混凝土基层之间模量差距较大，以及层间粘结力不足等原因，常会产生滑移破坏。

目前，就复合式路面中间界面层处理方式方法方面，沥青和水泥路面相关规范中并没有明确的规定，因此实际中对界面层的处治方式多种多样，其效果各有不同，目前常用的刚柔复合路面界面层处治方式有：喷砂处理、铣刨、拉毛、刻槽等。

然而，在重载交通等因素作用下，传统的层间处治方式仍然难以提供足够的层间抗剪能力。专利《一种植石式层间处治方法及该方法铺筑的复合路面》公布了一种在水泥混凝土层上嵌入集料的植石式层间处治方法，并且目前有研究和实体工程的应用结果表明，采用植石式层间处治方法，能够在水泥混凝土层上形成粗糙的表面，相对于传统的刻槽等处治方法，其界面层的抗剪强度有非常显著的提升；水泥板表面处理方式采用植石时，复合路面对水和车辆荷载的反复作用具有良好的抵抗能力，这是由于植石所形成的水泥板表层构造效果与铺筑同步碎石封层铺筑后的效果相似，且碎石与水泥板融为一体，更为牢固，因此水泥板进行植石处治的残留抗剪强度比相对较大，效果显著，具有较好的推广价值。

植石法是当水泥混凝土路面铺筑完成后到达初凝时，将粒径9.5～19mm的石料均匀撒布在混凝土上面，并将石料均匀地按压至其粒径陷入混凝土内2/3左右。由于石料撒布是在水泥混凝土初凝时进行，路面不能够承受荷载作用，因此目前在用的任何一种碎石撒布机均无法适用该方法的撒布工作，并且石料撒布后的按压工作，也没有配套的设备进行施工，整个植石法的施工都只能依靠人工进行，工作繁琐，且施工质量难以保证；为了解决这一问题，提高施工效率及质量，现阶段迫切需要新设计一种专用于植石的、可一体化自动操作的施工设备。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于植石式层间处治工艺的施工设备，专用于植石法的公路施工设备。

本发明由如下技术方案实施：

本发明包括储料仓、撒布料仓、传输带、石料撒布装置、石料振动按压装置、计算机控制系统、履带式底盘、液压举升装置、外壳,其特征在于，储料仓通过举升液压装置连接在履带式底盘上，储料仓后部分与撒布料仓连接，石料从储料仓进入撒布料仓，落在撒布料仓内的传输带上，撒布料仓后端部下端设置开口，与石料撒布装置相连接，撒布料仓的底部设置传输带，传输带内置有重力感应器，与传输带相连接的是石料撒布装置，在石料撒布装置与传输带连接处设有料门，石料撒布装置的滚筒与过料槽之间设有布料槽，通过电控系统将石料振动按压装置与石料撒布装置相连接。

所述石料振动按压装置包括动力电机、凸轮、弹簧、传动轴、按压板，动力电机和凸轮连接，带动凸轮转动，在凸轮和弹簧的共同作用下，传动轴和按压板作上下往复运动。

按压板底部设置有可滚动的滚轴。

石料撒布装置由撒布滚筒、料门、气缸、导料板、过料槽、布料槽构成。

所述按压板材料采用高耐磨橡胶材料。

所述履带式底盘包括行进履带、履带式底盘与主体结构连接接口、横梁、纵梁、延长梁、举升液压缸，所述行进履带在行进过程中，与施工路面外侧土基接触。

所述过料槽的钢条宽度为2mm，间隔23mm。

所述布料槽的网孔为圆形，直径20mm。

本发明的优点：1、采用履带式底盘，使得施工设备运作时不与复合路面接触，能够在初凝的水泥混凝土上进行植石施工，不影响混凝土路面的铺筑效果；2、采用了施工质量高、工作效率高的石料振动按压装置，相较于以往的人工按压，大大改善了植石施工的施工质量；3、采用计算机控制整个系统运行，能根据设备的行驶速度及传输带上的石料质量感应，控制石料撒布滚筒的速度及按压板的按压频率，使得石料能够均匀的撒布，保证了石料在混凝土上的撒布、按压质量；4、针对采用植石法的复合路面施工，提出了一种专门配套的施工设备，解决了目前植石法施工没有配套的施工设备、工作繁琐、施工质量难以保证的现状。

附图说明

图1.本发明的主体结构示意图

图2.本发明的履带式行进装置示意图

图3.本发明的主体结构底面图

图4.本发明的石料振动按压装置示意图

图5.本发明的石料撒布装置示意图

图6.本发明的石料撒布装置中的过料槽主视图

图7.本发明的施工设备侧视图

图中，1是储料仓、2是撒布料仓、3是传输带、4是石料撒布装置、5是石料振动按压装置、6是外壳、7是电控系统、8是举升液压装置、9是履带式底盘。其中3-1是质量感应称、4-1是料门、4-2是气缸、4-3是撒布滚筒、4-4是导料板、4-5是过料槽、4-6是布料槽；5-1是发动电机、5-2是凸轮、5-3是传动轴、5-4是弹簧、5-5是振动板；6-1是主体结构与履带式底盘连接接口；9-1是行进履带、9-2是履带式底盘与主体结构连接接口、9-3是横梁、9-4是纵梁、9-5是延长梁、9-6是举升液压缸、9-7是伸缩梁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

本发明专用于植石的施工设备，其包括储料仓、撒布料仓、传输带、石料撒布装置、石料振动按压装置、外壳、履带式底盘、计算机控制系统、液压举升装置。

储料仓通过液压举升装置和旋转螺栓连接于外壳的底部，储料仓前部可通过液压举升装置抬高高度，使得储料仓与外壳底部形成最大为50°左右的倾斜角；储料仓后部分与撒布料仓连接。

撒布料仓前部与储料仓后部连接，撒布料仓后端部下端设置开口，与石料撒布装置相连接，撒布料仓的底部设置传输带；传输带上设置有质量感应秤，可实时提供传输带上所承载石料的质量。

石料撒布装置由撒布滚筒、料门、气缸、导料板、过料槽、布料槽构成。料门由气缸控制开关，撒布滚筒表面刻槽，可通过旋转将石料运送至导料板上；过料槽、布料槽可使得石料均匀的撒布至水泥混凝土上，其中过料槽为栅栏式，钢条宽度2mm，间隔为23mm，布料槽为网孔式，网孔为圆形，直径为20mm。

石料振动按压装置由动力电机、凸轮、弹簧、传动轴、按压板组成。动力电机通过计算机控制系统控制转速，动力电机和凸轮连接，在凸轮转动和弹簧的共同作用下，传动轴和按压板可作上下往复运动，按压频率与动力电机的转速相关联；按压板底部设置有可滚动的滚轴，滚轴采用高耐磨橡胶材料作为主要构成材料，在滚轴的滚动按压作用及振动作用下，能将石料均匀、准确地按压至标准深度。

外壳底部设置有与履带式底盘连接的六个接口；履带式底盘由行进履带、横梁、纵梁、延长梁、举升液压缸构成。三根中空的横梁并排设置，并通过两根并排放置的纵梁固定，横、纵梁交叉处设置共六个与外壳底部连接接口；横梁端口处分别设置长度可变的伸缩梁，能够根据施工路面宽度改变其宽度；伸缩梁端口处与行进履带通过竖向轴连接固定；设备正常运行时，行进履带在浇筑完成后的水泥混凝土的两侧行进，与施工路面不产生接触，处于初凝时的混凝土可不受施工影响。

计算机控制系统包括：主控计算机系统，用于汇集各部分提供的信息，并进行计算处理后，控制各单元的动作；传输带质量感应秤，可实时提供传输带上所承载石料的质量；行驶速度控制部，按照主控计算机的控制指令，提供和调节行进履带的行驶速度；石料撒布控制部，包括料门控制和撒布滚筒滚动速度控制，按照主控计算机的控制指令，控制料门的开启和闭合，调节撒布滚筒的滚动速度；石料按压控制部，包括按压板振动频率控制，按照主控计算机的控制指令，调节按压板的振动频率。

参见图1和图2，本发明的植石施工设备包括储料仓1、撒布料仓2、传输带3、石料撒布装置4、石料振动按压装置5、外壳6、计算机控制系统7、举升液压装置8、履带式底盘9、油缸10。

具体的，储料仓1与液压举升装置8连接，液压举升装置8设置在外壳6上，可通过液压举升装置8控制储料仓1的倾斜角度；储料仓1与撒布料仓2连接；撒布料仓2的底部设置传输带3；撒布料仓2设置开口并与石料撒布装置4相连接。

参见图4，石料振动按压装置5由发动电机5-1、凸轮5-2、传动轴5-3、弹簧5-4、按压板5-5构成。发动电机5-1与凸轮5-2连接，带动凸轮5-2以可调节转速旋转，凸轮5-2与传动轴5-3接触，传动轴与弹簧5-4接触，在凸轮5-2和弹簧5-4的共同作用下，传动轴5-3能够以可调节频率做上下往复式振动。传动轴5-3底部设置按压板5-5。

参见图5，石料撒布装置4由料门4-1、气缸4-2、撒布滚筒4-3、过料槽4-4、导料板4-5、布料槽4-6构成。料门4-1由气缸4-2控制开关，料门4-1开启后，石料由运输带3传送至撒布滚筒4-3上；石料由撒布滚筒4-3传送，经过过料槽4-4后落在导料板4-5上；参见图6，过料槽4-4是栅栏式，中间钢条宽度3mm，间隔25mm，石料经过过料槽4-4均匀传送至导料板4-5；参见图3，布料槽4-6是网孔式，圆形网孔，直径20mm。

参见图2，履带式底盘9由行进履带9-1、履带式底盘与主体结构连接接口9-2、横梁9-3、纵梁9-4、延长梁9-5、举升液压缸9-6构成。横梁9-3上设置伸缩梁9-7，由伸缩梁9-7控制，横梁9-3与伸缩梁9-7的共同长度可调节，可适应不同路幅宽度的复合路面层间处治施工；举升液压缸9-6可自由调整高度，可适应不同基层厚度路面的施工。

参见图7，本发明的植石施工设备工作时，行进履带不与施工路面接触。

计算机控制系统7与储料仓1、传输带3、石料撒布装置4、石料振动按压装置5、液压举升装置8、履带式底盘9连接。计算机控制系统7通过液压举升装置8对储料仓1进行倾斜角度的控制，计算机控制系统7通过数字信号对液压举升装置8进行上升高度的控制；设置在传输带3内的质量感应称3-1可将传输带3上承载的石料质量以数字信号传递给计算机控制系统7；通过计算机控制系统7设置施工设备的行进速度，并将数字信号传递给履带式底盘9的动力装置；石料的每平米撒布量通过计算机控制系统7设置；计算机控制系统7通过数字信号对石料撒布装置4中的料门4-1开启高度及关闭进行控制，对撒布滚筒4-3的转动速率进行控制以及对石料振动按压装置5中发动电机5-1的转动速率进行控制，发动电机5-1的转动速率与振动板5-5的振动频率相关联；计算机控制系统7对储料仓1的倾斜角度、质量感应称3-1传递的数字信号、料门4-1开启高度、每平米石料撒布量设定值、行进速度设定值进行处理计算后，控制撒布滚筒4-3的转动速率和振动板5-5的振动频率。

本发明的工作过程为：通过伸缩梁9-7和9-6将施工设备调整至与施工路面相适应的宽度、高度；施工开始时，将石料倒入水平的储料仓1，通过计算机控制系统7对行进速度、每平米石料撒布量进行设定；控制液压举升装置8将储料仓举起，石料从储料仓1流入撒布料仓2；控制料门4-1开启，撒布滚筒4-3、石料振动按压装置5开始运行；石料由传输带3流入撒布滚筒4-3上，经过过料槽4-4流入导料板4-5上，经过布料槽4-6均匀的撒布至初凝水泥混凝土层上；石料振动按压装置5中的振动板5-5以一定的频率振动，板与石料接触，将石料均匀的按压入混凝土中。