一种土工布覆盖养生机械化作业设备的制作方法

本实用新型涉及公路机械化施工设备，具体的说，涉及公路路面基层施工过程中的水泥稳定基层土工布覆盖养生机械化作业设备。

背景技术：

《公路路面基层施工技术细则》规定了公路水泥稳定基层在完成摊铺碾压作业后，需要进行至少为期7天的水泥稳定基层混泥土材料保水养生。土工布覆盖养生是当前各路桥施工单位普遍采用的其中一种经济适用的养生方式。

目前土工布铺设过程基本上都是利用人工进行滚铺后压沙袋固定，7天养生期内通过洒水车适时进行补水养生。完成养生后的土工布回收也是通过人工收卷。工序繁琐，耗费大量的人力资源，且无法确保稳定的铺设质量，如可能出现铺设时布料外观不紧齐一致，沙袋布局不均匀合理等问题，而且人工滚铺和收卷作业过程受力不均匀，也会造成土工布重复使用寿命减少。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种具有喷淋、铺设、固定功能从而大幅提升工作效率的土工布覆盖养生机械化作业设备。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种土工布覆盖养生机械化作业设备，包括：牵引车，钩挂在牵引车后的拖车架，安装在拖车架上的铺设土工布的土工布铺收机构，安装在土工布铺收机构的前方并对路面进行喷淋的喷淋机构，对铺好的土工布进行压紧的压紧机构。

作为一种优选，拖车架包括车架和位于车架下方的一个前轮和两个后轮，两个后轮通过一根后轮车轴同步转动。前轮优选具备转向调节功能。

作为一种优选，土工布铺收机构包括安装架和土工布卷筒，土工布卷筒转动式安装在安装架上，安装架与车架固定，土工布卷筒位于拖车架的两个后轮的后方，土工布在土工布卷筒上绕成卷。

作为一种优选，土工布铺收机构还包括铺收驱动机构；铺收驱动机构包括连杆、摆轴、驱动胶辊、同步带传动机构；摆轴与后轮车轴相互平行，且位于后轮车轴的后上方；驱动胶辊与摆轴同轴固定安装；连杆的一端套在后轮车轴上，另一端套在摆轴上，摆轴通过连杆绕后轮车轴摆动；摆轴和后轮车轴通过同步带传动机构传动，摆轴带动驱动胶辊转动，驱动胶辊搭在土工布卷筒上。

作为一种优选，土工布铺收机构还包括土工布导向辊，土工布导向辊固定在安装架上，且位于土工布卷筒的下方。

作为一种优选，同步带传动机构的数量为两组，位于两后轮的外侧；连杆的数量为两根，位于两后轮之间。

作为一种优选，喷淋机构包括储水罐、喷头、阀门、水管；储水罐和喷头通过水管相接，水管中安装有阀门，储水罐设置在牵引车上，喷头安装在拖车架的车架上，且喷头位于后轮的前方。

作为一种优选，压紧机构包括水箱、阀门、消防水带盘；消防水带盘转动式安装在拖车架的车架的上端，消防水带盘拉伸出的消防水带的起始端部与水箱相接，水箱的出水口处设有阀门；消防水带盘的数量为两个，同步转动，对应土工布的两侧设置；水箱置于地面压紧土工布的起始端部。

作为一种优选，压紧机构还包括消防水带导向辊，消防水带导向辊安装在拖车架的车架的上端的后方。

作为一种优选，牵引车为随车吊。

本实用新型的原理是：采用牵引车配合土工布铺收机构、喷淋机构、压紧机构三大机构，先由喷淋机构对地面进行喷淋，然后由土工布铺收机构对土工布进行自动铺设对待养生路面进行覆盖，最后由压紧机构对消防水带自动放卷压住铺好的土工布，同时放卷后的消防水带被水箱灌注增重，可同时实现喷淋、铺设、压布三道养生工序。养生期结束后，再利用拖挂车设备，将土工布和消防水带重新卷绕回收。

本实用新型尤其适用于高等级公路路面机械化施工，高等级公路路面施工过程中共需铺筑三层水泥稳定基层，即需要进行三次土工布覆盖养生的铺收作业，实现铺收过程的机械化，可以有效降低劳动强度，节省大量人力资源，提高铺设质量，延长土工布的重复使用寿命，具有显著的工程应用价值。

具体分析，本实用新型具有如下优点：

1.土工布铺收机构采用驱动胶辊(优选纺织胶辊)，模拟人工铺设手动铺收作业时的切向加力作业过程。

2.通过同步带传动机构使土工布铺收线速度与拖车的后轮运动线速度一致，即后轮直径与驱动胶辊的直径的比值与同步带传动机构的传动比一致。避免因土工布铺设线速度小于后轮前进线速度而导致土工布产生过度张紧应力，撕裂土工布的现象，或者土工布铺设线速度大于轮胎前进线速度时导致的折叠起皱现象。

3.同步带传动机构设置在后轮的两侧，方便维护和更换传动带。

4.在土工布铺收机构的前方设置喷头，完成预先洒水和土工布铺设的协同作业。

5.用消防水带自动充水代替分散的沙袋对铺设好的土工布产生均匀压重，避免被大风刮开。

6.消防水带采用卷绕方式，方便铺设和收卷。回收时直接放空水带中的水，将水带卷绕回法兰盘即可。

7.通过连杆将摆轴和后轮车轴相连，使驱动胶辊能随着土工布布卷在铺设直径逐渐减小或者回收布卷逐渐增大的过程中保持自适应并确保切向加力。

8.用随车吊做为牵引车，既方便牵引，又方便吊装转运拖车，以及土工布卷，消防水带卷等需要分段加挂的消耗性物料。在随车吊货箱中放置有储水罐，与拖车上的喷水管联通实现预先洒水作业及土工布铺覆作业的协同。

9.在每段路面的铺设起点处设置有水箱，做为初始压布的重量，水箱中注入足够水量用于自动充填压重的消防水带，给铺设好的土工布施加均匀压重。

10.土工布卷筒采用两侧锥轴面夹持布卷空心芯轴的结构，方便装卸土工布布卷。

11.土工布卷筒和消防水带盘采用摩擦力矩小的滚动轴承支撑，减小土工布卷和消防水带铺设收卷的应力，延长消耗性物料重复利用的寿命。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的立体图。

图3是图1的后端的局部放大图。

图4是图3的立体图。

图5是图3的另一个视角的立体图。

图6是土工布铺收机构的结构示意图。

图7是图6的立体图。

1是牵引车。

2是拖车架，2-1是车架，2-2是前轮，2-3是后轮。

3是土工布铺收机构，3-1是安装架，3-2是土工布卷筒，3-3是连杆，3-4是摆轴，3-5是驱动胶辊，3-6是同步带传动机构，3-7是土工布导向辊。

4是喷淋机构，4-1是储水罐，4-2是喷头，4-3是水管。

5是压紧机构，5-1是水箱，5-2是消防水带盘，5-3是消防水带导向辊。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

一种土工布覆盖养生机械化作业设备包括：牵引车、拖车架、土工布铺收机构、喷淋机构、压紧机构。

牵引车采用随车吊，作为牵引和物料吊装的工具，提供拖动力和物料吊装动力。

拖车架包括车架和位于车架下方的一个前轮和两个后轮，前轮具备转向调节功能,两个后轮通过一根后轮车轴同步转动，车架钩挂在牵引车后方。

土工布铺收机构包括安装架、土工布卷筒、铺收驱动机构、土工布导向辊。土工布卷筒转动式安装在安装架上，且为可装拆结构，安装架与车架固定，土工布卷筒位于拖车架的两个后轮的后方，土工布在土工布卷筒上绕成卷，使用完一卷后整卷连滚筒更换。铺收驱动机构包括连杆、摆轴、驱动胶辊、同步带传动机构；摆轴与后轮车轴相互平行，且位于后轮车轴的后上方；驱动胶辊与摆轴同轴固定安装；连杆的一端套在后轮车轴上从而后轮车轴可相对于连杆的端部转动，另一端套在摆轴上从而摆轴可相对于连杆的端部转动，摆轴可通过连杆绕后轮车轴随布卷直径变化自适应摆动；摆轴和后轮车轴通过同步带传动机构传动，摆轴带动驱动胶辊转动，驱动胶辊在重力的作用下始终搭在土工布卷筒上。土工布导向辊固定在安装架上，且位于土工布卷筒的下方，便于土工布铺设在路面上。同步带传动机构的数量为两组，位于两后轮的外侧；连杆的数量为两根，位于两后轮之间。设计同步带传动机构的传动比与拖车架后轮轮胎直径和驱动辊直径比值一致，即可调整驱动胶辊转动的线速度，使之与后轮转动的线速度相同。

喷淋机构包括储水罐、喷头、阀门、水管。储水罐和喷头通过水管相接，水管中安装有阀门，储水罐设置在牵引车上，喷头安装在拖车架的车架上，且喷头位于后轮的前方。

压紧机构包括水箱、阀门、消防水带盘、消防水带导向辊。消防水带盘转动式安装在拖车架的车架的上端，消防水带盘拉伸出的消防水带的端部与水箱相接，水箱的出水口处设有阀门。消防水带盘的数量为两个，同步转动，对应土工布的两侧间隔约2米设置，从而消防水带自动充注后压紧土工布的两侧；水箱置于地面压紧土工布的起始端部。消防水带导向辊安装在拖车架的车架的上端的后方，从而消防水带不会与土工布收放卷机构缠绕。

铺设土工布作业时，先用水箱作为压重压住土工布的一头，当拖动拖车架前进时，后轮车轴通过同步带传动机构驱动摆轴和驱动胶辊，后轮轮胎直径与驱动胶辊直径的比值等于后轮车轴上的大同步带轮与摆轴上的小同步带轮的传动比，从而确保土工布将以与后轮轮胎一致的线速度铺设到需要养生的路面，避免产生线速度不一致导致的土工布拉裂或不张紧状态。驱动胶辊除通过同步带传动机构与后轮车轴联动外，同时通过摆轴和中心固定连杆与后轮车轴连成一个组件，从而实现驱动胶辊始终在自重的作用下，随着布卷径减小，能一直绕后轮车轴自适应压住布卷并沿切向驱动布卷，直至布卷铺完。消防水带盘在水带自身拉力作用下自动铺设压住土工布，水带铺设也设置有消防水带导向辊。打开水箱处的阀门，水流在重力作用下依据连通器原理将自动充填入铺设到路面上的消防水带部分，从而产生足够的重量压住已铺设的土工布。在土工布铺收机构的前端，设置有一个喷灌洒水的管道状喷头，连接放置于牵引车上的储水罐，打开阀门后，实现预先洒水和土工布铺设的协同作业，省去现在人工铺设前需要洒水车先进行洒水作业的流程。

铺设土工布作业时采用分段铺设方式，铺完一卷土工布，用完两卷消防水带，对两条消防水带两端各用密封端盖封堵。更换上新的一卷土工布和两卷消防水带，将水箱移动至新的起点位置后，继续下一段路面养生作业区的土工布铺设。

铺设完所有作业路面，并完成至少七天养生期后，开始下一层路面铺筑前，利用拖车收卷土工布，作业流程为，放空压土工布的消防水带中的水，转动消防水带法兰盘驱动轴，将消防水带卷绕回消防水带盘。先人工将土工布卷绕三圈在土工布卷筒上，然后用牵引车的动力倒推拖车架，后轮的后轮车轴通过同步带传动机构驱动摆轴和驱动胶辊转动，驱动胶辊将土工布自动收卷回土工布卷筒上。收卷完毕后，由随车吊将布卷，拖车架等设备运输回项目部设备存储仓库预备下次铺设作业。

经试验，目前人工铺设的效率为8个人8小时铺设12米宽乘800米长的路面区域，采用本实用新型设备进行机械化作业，只需要2个人，6小时就能完成相同区域的作业。可节省约80％的劳动力成本，且可显著提高铺设质量和延长土工布重复使用寿命。

上述实施例为实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。