一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置

本发明属于道路修建用机械，特别涉及一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置。

背景技术：

1、目前，我国公路建设总里程已经超过500万公里。其中，沥青路面具有表面平整、无接缝、振动小等优点，是最为常用的路面类型。由于在施工时存在施工工艺差、施工工期短等问题，沥青路面经常会出现大量车辙、坑槽等病害，我国公路已进入道路养护时期。而在沥青道路养护中，压实工艺是施工时的关键环节，是沥青混合料压密成型的关键技术，是保证修补后道路结构稳定的最后一道工序。压实机械作为主要参与者，在道路养护施工中扮演者至关重要的角色。压实机械是利用机器自身重量、振动、冲击、振荡等方法,对被压实材料进行重复加载,使其内部结构重新排布,排除内部气隙和水分,使之达到形变相对稳定且具有一定承载能力的作业机械。

2、现有的沥青路面压实机械包括静力式、轮胎式压路机，在工作时依靠自重进行碾压，主要适用于大面积路面摊铺，耗费人力和时间过多，但是在遇到小的坑槽时，修补则极为不方便。

3、另外，目前修补沥青路面所需要的热沥青混合料要么由沥青拌合站直接通过带有保温仓的运输车运送到施工现场，要么将存储的冷沥青混合料二次加热再利用，要么在施工现场将骨料和热沥青通过专有设备进行现场拌合，供料成本较高，施工现场进行骨料和热沥青的拌合需要大量时间，严重影响沥青路面的修补速度。

技术实现思路

1、为了解决以上问题，本发明提供了一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置，所述压实装置包括安装架及其下方的压实辊部组装体，所述安装架的顶部能够与车架相连，所述安装架的底部下方水平设有长轨道，所述压实辊部组装体能够与长轨道滑动配合，所述压实辊部组装体与摆动部件相连，所述摆动部件能够驱动压实辊部组装体在长轨道上左右移动；所述压实辊部组装体的压辊前方设有前推板，所述前推板的两端通过调节机构与压实辊部组装体的压辊架相连，所述前推板用于将压辊前方多余的沥青混合料推开；通过车架的液压系统对压辊施加垂直载荷。

4、进一步的，所述安装架的顶部通过多个销轴与车架相连，所述安装架的底面下方设有两根前后并列的长轨道，所述长轨道的两端通过固定块与安装架相连；所述压辊架的顶部设有两个与长轨道配合的导向孔；所述摆动部件设置于两根长轨道之间、且设置于安装架的一端，所述摆动部件的活动端与压辊架相连。

5、进一步的，所述摆动部件包括液压套筒和摆动杆，所述液压套筒的端部通过铰轴与安装架相连；所述液压套筒内设有液压油，所述液压油由车架的液压系统控制；所述摆动杆的一端与液压套筒内的活塞相连，所述摆动杆的另一端与压辊架相连。

6、进一步的，所述压实辊部组装体包括压辊架及其下方的压辊，所述压辊架的前侧下方设有刮板，用于刮除压辊上的沥青混合料；所述刮板的上侧边固定于刮板长轴上，所述刮板长轴的两端与压辊架相连。

7、进一步的，所述前推板为矩形板，所述前推板的长度大于压辊的长度，所述前推板的下部设有一排梳齿。

8、进一步的，所述调节机构包括弯板、三角拉板、下连杆及中连杆，所述前推板固定于弯板的前端，所述弯板的后侧上端与三角拉板的前端转动相连、后侧下端与下连杆的前端转动相连，所述下连杆的后端及三角拉板的后下端均与压辊架的端盖转动相连，所述三角拉板的后上端与中连杆的前端转动相连，所述下连杆平行于三角拉板的底边；所述中连杆的后端与驱动杆的下端转动相连，所述驱动杆的中部与端盖转动相连，所述驱动杆的驱动端与调节液压缸的活塞杆末端转动相连，所述调节液压缸设置于压辊架的侧面。

9、进一步的，所述压辊为多个，且多个压辊串联设置，处于中间位置的压辊中部设有辊轴、两端设有与压辊架相连的方形座，所述方形座的外侧还设有带座外球面轴承，用于安装外侧压辊的辊轴。

10、进一步的，所述压辊在修复路面的压实过程中，以恒定的速度向前滚动，消耗的能量为转动惯量和压辊自身动能

11、其中，转动惯量为压辊转动产生的能量，j是转动惯量，w是角速度；压辊的动能为压辊的轮心前进的动能，m是压实辊轮质量，v代表速度；

12、压辊的受力分析如下：

13、f＝rx,p＝ry,rx×k＝an×ry (1)

14、式中，f为压辊推力，p为液压系统对压辊施加的垂直载荷，rx和ry为地面对压辊的反作用力，k为反作用合力点到压辊轮心的垂直距离，an为反作用合力点到压辊轮心的水平距离；由式(1)中的力学平衡关系得到：

15、

16、得出压辊在工作时的推力所需能量为压辊转动惯量和向前运动消耗的能量叠加。

17、进一步的，通过液压系统控制压辊所受的载荷p来控制压实功；在修复坑槽时，将沥青混合料填补在坑槽中，首先轻压多次，之后再调整压辊上载荷，进行终压；终压时压辊所受载荷大于初压时压辊所受载荷。

18、进一步的，所述前推板距离地面的高度由式(3)确定：

19、

20、式中，h为沥青混合料虚铺高度，h为前推板距离地面的高度。

21、进一步的，所述压辊的长度由式(4)确定：

22、q＝(mf+m0)/l (4)

23、式中，q为压辊接地线荷载，取300n/cm；mf为安装架负载，m0为压辊的质量，l为压辊的长度；

24、压辊的直径d由式(5)确定：

25、

26、本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

27、本发明是由车架内的液压系统提供并调节压实载荷，借助摆动部件推动压辊沿着长轨道左右自由移动，能够在车辆静止状态下完成坑槽的修补，节省了大量的时间和人力；压辊在压实过程中通过前侧的前推板将多余的沥青混合料推开，满足压实高压需求；利用压辊前侧的刮板对压辊上的沥青进行刮除。采用本发明能够顺利完成路面修补过程中的推、刮、压几个步骤，能够实现沥青路面的快速修补；同时通过液压系统来控制压辊的接地压力，实现轻压、重压效果，解决压实不均匀的问题，提高压实效果；为沥青路面的快速养护提供保障。

技术特征：

1.一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置，其特征在于：所述压实装置包括安装架及其下方的压实辊部组装体，所述安装架的顶部能够与车架相连，所述安装架的底部下方水平设有长轨道，所述压实辊部组装体能够与长轨道滑动配合，所述压实辊部组装体与摆动部件相连，所述摆动部件能够驱动压实辊部组装体在长轨道上左右移动；所述压实辊部组装体的压辊前方设有前推板，所述前推板的两端通过调节机构与压实辊部组装体的压辊架相连，所述前推板用于将压辊前方多余的沥青混合料推开；通过车架的液压系统对压辊施加垂直载荷。

2.根据权利要求1所述的一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置，其特征在于：所述安装架的顶部通过多个销轴与车架相连，所述安装架的底面下方设有两根前后并列的长轨道，所述长轨道的两端通过固定块与安装架相连；所述压辊架的顶部设有两个与长轨道配合的导向孔；所述摆动部件设置于两根长轨道之间、且设置于安装架的一端，所述摆动部件的活动端与压辊架相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置，其特征在于：所述摆动部件包括液压套筒和摆动杆，所述液压套筒的端部通过铰轴与安装架相连；所述液压套筒内设有液压油，所述液压油由车架的液压系统控制；所述摆动杆的一端与液压套筒内的活塞相连，所述摆动杆的另一端与压辊架相连。

4.根据权利要求1所述的一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置，其特征在于：所述压实辊部组装体包括压辊架及其下方的压辊，所述压辊架的前侧下方设有刮板，用于刮除压辊上的沥青混合料；所述刮板的上侧边固定于刮板长轴上，所述刮板长轴的两端与压辊架相连。

5.根据权利要求1所述的一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置，其特征在于：所述前推板为矩形板，所述前推板的长度大于压辊的长度，所述前推板的下部设有一排梳齿。

6.根据权利要求1所述的一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置，其特征在于：所述调节机构包括弯板、三角拉板、下连杆及中连杆，所述前推板固定于弯板的前端，所述弯板的后侧上端与三角拉板的前端转动相连、后侧下端与下连杆的前端转动相连，所述下连杆的后端及三角拉板的后下端均与压辊架的端盖转动相连，所述三角拉板的后上端与中连杆的前端转动相连，所述下连杆平行于三角拉板的底边；所述中连杆的后端与驱动杆的下端转动相连，所述驱动杆的中部与端盖转动相连，所述驱动杆的驱动端与调节液压缸的活塞杆末端转动相连，所述调节液压缸设置于压辊架的侧面。

7.根据权利要求1所述的一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置，其特征在于：所述压辊为多个，且多个压辊串联设置，处于中间位置的压辊中部设有辊轴、两端设有与压辊架相连的方形座，所述方形座的外侧还设有带座外球面轴承，用于安装外侧压辊的辊轴。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置，其特征在于：所述压辊在修复路面的压实过程中，以恒定的速度向前滚动，消耗的能量为转动惯量和压辊自身动能

9.根据权利要求8所述的一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置，其特征在于：通过液压系统控制压辊所受的载荷p来控制压实功；在修复坑槽时，将沥青混合料填补在坑槽中，首先轻压多次，之后再调整压辊上载荷，进行终压；终压时压辊所受载荷大于初压时压辊所受载荷。

10.根据权利要求9所述的一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置，其特征在于：所述压辊的长度由式(4)确定：

技术总结
本发明公开了一种用于沥青路面修复的车载自动压实装置，属于道路修建用机械技术领域，包括与车架相连的安装架及压实辊部组装体，压实辊部组装体通过摆动部件驱动其沿着安装架下方的长轨道左右移动；压实辊部组装体的压辊前方设有前推板，前推板两端通过调节机构与压实辊部组装体的压辊架相连，通过液压系统对压辊施加压力。安装架借助销轴与车架相连，方便装卸；摆动部件驱动压辊左右移动，实现在车辆静止状态下对坑槽修补；通过前侧的前推板将多余的沥青混合料推开，满足压实高压需求。采用本发明能够实现沥青路面的快速修补；通过液压系统来控制压辊的接地压力，实现轻压、重压的压实效果，为沥青路面的快速养护提供保障。

技术研发人员：李韶华,孙志棋,韩金诺,杨绍普,杨阳,宋月辉,密延超,李兵良,郭文武
受保护的技术使用者：石家庄铁道大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17