一種可保護粘結層的瀝青混合料攤鋪設備及應用方法

2023-09-23 14:59:15 2

專利名稱：一種可保護粘結層的瀝青混合料攤鋪設備及應用方法
技術領域：
本發明涉及一種施工設備及應用方法，具體來說，涉及一種可保護粘結層的浙青 混合料攤鋪設備及應用方法，該設備及應用方法可以應用於橋面、隧道或者路面上的粘接 層和浙青混合料的攤鋪。
背景技術：
公路浙青路面的下封層、粘結層，橋面鋪裝的防水粘結層是浙青路面結構中的重 要組成部分。它們對於保證浙青路面結構的整體性，使浙青路面各層之間協同受力，避免路 面結構在車輛荷載作用下因應力集中產生早期損害具有重要作用。此外，下封層和粘結層 亦能起到封閉結構層，避免表面水通過路面混合料空隙進入路面結構內部，造成水損壞的 嚴重後果。在目前的施工中，下封層和粘結層的撒布由專門的灑布車噴灑完成，然後再進行 上層浙青混合料攤鋪。由於分步施工，浙青混合料運輸車輪胎及攤鋪機履帶會將封層或粘 結層材料撕裂、粘離作業面，造成作業面封層或粘結層的破壞。即使對於封層或者粘結層未 被破壞的部分，運輸車輪胎攜帶的塵土也容易粘附於封層或粘結層上，造成作業面粘結層 的汙染。由於當前橋面鋪裝防水粘結層、隧道鋪裝粘結層及路面鋪裝粘結層多採用乳化浙 青、道路石油浙青或者改性浙青材料。它們對橋面、隧道路面找平層及路面基層具有一定的 滲透及粘附作用，但仍會在作業面上形成一層油膜。此油膜易於被重荷作用下的輪胎及履 帶撕裂、粘附，並隨著輪胎及履帶的滾動脫離作業面，造成粘結層的損壞，或者由於車輪上 的塵土、泥塊粘附於粘結層，造成粘結層的汙染。首先，損壞的或遭到汙染的粘結層無法起 到將上覆浙青混合料有效粘結於作業面的作用，降低了鋪面結構與下承結構或兩個浙青混 合料層之間的整體性，在車輛荷載的垂直壓力作用下，特別是高溫季節，浙青面層混合料由 於無底部粘結力的約束易於出現水平向流動，出現車轍病害，而在車輛荷載的水平作用下 浙青路面層混合料易於出現推移、擁包病害，降低路面的使用品質與使用壽命；其次，由於 粘結層被破壞，降低了路面結構的防水性能，路表水易於通過浙青混合料中的空隙進入路 面結構內部，在車輛荷載作用下進入路面結構內部的水成為動力水，衝刷路面基層，形成泥 漿後上唧形成唧漿病害，並繼而在車輛荷載重複作用下引發路面裂縫、龜裂、沉陷、坑槽等 病害；同時，被粘離的粘結層材料無法再利用，也造成了浪費。浙青路面粘結層的破壞是一直困擾道路工程界的技術難題，有人嘗試採用碎石隔 離保護粘結層，但效果甚微，特別是低溫季節，由於碎石的不穩定，外載作用下碎石甚至成 為破壞粘結層的主要原因。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備及 應用方法，實現粘結層材料噴灑和浙青混合料攤鋪工藝的無縫銜接，避免施工過程中施工 機械對粘結層的破壞和汙染，提高層間結合質量，縮短工期。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是—種可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備，包括浙青混合料受料鬥、動力系統、控 制臺、浙青混合料布料器、行走機構和浙青混合料輸送器，該動力系統分別與控制臺和行走 機構連接，行走機構上方設置有機架，浙青混合料布料器設置在機架下端，並位於行走機構 的後方，浙青混合料受料鬥設置在機架上方，浙青混合料輸送器的一端設置在浙青混合料 受料鬥的下方，另一端設置在浙青混合料布料器的埠旁，其特徵在於，還包括粘結層材料 儲存罐、熨平裝置、粘結層材料噴灑機構、粘結層材料泵送機構、加熱器；該粘結層材料儲存 罐、粘結層材料泵送機構、加熱器位於機架上方；該粘結層材料儲存罐的頂面設置有粘結層 材料進口，內部設置有導熱油管道；該導熱油管道與加熱器連接 ，粘結層材料儲存罐與粘結 層材料泵送機構連接，粘結層材料泵送機構同時與粘結層材料噴灑機構連接，該粘結層材 料噴灑機構位於機架下方，並且位於浙青混合料布料器的前方；熨平裝置設置在機架後端， 並且位於浙青混合料布料器的後方。所述的導熱油管道為上下兩層布置，每層導熱油管道由兩個相互對稱布置的呈波 浪形的分管道組成，並且上下兩個相對的分管道的一組相對應的埠由一根豎管相連，另 一組相對應的埠與加熱器中的管道相連，形成兩個完整的獨立循環迴路。一種可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備的應用方法，其特徵在於，在使用該浙 青混合料攤鋪設備前運送浙青混合料攤鋪設備至施工現場，調整粘結層材料噴灑機構的 噴頭，使其對準實際作業面起點；根據規範及設計要求，確定攤鋪設備的行走速度及粘結 層材料泵送機構的工作功率；根據規範及設計要求，選擇滿足工程需要的粘結層材料，並向 粘結層材料儲存罐中輸入所選的粘結層材料，啟動加熱器，對導熱油管道中的油進行加熱， 直至粘結層材料至可噴灑溫度；對攤鋪設備的熨平裝置進行預加熱；通過運輸車將浙青混 合料卸入浙青混合料受料鬥；開啟浙青混合料輸送器，將浙青混合料輸送至浙青混合料布 料器埠旁；在使用該浙青混合料攤鋪設備的過程中在行走機構按照預定速度行走過程 中，啟動粘結層材料泵送機構，打開粘結層材料噴灑機構，將粘結層材料噴灑於工作面；同 時，開啟浙青混合料布料器和熨平裝置，浙青混合料布料器將浙青混合料均勻分布至作業 面，進行攤鋪，熨平裝置對攤鋪的浙青混合料進行夯實。與現有技術相比，採用本發明的技術方案對浙青混合料進行攤鋪，由於粘結層材 料噴灑機構設置在行走機構後方，這樣，行走機構在前行的過程中，粘結層材料噴灑機構在 其後方噴灑粘結層材料，行走機構就不會碾壓噴灑在作業面上的粘結層，從而保證了橋面 鋪裝防水粘結層、隧道鋪裝粘結層、浙青路面粘結層的完整性，減少了層間汙染。同時，浙 青混合料布料器和熨平裝置依次設置在粘結層材料噴灑機構後方，並且三者位於同一設備 上。這樣，通過攤鋪設備和自動式粘結層噴灑設備的有機結合，實現了粘結層材料噴灑和浙 青混合料攤鋪工藝的無縫銜接，避免了運料卡車、攤鋪機行駛過程對粘結層的破壞，避免了 施工過程中施工機械對粘結層的汙染，提高了浙青路面層間結合質量，縮短了工期。同時， 有效提升路面結構的整體性，改善路面結構的受力狀況，延長路面結構的壽命。


圖1是本發明的側視圖。圖2是圖1中A向剖視圖，即本發明中粘結層材料儲存罐俯剖視圖。
圖3是本發明中的導熱油管道優選布置方式的油體流向示意圖，其中「X」表示向 內流動，「 」表示向外流動。圖中，1、浙青混合料受料鬥，2、動力系統，3、導熱油管道，4、粘結 層材料儲存罐，5、 粘結層材料進口，6、控制臺，7、熨平裝置，8、浙青混合料布料器，9、粘結層材料噴灑機構， 10、粘結層材料泵送機構，11、行走機構，12、加熱器，13、浙青混合料輸送器，14、分道管，15、 不鏽鋼外板，16、粘結層材料出口。
具體實施例方式如圖1所示，本發明的一種可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備，包括浙青混合 料受料鬥1、動力系統2、粘結層材料儲存罐4、控制臺6、熨平裝置7、浙青混合料布料器8、 粘結層材料噴灑機構9、粘結層材料泵送機構10、行走機構11、加熱器12和浙青混合料輸 送器13。浙青混合料輸送器13採用鏈板式輸送器為佳。浙青混合料布料器8為螺旋布料 器為佳。粘結層材料噴灑機構9以可伸縮式噴灑機構為佳。該粘結層材料噴灑機構9與控 制臺6連接，其噴嘴可以單獨被打開或關閉，能實現任意組合，並且，其噴灑杆的離地高度 和橫向位置可被調整。這樣可以根據路面具體情況決定粘結層材料噴灑機構9噴灑面的大 小，從而靈活使用粘結層材料噴灑機構9。粘結層材料儲存罐4最高升溫可達250°C，升溫 速率15 25°C /h，降溫小於2°C /h。該粘結層材料儲存罐4內側和外側為不鏽鋼外板15， 在不鏽鋼外板15中間設置有保溫層。該保溫層以由巖棉層和聚胺脂發泡層組成為佳。動 力系統2分別與控制臺6和行走機構11連接。行走機構11上方設置有機架，浙青混合料 布料器8設置在機架下端，並位於行走機構11的後方，浙青混合料受料鬥1設置在機架上 方，浙青混合料輸送器13的一端設置在浙青混合料受料鬥1的下方，另一端設置在浙青混 合料布料器8的埠旁。粘結層材料儲存罐4、粘結層材料泵送機構10、加熱器12位於機 架上方。粘結層材料儲存罐4的頂面設置有粘結層材料進口 5，內部設置有導熱油管道3。 導熱油管道3與加熱器12連接。粘結層材料儲存罐4與粘結層材料泵送機構10連接，粘 結層材料泵送機構10同時與粘結層材料噴灑機構9連接。粘結層材料噴灑機構9位於機 架下方，並且位於浙青混合料布料器8的前方。熨平裝置7設置在機架後端，並且位於浙青 混合料布料器8的後方。這樣在行走機構11後方依次設置有粘結層材料噴灑機構9、浙青 混合料布料器8和熨平裝置7。導熱油管道3的布置方式有多種，但以上下布置兩層為佳。如圖2和圖3所示，每 層導熱油管道3由兩個相互對稱布置的呈波浪形的分管道14組成，並且上下兩個相對的分 管道14的一組相對應的埠由一根豎管相連，另一組相對應的埠與加熱器12中的管道 相連。這樣，導熱油管道3和加熱器12形成兩個完整的獨立循環迴路。這種結構的導熱油 管道3由上下兩層四個分道管14組成，可以充分將粘結層材料儲存罐4中的粘結層材料加 熱。使用該浙青混合料攤鋪設備後，粘結層材料儲存罐4中可能還有剩餘的粘結層材 料。因此，在粘結層材料儲存罐4的側面設置有粘結層材料出口 16。粘結層材料出口 16以 設置在粘結層材料儲存罐4底面為佳。這樣，在使用該浙青混合料攤鋪設備後，打開粘結層 材料出口 16，即可充分保證多餘的粘結層材料從粘結層材料出口 16中流出，避免多餘的粘 結層材料凝固在粘結層材料儲存罐4中。
前述的可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備的應用方法包括在使用該浙青混合料攤鋪設備前運送浙青混合料攤鋪設備至施工現場，調整粘結層材料噴灑機構9的噴頭，使其 對準實際作業面起點。可根據路面具體情況，調整粘結層材料噴灑機構9噴頭的開啟數 量及其噴灑杆的離地高度和橫向位置，只要能夠保證實際作業面能夠噴灑上粘結層材料即 可。根據規範及設計要求，確定攤鋪設備的行走速度及粘結層材料泵送機構10的工作功 率。根據規範及設計要求，選擇滿足工程需要的粘結層材料，並向粘結層材料儲存罐4中輸 入所選的粘結層材料，啟動加熱器12，對導熱油管道3中的油進行加熱，直至粘結層材料至 可噴灑溫度。其中，粘結層材料優先選用可迅速破乳的乳化浙青，熱噴道路石油浙青、苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯(以下簡稱「SBS」)改性浙青或者橡膠浙青中合適的材料。對攤鋪設 備的熨平裝置7進行預加熱。通過運輸車將浙青混合料卸入浙青混合料受料鬥1，並開啟浙 青混合料輸送器13，將浙青混合料輸送至浙青混合料布料器8 中。在使用該浙青混合料攤鋪設備的過程中在行走機構11按照預定速度行走過程中，啟動粘結層材料泵送機構10，打開粘結 層材料噴灑機構9，將粘結層材料噴灑於工作面；同時，開啟浙青混合料布料器8和熨平裝 置7，浙青混合料布料器8將浙青混合料均勻分布至作業面，進行攤鋪，熨平裝置7對攤鋪的 浙青混合料進行夯實。為保證該浙青混合料攤鋪設備在以後工作中的正常使用，在浙青混合料攤鋪工作 完成後，清除粘結層材料儲存罐4中的剩餘粘結層材料，清除浙青混合料受料鬥1中的剩餘 浙青混合料。為保證整個路面的平整，在使用該浙青混合料攤鋪設備的過程中還需要清除作業 面起始點多餘的浙青混合料。當然，在使用上述的可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備前，應該保證施工現場 符合作業要求，例如作業面無汙染物、塵土和積水，現場氣溫不得低於10°c。採用上述裝置對浙青混合料進行攤鋪，由於粘結層材料噴灑機構9設置在行走機 構11後方，這樣，行走機構11在前行的過程中，粘結層材料噴灑機構9在其後方噴灑粘結 層材料，行走機構11就不會碾壓噴灑在作業面上的粘結層，從而保證了橋面鋪裝防水粘結 層、隧道鋪裝粘結層、浙青路面鋪裝粘結層的完整性，減少了層間汙染。同時，浙青混合料布 料器8和熨平裝置7依次設置在粘結層材料噴灑機構9後方，並且三者位於同一設備上。這 樣，通過攤鋪設備和粘結層噴灑設備的有機結合，實現粘結層材料噴灑和浙青混合料攤鋪 工藝的無縫銜接，避免了施工過程中施工機械對粘結層的破壞和汙染，提高了層間結合質 量，縮短了工期。
權利要求
一種可保護粘結層的瀝青混合料攤鋪設備，包括瀝青混合料受料鬥(1)、動力系統(2)、控制臺(6)、瀝青混合料布料器(8)、行走機構(11)和瀝青混合料輸送器(13)，該動力系統(2)分別與控制臺(6)和行走機構(11)連接，行走機構(11)上方設置有機架，瀝青混合料布料器(8)設置在機架下端，並位於行走機構(11)的後方，瀝青混合料受料鬥(1)設置在機架上方，瀝青混合料輸送器(13)的一端設置在瀝青混合料受料鬥(1)的下方，另一端設置在瀝青混合料布料器(8)的埠旁，其特徵在於，還包括粘結層材料儲存罐(4)、熨平裝置(7)、粘結層材料噴灑機構(9)、粘結層材料泵送機構(10)、加熱器(12)；該粘結層材料儲存罐(4)、粘結層材料泵送機構(10)、加熱器(12)位於機架上方；該粘結層材料儲存罐(4)的頂面設置有粘結層材料進口(5)，內部設置有導熱油管道(3)；該導熱油管道(3)與加熱器(12)連接，粘結層材料儲存罐(4)與粘結層材料泵送機構(10)連接，粘結層材料泵送機構(10)同時與粘結層材料噴灑機構(9)連接，該粘結層材料噴灑機構(9)位於機架下方，並且位於瀝青混合料布料器(8)的前方；熨平裝置(7)設置在機架後端，並且位於瀝青混合料布料器(8)的後方。
2.按照權利要求1所述的可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備，其特徵在於，所述的 導熱油管道(3)為上下兩層布置，每層導熱油管道(3)由兩個相互對稱布置的呈波浪形的 分管道(14)組成，並且上下兩個相對的分管道(14)的一組相對應的埠由一根豎管相連， 另一組相對應的埠與加熱器(12)中的管道相連，形成兩個完整的獨立循環迴路。
3.根據權利要求1或2所述的可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備，其特徵在於，所述 的粘結層材料儲存罐(4)包括不鏽鋼外板(15)，該不鏽鋼外板(15)中間設置有保溫層。
4.根據權利要求3所述的可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備，其特徵在於，所述的 粘結層材料儲存罐(4)最高升溫可到250°C，升溫速率15 25°C /h，降溫小於2V /h。
5.根據權利要求4所述的可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備，其特徵在於，所述的 保溫層由巖棉層和聚胺脂發泡層組成。
6.按照權利要求5所述的可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備，其特徵在於，所述的 粘結層材料儲存罐(4)還包括粘結層材料出口(16)，該粘結層材料出口(16)位於粘結層材 料儲存罐(4)的底面。
7.按照權利要求6所述的可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備，其特徵在於，所述的 浙青混合料輸送器(13)採用鏈板式輸送器，浙青混合料布料器(8)為螺旋布料器；粘結層 材料噴灑機構(9)為可伸縮式噴灑機構，該粘結層材料噴灑機構(9)與控制臺(6)連接，其 噴嘴可以單獨被打開或關閉，並能實現任意組合，其噴灑杆的離地高度和橫向位置可被調整。
8.按照權利要求7所述的可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備，其特徵在於，所述的 粘結層材料包括可迅速破乳的乳化浙青，熱噴道路石油浙青、SBS改性浙青或者橡膠浙青。
9.一種權利要求1所述的可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備的應用方法，其特徵在於，在使用該浙青混合料攤鋪設備前運送浙青混合料攤鋪設備至施工現場，調整粘結層 材料噴灑機構(9)的噴頭，使其對準實際作業面起點；根據規範及設計要求，確定攤鋪設備 的行走速度及粘結層材料泵送機構(10)的工作功率；根據規範及設計要求，選擇滿足工 程需要的粘結層材料，並向粘結層材料儲存罐(4)中輸入所選的粘結層材料，啟動加熱器(12)，對導熱油管道(3)中的油進行加熱，直至粘結層材料至可噴灑溫度；對攤鋪設備的熨 平裝置(7)進行預加熱；通過運輸車將浙青混合料卸入浙青混合料受料鬥(1)；開啟浙青混 合料輸送器(13)，將浙青混合料輸送至浙青混合料布料器(8)埠旁；在使用該浙青混合料攤鋪設備的過程中在行走機構(11)按照預定速度行走過程中， 啟動粘結層材料泵送機構(10)，打開粘結層材料噴灑機構(9)，將粘結層材料噴灑於工作 面；同時，開啟浙青混合料布料器(8)和熨平裝置(7)，浙青混合料布料器(8)將浙青混合 料均勻分布至作業面，進行攤鋪，熨平裝置(7)對攤鋪的浙青混合料進行夯實。
10.按照權利要求9所述的可保護粘結層的浙青混合料攤鋪設備的應用方法，其特徵 在於，在使用該浙青混合料攤鋪設備後，清除粘結層材料儲存罐(4)中的剩餘粘結層材料， 清除浙青混合料受料鬥(1)中的剩餘浙青混合料。
全文摘要
本發明涉及一種可保護粘結層的瀝青混合料攤鋪設備，包括瀝青混合料受料鬥、動力系統、控制臺、瀝青混合料布料器、行走機構和瀝青混合料輸送器，還包括粘結層材料儲存罐、熨平裝置、粘結層材料噴灑機構、粘結層材料泵送機構、加熱器；該導熱油管道與加熱器連接，粘結層材料儲存罐與粘結層材料泵送機構連接，粘結層材料泵送機構同時與粘結層材料噴灑機構連接，該粘結層材料噴灑機構位於機架下方，並且位於瀝青混合料布料器的前方；熨平裝置設置在機架後端，並且位於瀝青混合料布料器的後方。通過攤鋪設備和自動式粘結層噴灑設備的結合，實現了粘結層材料噴灑和瀝青混合料攤鋪工藝的無縫銜接，避免了施工過程中對粘結層的破壞和汙染，縮短了工期。
文檔編號E01C19/18GK101831861SQ201010180498
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月24日 優先權日2010年5月24日
發明者於新, 孫文浩, 李英濤 申請人:河海大學