CN110965433A - 运料自卸汽车及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运料自卸汽车及其施工方法。该运料自卸汽车包括：车底盘、车厢、液压举升机构，还包括：第一伸缩装置，用于控制车厢后挡板底部的开启和关闭，并调节其开度；螺旋布料器，包括转动轴、螺旋叶片、轴承、以及驱动部，通过驱动部驱动螺旋布料器将车厢内物料均匀地撒布在施工场地；第二伸缩装置，一端与轴承固定连接，另一端成角度固定连接在挡板内侧，从而将螺旋布料器安装在挡板内侧的底部，且可调整螺旋布料器位置。本发明将自卸与摊铺相结合，可保证卸料的均匀性，提高卸料后形成的土层的平整度，卸料后可直接进行碾压，减少了摊铺机械和人工的使用，加快施工进度。

Description

运料自卸汽车及其施工方法

技术领域

本发明涉及运输设备技术领域，特别是涉及一种运料自卸汽车及其施工方法。

背景技术

现代高速公路和铁路的路基、路面的施工都离不开自卸汽车来运输各种材料。路基或路面施工过程中，先采用自卸汽车将土料或各种混合料运到施工现场成堆卸料，再用推土机、平地机、甚至摊铺机对土料或混合料进行摊铺找平，然后采用碾压机进行分层压实。

一般情况下，对路基的填土或垫压，其底基层施工是不需用精准的摊铺机分层摊铺找平，只需按照事先打好方格位置进行卸料即可，再用推土机或平地机摊铺平整后分层压实。

但是，无论上述哪种情况，在施工场地(路基或路面)均需要对土料或混合料进行摊铺整平操作，而该操作势必就会用到推土机和平地机等大量的机械设备和人工，这样无形中就会增加施工成本，造成施工资源的浪费，而且也影响了施工进度。鉴于此，应当对现有技术进行改进。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种运料自卸汽车及其施工方法，该运料自卸汽车可以将自卸与摊铺相结合，保证了卸料的均匀性，提高了卸后土层的平整度，方便直接进行碾压，减少了摊铺机械和人工的使用，加快了施工进度。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一个方面，本发明提供的一种运料自卸汽车，包括车底盘、装物料的车厢、以及用于辅助车厢完成倾卸的液压举升机构，所述运料自卸汽车还包括：第一伸缩装置，用于控制车厢后挡板底部的开启和关闭，并调节其开度，所述第一伸缩装置的一端与车底盘固定连接，另一端与车厢倾卸挡板连接；螺旋布料器，包括转动轴、安装在转动轴上的螺旋叶片、安装在转动轴两端处的轴承、以及与转动轴连接的驱动部，通过驱动部驱动转动轴及螺旋叶片旋转，将车厢内物料撒布在施工场地；第二伸缩装置，一端与螺旋布料器的轴承固定连接，另一端与车厢后挡板的内侧固定连接，从而将螺旋布料器安装在车厢后挡板内侧的底部，用于将所述螺旋布料器调整至车厢后挡板底部的开启处。

优选地，所述第一伸缩装置为液压伸缩油缸，所述第二伸缩装置为液压伸缩油缸；与所述第一伸缩装置和第二伸缩装置连接的液压控制***均安装在驾驶室内。

优选地，所述第一伸缩装置的一端与车底盘的后端固定连接，且所述第一伸缩装置所在平面与车底盘所在平面成一夹角，另一端与车厢后挡板的底部铰接；所述第二伸缩装置所在平面与车厢后挡板成一夹角，所述夹角与所述螺旋布料器的直径大小成正比；所述后挡板开启的最大开度等于所述螺旋布料器直径的三分之二。

优选地，所述驱动部为调速电机，用于驱动螺旋布料器旋转，并调节螺旋布料器的转速。

优选地，所述运料自卸汽车还包括：可拆卸地安装在车底盘末端的下车斜板，物料经螺旋布料器布料后通过所述下车斜板落在施工场地。

根据本发明的另一个方面，提供上述运料自卸汽车的施工方法，包括以下步骤：运料自卸汽车将物料运输至施工场地；液压举升机构将车厢前端升起；通过第一伸缩装置开启车厢后挡板；通过第二伸缩装置将螺旋布料器就位至车厢后挡板底部的开启处，启动驱动部，物料在车厢内发生滑移后在螺旋布料器的作用下均匀撒布落下，同时运料自卸汽车匀速向前行进，完成物料的卸料和摊铺；然后直接进行碾压作业。

优选地，所述施工方法还包括：对土层进行填筑试验段施工，确定施工参数，其中，填筑试验段的长度为100m～250m，所述施工参数包括铺筑厚度、碾压遍数和密实度。

优选地，所述施工方法还包括：根据摊铺物料的铺筑厚度，确定车厢后挡板的开启开度，运料自卸汽车的行走速度，以及螺旋布料器的转速。

优选地，所述施工方法还包括：根据施工场地的宽度和运料自卸汽车的宽度，采用两台或多台运料自卸汽车呈梯队作业。

优选地，其中，前后两台运料自卸汽车之间的纵向距离为8m～12m。

与现有技术中自卸汽车相比，本发明具有以下有益效果：本发明运料自卸汽车通过螺旋布料器的设置将自卸与摊铺相结合，可保证物料均匀地撒布在施工场地(路基或路面)上，可提高卸料后土层的平整度，从而方便直接进行碾压，避免了推土机、平地机、甚至摊铺机的使用，减少了机械和人工上的资源浪费，加快了施工进度，提高工程利润，且做到节能减排，有利于环保。另外，通过伸缩装置可以准确地控制出料口处挡板的开度和螺旋布料器的位置，可提高卸料口长度方向上的卸料均匀性，从而进一步提高卸料后土层的平整度。通过螺旋布料器中的螺旋叶片可以保证撒落后的物料粒径的均匀性，从而进一步提高土层的平整度。

附图说明

图1是现有技术中自卸汽车的卸料示意图；

图2是本发明实施例中运料自卸汽车的卸料摊铺示意图；

图3是本发明实施例中螺旋布料器与后挡板的安装结构示意图；

图4是本发明实施例中运料自卸汽车采用梯队作业进行卸料摊铺示意图；

图5是本发明实施例中运料自卸汽车进行施工的流程示意图。

图1-图5中，110车底盘，120车厢，130液压举升机构，140土堆，121后挡板，150土层；200第一伸缩装置；300第二伸缩装置；400螺旋布料器，410转动轴，420螺旋叶片，430轴承，440驱动部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行变形。因此，附图和技术方案的描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

图1示意性地示出了现有技术中自卸汽车卸料的工作示意图。自卸汽车定义为车厢配有自动倾斜装置的汽车，其发动机、底盘及驾驶室的构造和一般载重汽车相同，车厢可以后向倾翻，也可以侧向倾翻，一般是以后向倾翻较为普遍。如图1所示，以向后倾翻为例，现有技术中的自卸汽车包括：车底盘110、装物料的车厢120、以及用于辅助车厢120完成后向倾卸的液压举升机构(未示出，通常采用举升油缸)，通过操纵驾驶室内的液压***来控制液压举升机构的活塞杆运动，活塞杆推动车厢120向后倾翻，卸料后，形成土堆140，堆放在路基上，然后需要用推土机将土推140平整，接着再用平地机将其整平后，最后才能使用压路机进行分层碾压。由此可见，现有技术中，施工过程中需要大量机械设备(如推土机、平地机，甚至有些时候会使用到摊铺机等)和人员的使用，造成了资源、成本等一定程度的浪费，且施工进度缓慢。

下面以倾卸方式为后向倾卸的运料自卸汽车为例对本发明实施方案进行详细说明，侧向倾卸式的运料自卸汽车与后向倾卸式类似，不做赘述。

图2示意性地示出了本发明实施例中的运料自卸汽车的卸料摊铺示意图。

图3示意性地示出了本发明实施例中的运料自卸汽车中螺旋布料器与后挡板的安装结构。如图2-3所示，提供一种运料自卸汽车，该运料自卸汽车是在现有技术中的自卸汽车车厢后挡板121的内侧的下部安装一个螺旋布料器400，通过该螺旋布料器400对车厢内的物料进行卸料摊铺作业，其物料(土料、或其他混合料等)可以均匀撒布在施工场地(如路基、路面、场坪内)，形成土层150，其摊铺的平整度较好，而且还避免了推土机、平地机甚至摊铺机的使用，节省了设备和人工资源。具体地，所述运料自卸汽车除了现有技术中的自卸汽车的结构外，还包括：用于均匀布料的螺旋布料器400、用于固定并调节所述螺旋布料器400的位置的第二伸缩装置300，以及用于控制车厢后挡板121底部(出料口)的开启和关闭并调节其开度的第一伸缩装置200，其中，后挡板开启的最大开度等于螺旋布料器直径的三分之二。需要说明的是，附图中后挡板121的开度和螺旋布料器400的大小只是示意性的。

如图3所示，所述螺旋布料器400包括转动轴410、固定安装在转动轴410上的螺旋叶片420、安装在转动轴410两端处的轴承430、以及与转动轴410连接的驱动部440。其中，转动轴410的长度略小于后挡板121的长度，螺旋叶片420可以是一个方向布置，也可以朝向相对方向布置，驱动部440可以是调速电机，调速电机调节好转动轴410的转速，驱动转动轴410，转动轴410带动螺旋叶片420旋转，随着转动轴410的径向转动、螺旋叶片420的旋转及充分翻抛实现均匀布料，即将车厢内物料均匀地撒布在施工场地，从而实现布料、翻抛、摊铺一体化自动化作业。该实施例中驱动部440中可以驱动并调节转动轴410的转速，且转速的大小也是通过驾驶室的控制开关来实现的，转动轴410转速可调节设置可以提高卸后物料的均匀性，从而进一步提高了卸料摊铺的平整度。优选地，所述螺旋布料器400为滚筒状，以便均匀地卸料。

如图3所示，该实施例中，在车厢后挡板121内侧的两端处各固定设置一个第二伸缩装置300，两个第二伸缩装置300的另一端则分别与螺旋布料器400两端的轴承430固定连接，用于固定并调节螺旋布料器400的位置。其中，所述第二伸缩装置300为液压伸缩油缸，液压伸缩油缸上端(例如缸筒端)固定连接在后挡板121上，且使得第二伸缩装置300所在平面与车厢后挡板121之间成一夹角，夹角的大小与螺旋布料器400的直径大小成正比；液压伸缩油缸下端(例如活塞杆端)与螺旋布料器400的轴承430固定连接，卸料时，开启第二伸缩装置300，第二伸缩装置300通过伸长液压伸缩油缸的活塞杆将螺旋布料器400推至后挡板121下部的出料口位置处即可。其中，第二伸缩装置300与后挡板121之间的夹角，可以通过以下步骤计算确定得到：设第二伸缩装置300的上固定中心点到螺旋布料器400中心轴的连线为L，L到车厢后挡板的投影距离为h，布料器的中心轴到车厢后挡板的距离为H，h、H为直角边，L为斜边，三者构成直角三角形，设螺旋布料器的直径为D，则H<(2/3)D，从而可以得出该夹角开启的最大角度。

如图2-3所示，所述第一伸缩装置200，位于车厢后挡板121下方，用于开启或关闭车厢后挡板121的底部，并调节其开度。所述第一伸缩装置200可以为液压伸缩油缸，其一端(例如缸筒端)与车底盘110固定连接，且所述第一伸缩装置200所在平面与车底盘110之间成一夹角，该夹角的大小根据后挡板121开启的开度确定，另一端(例如活塞杆端)与车厢后挡板121的底部铰接，优选地，采用两个液压伸缩油缸分别安装在车厢后挡板121的两端处，以保证前后开度的一致性，进一步保证均匀卸料摊铺作业。

需要说明的是，该实施例中第一伸缩装置200和第二伸缩装置300均采用液压伸缩油缸技术，用于控制液压伸缩油缸的液压控制***均安装在驾驶室内以便于操作，液压伸缩油缸的具体结构不做限制，可以根据需要进行选择，例如第一伸缩装置200和第二伸缩装置300，可以根据需要，从法兰式、支座式、耳轴式、耳环式等连接方式中选择，只要实现其功能即可。

在一个可选地实施例中，所述运料自卸汽车还可以包括下车斜板(未示出)，所述下车斜板可拆卸地安装在车底盘110末端，物料经螺旋布料器400布料后通过所述下车斜板落在施工场地，从而避免了撒落过程中发生倾斜，影响卸料的均匀性，影响土层150的平整度。其中所述下车斜板可以是折线型板，可以包括用于与车底盘110末端重叠并可拆卸连接的横板，以及支撑物料下料的斜板。横板与车底盘110末端之间可以通过螺栓连接等可拆卸连接方式进行连接。另外，物料经螺旋布料器400布料后应位于斜板正上方，而不是横板的正上方，以便顺利撒布在施工场地上。

图5示意性地示出了本发明实施例中运料自卸汽车的施工步骤。如图5所示，施工方法包括：

步骤S10、在正式运土料摊铺之前必须对土层150进行土层填筑试验段，确定最佳施工参数，再进行大面积卸料摊铺作业。其中，最佳施工参数不做具体限定，根据实际情况决定。填筑试验段的长度可以为100m～250m，更优选地为200m，整幅路基宽。所述施工参数包括机械设备组合方式，铺筑厚度、物料粒径、碾压遍数和密实度、以及检验方法等。填筑试验段的卸料摊铺方法与本发明步骤S30～S50类似，不做赘述，其他步骤均为现有技术。

步骤S20、根据摊铺物料的厚度(铺筑厚度)，确定车厢后挡板121的开启开度，运料自卸汽车的行走速度，以及螺旋布料器400的转速。以上数据的确定是因为摊铺物料的厚度与车厢后挡板121开启的开度大小和汽车行走的速度有关，同时也与螺旋布料器400的转速有关。对于同一种摊铺材料的摊铺厚度与车厢后挡板121的开启度大小成正比，与运料自卸汽车的速度成反比，与螺旋布料器400的转速成正比。具体地，摊铺不同的材料，铺筑厚度，运料自卸汽车的速度，螺旋布料器400的转速，后挡板121的开启度都不一样，要通过试验段来确定。在一个优选实施例中，摊铺粘土铺筑路基，汽车前进速度可以为1m/min(但如果是砂土铺筑，一般汽车前进速度可为3m/min)，螺旋布料器400的直径可以为50cm，车厢后挡板121的开启尺寸可以为30cm，虚铺厚度可以为40厘米，螺旋布料器400的转速可以为300转/分钟。

步骤S30、采用运料自卸汽车将物料运输至施工场地的停车位置处。(另外，在该步骤之前也可以事先绘制方格及停车位置，以便于准确停放)

步骤S40、车厢前端在液压举升机构130的作用下(缓慢)抬起，物料向后滑移；通过第一伸缩装置200将车厢后挡板121微微开启；通过第二伸缩装置300将螺旋布料器400就位至车厢后挡板121底部的开启处，启动驱动部440，螺旋布料器400开始转动，物料向车厢后部滑移后在螺旋布料器400的作用下均匀撒布落下，同时运料自卸汽车匀速缓慢向前滑行，完成物料的卸料和摊铺。

步骤S50、然后直接进行碾压作业。其中，碾压时，可以采用压路机初压(静压1～2遍)，后用振动压路机进行复压(振动压实5～6遍)，直到碾压密实为止，然后进行下一层土的运输摊铺碾压作业。密实的程度也可以通过土层填筑试验段来确定，一般不低于90％。

图4示意性地示出了多车辆大宽度的作业面时运料自卸汽车采用梯队作业进行卸料摊铺的示意图。如图4所示，在一个可选实施例中，可以根据施工场地的宽度和运料自卸汽车的宽度，采用两台或多台运料自卸汽车呈梯队作业，以提高工作效率。其中，前后两台运料自卸汽车之间的纵向距离为8m～12m，更优选地，保持10m的纵向距离卸料摊铺土料，然后直接采用压路机碾压密实，从而节约了推土机和平地机的机械台班作业，大大降低了施工成本，加快了施工进度。

实施例

对某施工场地进行卸料摊铺作业，其中，物料为砂土材质，具体包括以下步骤：在正式运土料摊铺之前进行土层运输填筑试验段，该试验段长200m，整幅路基宽，自卸汽车运土到施工现场后，填筑土层压实后30cm，虚摊厚度约40cm厚(虚摊系数1.33)。调整第一伸缩装置200即液压伸缩油缸，打开车厢后挡板121，将开启距离调到30cm，调整螺旋布料器400的液压伸缩油缸即第二伸缩装置300，使螺旋布料器400就位到后挡板121的开启处，其中，螺旋布料器400直径50cm；启动调速电机，并将转动轴的转速调整为300r/min，土料在螺旋布料器400的作用下均匀撒布在路基上，形成厚约40cm的土层150，同时运料自卸汽车缓慢匀速地前进(速度调整到约3m/min)；路基整幅填土后，用压路机初压(静压1～2遍)，由低到高，由外向内碾压，采用振动压路机进行复压，振动压实5～6遍，直到碾压至设计要求的密实度，且试验合格，然后进行下一层土的运输摊铺碾压作业。

Claims (10)

1.一种运料自卸汽车，包括车底盘、装物料的车厢、以及用于辅助车厢完成倾卸的液压举升机构，其特征在于，还包括：

第一伸缩装置，用于控制车厢后挡板底部的开启和关闭，并调节其开度，所述第一伸缩装置的一端与车底盘固定连接，另一端与车厢倾卸挡板连接；

螺旋布料器，包括转动轴、安装在转动轴上的螺旋叶片、安装在转动轴两端处的轴承、以及与转动轴连接的驱动部，通过驱动部驱动转动轴及螺旋叶片旋转，将车厢内物料撒布在施工场地；

第二伸缩装置，一端与螺旋布料器的轴承固定连接，另一端与车厢后挡板的内侧固定连接，从而将螺旋布料器安装在车厢后挡板内侧的底部，用于将所述螺旋布料器调整至车厢后挡板底部的开启处。

2.根据权利要求1所述的运料自卸汽车，其特征在于，所述第一伸缩装置为液压伸缩油缸，所述第二伸缩装置为液压伸缩油缸；与所述第一伸缩装置和第二伸缩装置连接的液压控制***均安装在驾驶室内。

3.根据权利要求1所述的运料自卸汽车，其特征在于，

所述第一伸缩装置的一端与车底盘的后端固定连接，且所述第一伸缩装置所在平面与车底盘所在平面成一夹角，另一端与车厢后挡板的底部铰接；

所述第二伸缩装置所在平面与车厢后挡板成一夹角，所述夹角与所述螺旋布料器的直径大小成正比；

所述后挡板开启的开度不超过所述螺旋布料器直径的三分之二。

4.根据权利要求1所述的运料自卸汽车，其特征在于，所述驱动部为调速电机，用于驱动螺旋布料器旋转，并调节螺旋布料器的转速。

5.根据权利要求1所述的运料自卸汽车，其特征在于，所述运料自卸汽车还包括：可拆卸地安装在车底盘末端的下车斜板，物料经螺旋布料器布料后通过所述下车斜板落在施工场地。

6.根据权利要求1-5任一项所述的运料自卸汽车的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

运料自卸汽车将物料运输至施工场地；

液压举升机构将车厢前端升起；

通过第一伸缩装置开启车厢后挡板；

通过第二伸缩装置将螺旋布料器就位至车厢后挡板底部的开启处，启动驱动部，物料在车厢内发生滑移后在螺旋布料器的作用下均匀撒布落下，同时运料自卸汽车匀速向前行进，完成物料的卸料和摊铺；

然后直接进行碾压作业。

7.根据权利要求6所述的运料自卸汽车的施工方法，其特征在于，所述施工方法还包括：对土层进行填筑试验段施工，确定施工参数，其中，填筑试验段的长度为100m～250m，施工参数包括铺筑厚度、碾压遍数和密实度。

8.根据权利要求7所述的运料自卸汽车的施工方法，其特征在于，所述施工方法还包括：根据摊铺物料的铺筑厚度，确定车厢后挡板的开启开度，运料自卸汽车的行走速度，以及螺旋布料器的转速。

9.根据权利要求8所述的运料自卸汽车的施工方法，其特征在于，所述施工方法还包括：根据施工场地的宽度和运料自卸汽车的宽度，采用两台或多台运料自卸汽车呈梯队作业。

10.根据权利要求9所述的运料自卸汽车的施工方法，其特征在于，其中，前后两台运料自卸汽车之间的纵向距离为8m～12m。

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