CN115450090B - 一种数字化自主双层摊铺装置及摊铺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字化自主双层摊铺装置及摊铺方法，该装置包括：分料斗，内部设有传送带，所述传送带延伸至后方的第一摊铺机的内部，用于接收并传送不同种摊铺材料；第一摊铺机和第二摊铺机，在分料斗后方顺序设置，用于接收摊铺材料并分别进行第一次摊铺和第二次摊铺；第一熨平装置，位于第一摊铺机和第二摊铺机之间，用于对第一次摊铺后的摊铺材料进行熨平操作；第二熨平装置，位于第二摊铺机后方，用于对第二次摊铺后的摊铺材料进行熨平操作。本发明技术方案能够降低人工操作难度，同时延长沥青混凝土路面使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种沥青路面摊铺装置，尤其涉及一种针对沥青桥面铺装施工的数字化自主双层摊铺装置及摊铺方法。
背景技术
公路隧道建设作为我国基建的重要组成部分，成为推动我国经济发展的不竭动力。随着公路建设的迅速发展，沥青路面现已成为主要路面结构形式。沥青混凝土铺装技术直接影响公路运营年限，沥青路面双层摊铺技术作为分层碾压技术的改革，双层摊铺技术即使用同一台机器完成粘结层和磨耗层的一次性摊铺，实现了沥青混合料双层摊铺同时性。这种技术极大改善了分层摊铺、分层碾压技术的弊端。
合理使用双层摊铺技术，关键在于双层摊铺机设备的应用。目前，双层摊铺机应用并不广泛，主要采用人工控制，设备控制难度大、操作繁琐。
亟待提供一种高效、精确的数字化自主双层摊铺机。
发明内容
本申请技术方案提供一种针对沥青桥面铺装施工的数字化自主双层摊铺装置及摊铺方法，能够降低人工操作难度，同时延长沥青混凝土路面使用寿命。
根据本申请技术方案的第一方面，提供一种数字化自主双层摊铺装置，包括：
分料斗，内部设有传送带，所述传送带延伸至后方的第一摊铺机的内部，用于接收并传送不同种摊铺材料；
第一摊铺机和第二摊铺机，在分料斗后方顺序设置，用于接收摊铺材料并分别进行第一次摊铺和第二次摊铺；
第一熨平装置，位于第一摊铺机和第二摊铺机之间，用于对第一次摊铺后的摊铺材料进行熨平操作；
第二熨平装置，位于第二摊铺机后方，用于对第二次摊铺后的摊铺材料进行熨平操作。
进一步地，所述第一摊铺机内部设有顺序连通的传送带、分料板以及螺旋输料器，且所述第一摊铺机下部设有第一驱动装置。
进一步地，所述分料板下部设置有液压伸缩装置，所述液压伸缩装置上设置有与中控***连通的伸缩控制器。
进一步地，所述第二摊铺机内部设有螺旋输料器，且所述第二摊铺机下部设有第二驱动装置。
进一步地，当所述液压伸缩装置收缩后，使得所述分料板与水平面形成平面，从而使得摊铺材料被直接分料至第一摊铺机，经由所述螺旋输料器输送至第一摊铺机的两侧进行平整摊铺；当所述液压伸缩装置伸长后，使得所述分料板与水平面形成一定夹角，从而使得摊铺材料被抛送分料至第二摊铺机，经由所述螺旋输料器输送至第二摊铺机的两侧进行平整摊铺。
进一步地，所述分料板与水平面夹角范围在40～45°。
进一步地，当所述液压伸缩装置伸长后，抛送分料至第二摊铺机的摊铺材料的最大位移通过控制分料板与水平面夹角以及传送带的传输速度，并根据以下公式确定：
其中，s为最大位移，g为重力加速度，v0为传送带传输速度；θ为分料板与水平面夹角；l为分料板长度。
通过对传送带传输速度以及分料板与水平面夹角的简单控制，即可实现对于分料至第二摊铺机的摊铺材料的最大位移的调控，从而实现仅通过一个分料斗即可实现分别针对第一摊铺机和第二摊铺机的多次进料。
同时，分料板与水平面夹角角度范围选取40～45°的原因在于，当分料板与水平面夹角角度小于40°度或大于45°时，由于摊铺材料本身以及现场温湿度等其他多方面影响，使得分料效果受到影响。
进一步地，所述第一摊铺机和第二摊铺机底部前后均设有激光监测装置。
进一步地，所述第一摊铺机上部设有驾驶控制室。
进一步地，所述驾驶控制室内部装有中控***和监控器，所述中控***包括：GPS定位***、激光处理***、环境监测***。
进一步地，所述环境监测***包括温度监测***和温度监测***。
进一步地，所述分料斗后壁安装有传感器，包括温度传感器和湿度传感器。
进一步地，所述第一熨平装置为第一可加热熨平板，其连接在第一摊铺机和第二摊铺机之间。
进一步地，所述第二熨平装置包括：连接所述第二摊铺机的可拆卸连接杆、第二可加热熨平板以及下部的第二移动装置。
根据本申请技术方案的第二方面，提供一种数字化自主双层摊铺方法，包括：
步骤1：分料斗接收第一摊铺材料，经传送带被传送至第一摊铺机内部后直接分料；
步骤2：所述第一摊铺机对第一摊铺材料进行摊铺，形成第一摊铺层，第一熨平装置对所述第一摊铺层进行熨平操作；
步骤3：分料斗接收第二摊铺材料，经传送带被传送至第一摊铺机内部后被抛送分料至第二摊铺机；
步骤4：所述第二摊铺机在所述第一摊铺层上对第二摊铺材料进行摊铺，形成第二摊铺层，第二熨平装置对所述第二摊铺层进行熨平操作。
进一步地，所述步骤1具体包括：所述分料斗接收第一摊铺材料，经传送带被传送至第一摊铺机内部，使分料板与水平面形成平面，使得第一摊铺材料被直接分料至第一摊铺机。
进一步地，所述步骤3具体包括：所述分料斗接收第二摊铺材料，经传送带被传送至第一摊铺机内部，使分料板与水平面形成一定夹角，使得第二摊铺材料被抛送分料至第二摊铺机。
本发明的有益效果：
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明专利自动化程度高，更加趋向于数字化、智能化、自主化，实现人工操控，设备自主运行的智能化，具有节省人力、提高精
度、施工效率以及质量等优点；
(2)一个分料斗多次进料，减少了摊铺需要的场地，减小了施工难度。
对于施工场地有限的摊铺现场提供新思路。
(3)通过对传送带传输速度以及分料板与水平面夹角的简单控制，即可实现对于分料至第二摊铺机的摊铺材料的最大位移的调控，从而实现仅通过一个分料斗即可实现分别针对第一摊铺机和第二摊铺机的多次进料，一方面，减少了摊铺需要的场地，减小了施工难度，另一方面，由于避免了设置多个料斗，使得摊铺工艺结构和流程更为紧凑，在“热接热”摊铺条件下，进一步提高了摊铺的平整度和粘结强度，降低了层间污染的可能性，同时解决了沥青因温度散失导致的压实度低的问题，双层摊铺缩短了施工周期，具有良好的工程适用性。
(4)本发明结构巧妙，实现双层摊铺，极大提高了摊铺的平整度和粘结强度，降低了层间污染的可能性，同时解决了沥青因温度散失导致的压实度低的问题；
(5)本发明提供一种高效、精确的数字化自主双层摊铺机，以降低人工操作难度，同时延长沥青混凝土路面使用寿命。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的中控***示意图；
图3是本发明的第一摊铺机内部详图；
图4是本发明的分料板相关结构示意图；
图5是本发明的第二熨平装置结构示意图；其中：
1-分料斗，2-第一摊铺机，3-驾驶控制室，4-驱动装置，5-第一熨平装置，6-驱动装置，7-第二摊铺机，8-第二熨平装置，9-激光监测装置，101-传送带，201-螺旋输料器，202-分料板，203-液压伸缩杆，204-伸缩控制器，301-GPS定位***，302-激光处理***，303-温度监测***，304-温度监测***，305-环境监测***，306-中控***，307-监控器，801-熨平板，802-连接杆，803-移动装置。
具体实施方法
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参阅图1示，根据本申请技术方案的数字化自主双层摊铺装置，包括第一摊铺机2，下部为第一驱动装置4，第一摊铺机2前后分别连接分料斗1和第一熨平装置5，第一摊铺机上部为驾驶控制室3，第一熨平装置后部连接第二摊铺机7，第二摊铺机7下部为第二驱动装置6，第二摊铺机末尾通过可拆卸连接杆连接第二熨平装置8，铺摊机底部装有激光监测装置9。
如图2所示，控制室3部装有中控***实现摊铺机的数字化自主铺摊，中控***包括：
GPS定位***301，摊铺前根据施工要求设定摊铺路径、摊铺速度等相关参数，通过对摊铺机进行定位，确定摊铺机工作时的移动路径，减少人工操作带来的误差；
激光处理***302，接收激光监测装置传输信号后，及时处理，实时监测摊铺平整度，在平整度不达标后及时响应处理；
环境监测***305，环境监测***包括温度监测***303和温度监测***304，数据由温度传感器和湿度传感器接收，对环境进行实时监测，保证合理的摊铺环境；
以上监测***连接至中控***306，通过中控***的统一处理，传输至监控器307，方便操作人员实时监测。
分料斗1内部设有传送带，传送带延伸至后方的第一摊铺机2的内部，用于接收并传送不同种摊铺材料。
如图3所示，第一摊铺机2内部设有顺序连通的传送带101、螺旋输料器201以及分料板202。传送带201用于输送由料斗运输来的混合料，并传输至下一操作流程；螺旋输料器202，经过传送带输送的混合料经过螺旋输送器将混合料输送至两侧，保证混合料的平整摊铺，为下一步熨平做准备。
第二摊铺机7内部同样设有螺旋输料器，经过刮板输料器输送的混合料经过螺旋输送器将混合料输送至两侧，保证混合料的平整摊铺，为下一步熨平做准备。
如图4所示，分料板202下部设置有液压伸缩装置203，液压伸缩装置上设置有与中控***连通的伸缩控制器204。
分料斗1后壁安装传感器，包括温度传感器和湿度传感器，在获得实时温度和湿度后，直接传输至驾驶控制室中的中控***，实现摊铺机的数字化信息获取。
当液压伸缩装置203收缩后，分料板202与水平面形成平面，从而使得摊铺材料被直接分料至第一摊铺机，经由第一摊铺机2的螺旋输料器输送至第一摊铺机的两侧进行平整摊铺；当液压伸缩装置203伸长后，使得分料板202与水平面形成一定夹角，从而使得摊铺材料被抛送分料至第二摊铺机7，经由第二摊铺机7的螺旋输料器输送至第二摊铺机的两侧进行平整摊铺。这里，分料板与水平面夹角范围控制在40～45°。
当液压伸缩装置伸长后，分料至第二摊铺机的摊铺材料的最大位移通过控制分料板与水平面夹角以及传送带传输速度，并根据以下公式确定：
其中，s为最大位移，g为重力加速度，v0为传送带传输速度；θ为分料板与水平面夹角；l为分料板长度。
现有双层摊铺工艺多采用多个料斗或多次进料装置，使得摊铺工艺整体结构更为“松散”，而部件的增多必然导致顺序摊铺过程中两次摊铺之间的时间间隔增大，从而影响平整度、粘结强度、层间污染可能性以及压实度。本申请技术方案中，通过对传送带传输速度以及分料板与水平面夹角的简单控制，即可实现对于分料至第二摊铺机的摊铺材料的最大位移的调控，从而实现仅通过一个分料斗即可实现分别针对第一摊铺机和第二摊铺机的多次进料，一方面，减少了摊铺需要的场地，减小了施工难度，另一方面，由于避免了设置多个料斗，使得摊铺工艺结构和流程更为紧凑，在“热接热”摊铺条件下，进一步提高了摊铺的平整度和粘结强度，降低了层间污染的可能性，同时解决了沥青因温度散失导致的压实度低的问题，双层摊铺缩短了施工周期，具有良好的工程适用性。
此外，分料板与水平面夹角角度范围选取40～45°的原因在于，经过申请人深入各摊铺现场多次验证，虽然可通过控制分料板与水平面夹角以及传送带传输速度两方面来调控摊铺材料的最大位移，但当分料板与水平面夹角角度小于40°度或大于45°时，由于摊铺材料本身以及现场温湿度等其他多方面影响，使得分料效果受到影响。因此，分料板与水平面夹角角度范围选取40～45°。
第二熨平装置8用于完成第二次摊铺的熨平工作，其内部构造包括：
熨平板801，用于将第二次的摊铺的混合料进行熨平夯实，保证路面平整；
可拆卸连接杆802，用于连接第二摊铺机与第二熨平装置，连接杆可拆卸，在摊铺机未工作状态下可拆卸熨平装置，或者将熨平装置提升至离地一定高度，保护熨平装置不受破坏；
移动装置803，保证熨平板在地面稳定移动。
第一驱动装置4与第二驱动装置6用于驱动摊铺机稳定行驶，其上装有控制***，可以直接由中控***控制移动方向与速度，完成摊铺工作中的摊铺机移动工作。
激光监测装置9，固定在摊铺机前后方向，可以在摊铺中两两成为一组，通过激光的反射作用确定路面摊铺平整程度，同时将监测结果反馈至中控***，中控***可以根据平整程度及时调整铺摊工作。
本申请技术方案还提供一种数字化自主双层摊铺方法，包括：
步骤1：分料斗接收第一摊铺材料，经传送带被传送至第一摊铺机内部，使分料板与水平面形成平面，使得第一摊铺材料被直接分料至第一摊铺机。
步骤2：第一摊铺机的螺旋输料器将第一摊铺材料输送至摊铺机两侧进行平整摊铺，形成第一摊铺层，第一熨平装置对第一摊铺层进行熨平操作。
步骤3：分料斗接收第二摊铺材料，经传送带被传送至第一摊铺机内部，使分料板与水平面形成一定夹角，使得第二摊铺材料被抛送分料至第二摊铺机。
步骤4：第二摊铺机的螺旋输料器将第二摊铺材料输送至摊铺机两侧进行平整摊铺，形成第二摊铺层，第二熨平装置对第二摊铺层进行熨平操作。
综上，本申请技术方案涉及一种沥青路面摊铺装置及摊铺方法，尤其涉及一种针对沥青桥面铺装施工的数字化自主双层摊铺装置及摊铺方法。本申请技术方案自动化程度高，更加趋向于数字化、智能化、自主化，实现人工操控，设备自主运行的智能化，具有节省人力、提高精度、施工效率以及质量的优点；本申请技术方案结构巧妙，实现双层摊铺，极大提高了摊铺的平整度和粘结强度，降低了层间污染的可能性，同时解决了沥青因温度散失导致的压实度低的问题；本申请技术方案提供一种高效、精确的数字化自主双层摊铺机，以降低人工操作难度，同时延长沥青混凝土路面使用寿命。
以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种数字化自主双层摊铺装置，其特征在于，包括：
分料斗，内部设有传送带，所述传送带延伸至后方的第一摊铺机的内部，用于接收并传送不同种摊铺材料；
第一摊铺机和第二摊铺机，在分料斗后方顺序设置，用于接收摊铺材料并分别进行第一次摊铺和第二次摊铺，其中，所述第一摊铺机内部设有顺序连通的传送带、分料板以及螺旋输料器，且所述第一摊铺机下部设有第一驱动装置；所述第二摊铺机内部设有螺旋输料器，且所述第二摊铺机下部设有第二驱动装置；所述第一摊铺机和第二摊铺机底部前后均设有激光监测装置；所述分料板下部设置有液压伸缩装置，所述液压伸缩装置上设置有与中控***连通的伸缩控制器；
第一熨平装置，位于第一摊铺机和第二摊铺机之间，用于对第一次摊铺后的摊铺材料进行熨平操作；
第二熨平装置，位于第二摊铺机后方，用于对第二次摊铺后的摊铺材料进行熨平操作，
其中，所述液压伸缩装置收缩后，使得所述分料板与水平面形成平面，从而使得摊铺材料被直接分料至第一摊铺机，经由所述螺旋输料器输送至第一摊铺机的两侧进行平整摊铺；当所述液压伸缩装置伸长后，使得所述分料板与水平面形成一定夹角，从而使得摊铺材料被抛送分料至第二摊铺机，经由所述螺旋输料器输送至第二摊铺机的两侧进行平整摊铺。
2.根据权利要求1所述的数字化自主双层摊铺装置，其特征在于，所述分料板与水平面夹角范围在40～45°。
3.根据权利要求1所述的数字化自主双层摊铺装置，其特征在于，当所述液压伸缩装置伸长后，抛送分料至第二摊铺机的摊铺材料的最大位移通过控制分料板与水平面夹角以及传送带的传输速度，并根据以下公式确定：
其中，s为最大位移，g为重力加速度，v0为传送带传输速度；θ为分料板与水平面夹角；l为分料板长度。
4.根据权利要求1所述的数字化自主双层摊铺装置，其特征在于，所述第一摊铺机上部设有驾驶控制室，
其中，所述驾驶控制室内部装有中控***和监控器，所述中控***包括：GPS定位***、激光处理***、环境监测***。
5.根据权利要求1所述的数字化自主双层摊铺装置，其特征在于，所述第一熨平装置为第一可加热熨平板，其连接在第一摊铺机和第二摊铺机之间；所述第二熨平装置包括：连接所述第二摊铺机的可拆卸连接杆、第二可加热熨平板以及下部的第二移动装置。
6.一种数字化自主双层摊铺方法，其特征在于，所述数字化自主双层摊铺方法采用根据权利要求1-5中任一项所述的数字化自主双层摊铺装置进行摊铺，所述数字化自主双层摊铺方法包括：
步骤1：分料斗接收第一摊铺材料，经传送带被传送至第一摊铺机内部后直接分料；
步骤2：所述第一摊铺机对第一摊铺材料进行摊铺，形成第一摊铺层，第一熨平装置对所述第一摊铺层进行熨平操作；
步骤3：分料斗接收第二摊铺材料，经传送带被传送至第一摊铺机内部后被抛送分料至第二摊铺机；
步骤4：所述第二摊铺机在所述第一摊铺层上对第二摊铺材料进行摊铺，形成第二摊铺层，第二熨平装置对所述第二摊铺层进行熨平操作。
7.根据权利要求6所述的字化自主双层摊铺方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：所述分料斗接收第一摊铺材料，经传送带被传送至第一摊铺机内部，使分料板与水平面形成平面，使得第一摊铺材料被直接分料至第一摊铺机；所述步骤3具体包括：所述分料斗接收第二摊铺材料，经传送带被传送至第一摊铺机内部，使分料板与水平面形成一定夹角，使得第二摊铺材料被抛送分料至第二摊铺机。
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