CN104233940A - 一种路基土搅拌喷料改良装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种路基土搅拌喷料改良装置，包括柱体，所述柱体内上部为空心结构，泵料管连接在柱体内，连接轴从外部穿入空心结构内部与柱体连为一体，喷料口布设在空心结构内下部；所述柱体底部安装有底钻，外侧安装有大三角翼和小三角翼，挖掘搅拌翼安装在柱体下部。本发明通过合理的结构设计，使装置在路基土内进行编搅拌边喷料混合，使固化的骨料与原路基土充分混合，实现了良好的处理效果。

Description

一种路基土搅拌喷料改良装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种路基土的改良装置，尤其涉及是一种路基土搅拌喷料改良装置及其施工方法。

背景技术

路基, 由填筑或开挖而形成的直接支承轨道的结构，也叫做线路下部结构。路基与桥梁、隧道相连，共同构成线路。路基依其所处的地形条件不同，有两种基本形式：路堤和路堑，俗称填方和挖方。铁路路基的作用是在路基面上直接铺设轨道结构，因此，路基是轨道的基础，路基荷载，既承受轨道结构的重量，即静荷载，又承受列车行驶时通过轨道传播而来的动荷载。路基同轨道一起共同构成的线路结构是一种相对松散连结的结构形式，抵抗动荷载的能力弱。建造路基的材料，不论填或挖，主要是土石类散体材料，所以路基是一种土工结构，经常受到地质、水、降雨、气候、地震等自然条件变化的侵袭和破坏，抵抗能力差，因此，路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性。对于高速铁路，路基还应有合理的刚度，以保障列车高速行驶中的平稳性和舒适性。

路基的基床表层常被称为路基的承载层或持力层，是直接承受车辆载荷的部分。它是路基设计的重要组成部分，也为其下层的路基提供保护，因此基床表层必须有足够的强度和刚度，还要有稳定性及耐久性。部分施工路段因不满足路基设计规范，需要采用人工改良土，尤其是高速公路。随着大型载货车数量增加，车速加快，公路需要养护维修的时间间隔愈来愈短。不管是建筑还是后期维修，通过改良路基承载层的土质是一种必不可少的方法，例如掺入水泥、石灰及粉煤灰等骨料，而通过石灰改善一些黏土、膨胀土等所获得的石灰稳定土，能够提高一定的抗压和抗拉强度，具有较好的水稳定和冰冻稳定性，并且经济实用，可广泛应用于路基表层土。

中国专利申请CN 103305226 A涉及一种粉土路基的粉土固化剂及其固化方法，一种粉土路基的粉土固化剂，包括作为生物能源副产品的木质素、改善木质素和/或木质素衍生物。

现有研究多是集中在对路基的配料上面进行改进，而对如何使研发出来的固化剂，水泥、石灰及粉煤灰等骨料如何均匀地放入路基土里面的研究很少，对于骨料与原有路基土混合均匀直接影响到路基土的处理效果和工程质量。因此，研发相关的设备及工艺，使工程化后的路基土满足工程需求，同时使骨料与原路基土充分混合，增强建筑物运营安全具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种路基土质搅拌喷料改良装置及其改良方法，本发明通过合理的结构设计，使装置在路基土内进行边搅拌边喷料混合，将固化的骨料与原路基土充分混合，实现了良好的处理效果。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种路基土搅拌喷料改良装置，包括柱体，所述柱体内上部为空心结构，泵料管连接在柱体内，连接轴从外部穿入空心结构内部与柱体连为一体，喷料口布设在空心结构内下部；所述柱体底部安装有底钻，外侧安装有大三角翼和小三角翼，挖掘搅拌翼安装在柱体下部。

作为本发明的一种改进，连接轴下部为齿形结构；三角摆动棒安装在连接轴外围，其中间开有大于连接轴直径的齿轮槽；

为了在进料过程中不产生堵料，同时方面固体固化剂下落，三角摆动棒顶端三角部分向柱体下方下凹，这样在进料过程中，三角摆动棒与柱体顶部的盖体之间留有间隙，不管骨料是液体还是固体，都容易进入柱体内。

作为本发明的另一种方式改进，连接轴中间还安装有固定片，连轴片连接于所述固定片；异形料斗紧贴喷料口内侧安装，其内部连接有通过连轴片带动在异形料斗内做来回运动的滑块；所述异形料斗下方还设有与喷料口连通的出口槽。

优选地，为了提高搅拌效果和将土搅碎，使骨料充分混合，大三角翼、小三角翼和挖掘搅拌翼上面均设有辅翼，其中，挖掘搅拌翼上面的辅翼从外到内越来越长，辅翼为锥形结构。大三角翼和小三角翼数量均为2个，交叉布置在柱体外壁上，两者之间夹角为90度，另外，大三角翼内侧还对应安装有锥形内翼。

本发明还提供了一种路基土搅拌喷料改良方法，包括以下步骤：

1）路基土物理性能指标的测定：采集土样，利用土工实验测取并计算出路基土的物理性能指标，具体包括：含水率、塑性指数、质量密度、孔隙比、饱和度、液限和塑限；

2）施工前准备：将路基土搅拌喷料改良装置整个设备布置在牵引设备后方固定，根据道路宽度决定装置的数量，间距0.5-0.7m一个，将连接轴通过连接伸缩缸并连接电机，泵料管连接骨料，骨料的配比根据土工试验测得的含水率确定； 

3）搅拌喷料：通过牵引设备带动排列好的装置在路基上前进，电机带动连接轴传动，通过伸缩缸控制使柱体下降钻入路基内部，大三角翼、小三角翼和挖掘搅拌翼同时旋转将路基土搅起；在搅起同时，泵料管不断向柱体内的空心结构注入骨料，使骨料通过喷料口喷出与搅拌中的路基土混合；

4）平整路面：搅拌混合完成后，使用压路机对路基土进行来回碾压，将路基整平。

优选地，所述骨料为石灰稳定土或化学固化药剂。

本发明的有益效果是：本发明通过牵引装置带动在路基上面运动，一边将原路基土搅拌边混入骨料，使骨料与原路基土充分混合均匀，改良路基土，实现了良好的处理效果。

附图说明

下面参照附图对本发明进行更加详细的描述，在附图中示出了优选的具体实施方式。

图1是本发明路基土搅拌喷料改良装置的结构示意图；

图2是本发明路基土质搅拌喷料改良装置的另一视图方向结构示意图；

图3是本发明路基土搅拌喷料改良装置的内部结构示意图；

图4是本发明喷料装置的结构示意图。

图5是本发明第二实施例柱体内部结构示意图；

图6是本发明第二实施例柱体内部主视图。

图中：1、连接轴，2、小三角翼，3、喷料口，4、辅翼，5、底钻，6、泵料管，7、大三角翼，8、锥形内翼，9、柱体，10、挖掘搅拌翼，11、滑块，12、异形料斗，13、出口槽，16、连轴片，17、固定片，22、三角摆动棒。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例主要是针对喷出的骨料是化学固化剂的液体类固化料，如图所示，一种路基土搅拌喷料改良装置，包括柱体9，所述柱体9内上部为空心结构，泵料管6连接在柱体9内，连接轴1从外部穿入空心结构内部与柱体9连为一体，喷料口3布设在空心结构内下部；本实施例中，喷射的骨料为化学固化剂，因此，喷料口3数量为3个，两两夹角为120度均布布置，所述柱体9底部安装有底钻5，外侧安装有大三角翼7和小三角翼2，挖掘搅拌翼10安装在柱体9下部。

为了提高搅拌效果和将土搅碎，使骨料充分混合，大三角翼7、小三角翼2和挖掘搅拌翼10上面均设有辅翼4，其中，挖掘搅拌翼10上面的辅翼4从外到内越来越长，辅翼4为锥形结构。大三角翼7和小三角翼2数量均为2个，交叉布置在柱体9外壁上，两者之间夹角为90度，另外，大三角翼7内侧还对应安装有锥形内翼8。

本实施例的路基土搅拌喷料改良方法，包括以下步骤：

1）路基土物理性能指标的测定：采集土样，利用土工实验测取并计算出路基土的物理性能指标，具体包括：含水率、塑性指数、质量密度、孔隙比、饱和度、液限和塑限。

2）施工前准备：将路基土搅拌喷料改良装置整个设备布置在牵引设备后方固定，根据道路宽度决定装置的数量，间距0.7m一个，将连接轴1通过连接伸缩缸并连接电机，泵料管6连接骨料化学固化剂，骨料的配比根据土工试验测得的含水率确定。 

3）搅拌喷料：通过牵引设备带动排列好的装置在路基上前进，电机带动连接轴1传动，通过伸缩缸控制使柱体9下降钻入路基内部，大三角翼7、小三角翼2和挖掘搅拌翼10同时旋转将路基土搅起。在搅起同时，泵料管6不断向柱体9内的空心结构注入骨料，使骨料通过3个喷料口喷出与搅拌中的路基土混合。

4）平整路面：搅拌混合完成后，使用压路机对路基土进行来回碾压，将路基整平。

实施例2

本实施例对的是石灰稳定土、水泥及粉煤灰固体固化料和液体类固化料均可适用，请重点参阅图5和图6，它是实施例1的改进结构，它与实施例1的不同在于：连接轴1下部为齿形结构；三角摆动棒22安装在连接轴1外围，其中间开大于连接轴1直径的齿轮槽；本实施例中，喷料口3的数量为2个，对称安装在柱体9空心结构内下部。

为了在进料过程中不产生堵料，同时方面固体固化剂下落，三角摆动棒22三角部分向柱体9下方下凹，这样在进料过程中，三角摆动棒22与柱体9顶部的盖体之间留有间隙，不管骨料是液体还是固体，都容易进入柱体9内。而柱体9、泵料管6、连接轴1、底钻5、大三角翼7、小三角翼2、辅翼4、挖掘搅拌翼10和锥形内翼8的结构和布置方式都与第一实施例相同，在此不再赘述。

本实施例的路基土搅拌喷料改良方法，包括以下步骤：

1）路基土物理性能指标的测定：采集土样，利用土工实验测取并计算出路基土的物理性能指标，具体包括：含水率、塑性指数、质量密度、孔隙比、饱和度、液限和塑限。

2）施工前准备：将路基土搅拌喷料改良装置整个设备布置在牵引设备后方固定，根据道路宽度决定装置的数量，间距0.6m一个，将连接轴1通过连接伸缩缸并连接电机，泵料管6连接骨料石灰稳定土，骨料的配比根据土工试验测得的含水率确定。 

3）搅拌喷料：通过牵引设备带动排列好的装置在路基上前进，电机带动连接轴1传动，通过伸缩缸控制使柱体9下降钻入路基内部，大三角翼7、小三角翼2和挖掘搅拌翼10同时旋转将路基土搅起；在搅起同时，泵料管6不断向柱体9内的空心结构注入骨料，由于喷料口3的数量为2个，连接轴1下部为齿形结构，连接轴1的转动带动三角摆动棒22在柱体9内摆动将骨料集中于三角摆动棒22与柱体9形成的间隙腔内，通过三角摆动棒22的摆动将骨料通过喷料口3喷出与搅拌中的路基土混合。

4）平整路面：搅拌混合完成后，使用压路机对路基土进行来回碾压，将路基整平。

实施例3

本实施例主要针对的是石灰稳定土、水泥及粉煤灰固体固化料，请重点参阅4，它是实施例1的另一种改进结构，它与实施例1的不同在于：喷料口3布设在柱体9空心结构内下部，喷料口3的数量为1个，连接轴1中间还安装有固定片17，连轴片16连接于所述固定片17；异形料斗12紧贴喷料口3内侧安装，其内部连接有通过连轴片16带动在异形料斗12内做来回运动的滑块11；所述异形料斗12下方还设有与喷料口3连通的出口槽13。而柱体9、泵料管6、连接轴1、底钻5、大三角翼7、小三角翼2、辅翼4、挖掘搅拌翼10和锥形内翼8的结构和布置方式都与第一实施例相同，在此不再赘述。

本实施例的路基土搅拌喷料改良方法，包括以下步骤：

1）路基土物理性能指标的测定：采集土样，利用土工实验测取并计算出路基土的物理性能指标，具体包括：含水率、塑性指数、质量密度、孔隙比、饱和度、液限和塑限。

2）施工前准备：将路基土搅拌喷料改良装置整个设备布置在牵引设备后方固定，根据道路宽度决定装置的数量，间距0.5m一个，将连接轴1通过连接伸缩缸并连接电机，泵料管6连接骨料石灰稳定土，骨料的配比根据土工试验测得的含水率确定。 

3）搅拌喷料：通过牵引设备带动排列好的装置在路基上前进，电机带动连接轴1传动，通过伸缩缸控制使柱体9下降钻入路基内部，大三角翼7、小三角翼2和挖掘搅拌翼10同时旋转将路基土搅起；在搅起同时，泵料管6不断向柱体9内的空心结构注入骨料，由于喷料口3的数量为1只有一个，因此，柱体9空心结构内的压力很大，又由于连接轴1的不断旋转带动连轴片16在异形料斗12回来运动控制出口槽13开启和关闭。这样通过两者的共同作用，可以将具有一定重度的石灰稳定土骨料快速喷出，并能喷射更远，使骨料通过3个喷料口喷出与搅拌中的路基土混合。

4）平整路面：搅拌混合完成后，使用压路机对路基土进行来回碾压，将路基整平。 

Claims (9)

1.一种路基土搅拌喷料改良装置，其特征在于，包括柱体（9），所述柱体（9）内上部为空心结构，泵料管（6）连接在柱体（9）内，连接轴（1）从外部穿入空心结构内部与柱体（9）连为一体，喷料口（3）布设在空心结构内下部；所述柱体（9）底部安装有底钻（5），外侧安装有大三角翼（7）和小三角翼（2），挖掘搅拌翼（10）安装在柱体（9）下部。

2.根据权利要求1所述的路基土搅拌喷料改良装置，其特征在于：所述连接轴（1）下部为齿形结构；三角摆动棒（22）安装在连接轴（1）外围，其中间开有大于连接轴（1）直径的齿轮槽开口。

3.根据权利要求2所述的路基土搅拌喷料改良装置，其特征在于：所述三角摆动棒（22）顶端三角部分向柱体（9）下方下凹。

4.根据权利要求1所述的路基土搅拌喷料改良装置，其特征在于：所述大三角翼（7）、小三角翼（2）和挖掘搅拌翼（10）上面均设有辅翼（4），其中，挖掘搅拌翼（10）上面的辅翼（4）从外到内越来越长。

5.根据权利要求4所述的路基土搅拌喷料改良装置，其特征在于：所述辅翼（4）为锥形结构。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的路基土搅拌喷料改良装置，其特征在于：所述大三角翼（7）和小三角翼（2）数量均为2个，交叉布置在柱体（9）外壁上，两者之间夹角为90度。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的路基土搅拌喷料改良装置，其特征在于：所述大三角翼（7）内侧还对应安装有锥形内翼（8）。

8.一种路基土搅拌喷料改良方法装置施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）路基土物理性能指标的测定：采集土样，利用土工实验测取路基土的物理性能指标；

2）施工前准备：将路基土搅拌喷料改良装置整个设备布置在牵引设备后方固定，根据道路宽度决定装置的数量，间距0.5-0.7m一个，将连接轴（1）通过连接伸缩缸并连接电机，泵料管（6）连接骨料，骨料的配比根据土工试验测得的含水率确定； 

3）搅拌喷料：通过牵引设备带动排列好的装置在路基上前进，电机带动连接轴（1）传动，通过伸缩缸控制使柱体（9）下降钻入路基内部，大三角翼（7）、小三角翼（2）和挖掘搅拌翼（10）同时旋转将路基土搅起；在搅起同时，泵料管（6）不断向柱体（9）内的空心结构注入骨料，使骨料通过喷料口（3）喷出与搅拌中的路基土混合；

4）平整路面：搅拌混合完成后，使用压路机对路基土进行来回碾压，将路基整平。

9.根据权利要求8所述的路基土搅拌喷料改良方法装置施工方法，其特征在于：所述骨料为石灰稳定土或化学固化药剂。