CN105442425A - 一种道路基层病害快速修补装置及方法 - Google Patents

一种道路基层病害快速修补装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种道路基层病害快速修补装置及方法，包括车体、钻孔机构、充气机构、注水机构、加料机构、密封机构。本发明中，利用充气机构将薄膜与裂缝的底面及侧面贴实，利用注水机构向薄膜形成的空间内注水，继而测量裂缝的体积，根据裂缝的体积注入相应数量的修补材料，并通过密封机构限制修补材料的膨胀，这样能够加上适量修补材料，并让修补材料膨胀至合适的体积，保证其性能最好，本发明道修补材料用量误差小，避免浪费、节省资源，路裂缝修补方便，修补效果好。

Description

一种道路基层病害快速修补装置及方法
技术领域
本发明涉及路面修补技术领域，尤其涉及一种道路基层病害快速修补装置及方法。
背景技术
混凝土路面是高速公路、桥梁道路、城市道路的主要结构形式之一，在交通载荷和自然因素作用下，路面会经常出现裂缝、坑洞、崩边、错台等破损性缺陷，为保证道路安全畅通，需要及时的对道路裂缝进行修补。
高聚物注浆技术是20世纪70年代发展起来的地基基础快速加固技术。该技术通过向地基中注射高聚物材料，利用高聚物材料发生化学反应后体积迅速膨胀并固化的特性，达到加固地基、填充脱空或提升地板的目的。目前，高聚物注浆技术主要应用于工业与民用建筑的地基加固和道路维修。
高聚物材料膨胀后其密度、性能是不断变化的，其膨胀后的密度决定其强度等性能，高聚物材料能够膨胀20倍左右，外界压强越小，体积变化越大，但是，高聚物材料膨胀至一定体积时，性能才是最好的，体积膨胀过小或过大，性能都会下降，因此，需要控制其体积变化。
由于裂缝情况复杂，不能够根据裂缝的实际体积来加入适量的高聚物材料，高聚物材料加入过多或过少，都会造成膨胀体积变化过大或过小，而且，现有技术中道路修补时，大都让材料任意膨胀，不能够控制其体积变化，造成性能不够理想，有待进一步改进。
发明内容
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种道路基层病害快速修补装置及方法，速度快，效果好。
一种道路基层病害快速修补装置，包括车体、钻孔机构、充气机构、注水机构、加料机构、密封机构；
钻孔机构包括支架、第一支撑板、第二支撑板、N个螺杆、N个钻头、驱动单元；支架安装在车体上，第一支撑板、第二支撑板均水平设置，第一支撑板置于第二支撑板的上方，该第一支撑板上设有N个贯穿其上下表面的第一通孔，N个第一通孔成排分布，该第一通孔的孔径大于螺杆的直径，该第一通孔内设有第一螺纹；第二支撑板安装在支架上，第二支撑板上设有N个贯穿其上下表面的第二通孔，N个第二通孔与N个第一通孔一一对应分布，该第二通孔的孔径大于螺杆的直径，该第二通孔内设有第二螺纹；N个螺杆均沿竖直方向设置，一个螺杆置于一个第二通孔内并置于与上述第二通孔相对应的一个第一通孔内，螺杆与第一螺纹、第二螺纹均啮合；N个钻头分布安装在N个螺杆的底端；一个第一通孔、一个第二通孔、一个螺杆和一个钻头组成一个加工模块；该驱动单元与第一支撑板传动连接以驱动其沿竖直方向移动，驱动单元安装在支架上；
充气机构包括气泵、薄膜、压力传感器，气泵安装在车体上；
注水机构包括水泵、第一流量检测仪，水泵安装在车体上，第一流量检测仪安装在水泵的出水端；
加料机构包括料箱、排料管、第二流量检测仪，该料箱安装在车体上，排料管与料箱连通，第二流量检测仪安装在排料管上；
密封机构包括压板、动力单元，压板的边缘设有弹性材料，动力单元与压板传动连接。
优选的，钻孔机构还包括连接件，车体上设有第一滑槽，上述支架通过连接件与第一滑槽可移动连接；连接件上设有第二滑槽，上述支架与第二滑槽可移动连接。
一种道路基层病害快速修补方法，包括以下步骤：
S1、清除裂缝内的杂物，对裂缝内及裂缝边缘进行平整；
S2、对裂缝底面及侧壁进行夯实；
S3、将薄膜置于裂缝内，薄膜形成封闭空间，通过气泵向薄膜形成的空间内注入气体，利用压力传感器实时检测薄膜形成的空间内的压强，直至压强大于大气压时，停止气泵作业；而后稳压1-10min；
S4、薄膜形成的空间与外部连通，利用注水机构向薄膜形成的空间内注水直至充满裂缝，利用第一流量检测仪获取注水量；
S5、通过上述注水量计算裂缝的体积；
S6、将水排出，取出薄膜，根据裂缝的体积，利用加料机构向裂缝内填充修补材料；
S7、将压板覆盖在裂缝上，利用动力单元压住压板，保持压板的底面与路面在同一平面内；
S8、稳定一段时间至修补材料膨胀稳定后即可。
优选的，在进行步骤S3之前还包括以下步骤：利用钻孔机构对裂缝的底面钻孔，加工形成多个注浆孔。
优选的，多个注浆孔成矩阵式分布。
优选的，相邻注浆孔间距为20-25cm。
优选的，注浆孔的孔径为5-10cm。
本发明中，利用充气机构将薄膜与裂缝的底面及侧面贴实，利用注水机构向薄膜形成的空间内注水，继而测量裂缝的体积，根据裂缝的体积注入相应数量的修补材料，并通过密封机构限制修补材料的膨胀，这样能够加上适量修补材料，并让修补材料膨胀至合适的体积，保证其性能最好，本发明道修补材料用量误差小，避免浪费、节省资源，路裂缝修补方便，修补效果好。
附图说明
图1为本发明的一种道路基层病害快速修补装置结构示意图；
图2为本发明的一种道路基层病害快速修补方法的流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互的结合；下面参考附图并结合实施例对本发明做详细说明。
参照图1：
本发明提出的一种道路基层病害快速修补装置，包括车体1、钻孔机构、充气机构、注水机构、加料机构、密封机构；
钻孔机构包括支架2、第一支撑板3、第二支撑板4、N个螺杆5、N个钻头6、驱动单元7、连接件15；车体1上设有第一滑槽，支架2通过连接件15与第一滑槽可移动连接；连接件15上设有第二滑槽，支架2与第二滑槽可移动连接；第一支撑板3、第二支撑板4均水平设置，第一支撑板3置于第二支撑板4的上方，该第一支撑板3上设有N个贯穿其上下表面的第一通孔8，N个第一通孔8成排分布，该第一通孔8的孔径大于螺杆5的直径，该第一通孔8内设有第一螺纹；第二支撑板4安装在支架2上，第二支撑板4上设有N个贯穿其上下表面的第二通孔9，N个第二通孔9与N个第一通孔8一一对应分布，该第二通孔9的孔径大于螺杆5的直径，该第二通孔9内设有第二螺纹；N个螺杆5均沿竖直方向设置，一个螺杆5置于一个第二通孔9内并置于与上述第二通孔9相对应的一个第一通孔8内，螺杆5与第一螺纹、第二螺纹均啮合；N个钻头6分布安装在N个螺杆5的底端；一个第一通孔8、一个第二通孔9、一个螺杆5和一个钻头6组成一个加工模块；该驱动单元7与第一支撑板3传动连接以驱动其沿竖直方向移动，驱动单元7安装在支架2上。
利用驱动单元7带动第一支撑板3沿竖直方向移动，进而带动螺杆5、钻头6转动，由于第二支撑板4不动，因此，螺杆5、钻头6在转动的同时也会沿竖直方向移动，这样就能够利用钻头6对裂缝的底面进行钻孔。
充气机构包括气泵10、薄膜、压力传感器，气泵10安装在车体1上；可以利用气泵10向薄膜形成的空间内充气，并利用压力传感器检测空间内的压强。
注水机构包括水泵11、第一流量检测仪，水泵11安装在车体1上，第一流量检测仪安装在水泵11的出水端。
加料机构包括料箱12、排料管13、第二流量检测仪14，该料箱12安装在车体1上，排料管13与料箱12连通，第二流量检测仪14安装在排料管13上；利用第二流量检测仪14检测料箱12排出物料的数量。
密封机构包括压板、动力单元，压板的边缘设有弹性材料，动力单元与压板传动连接。
结合图2，基于上述的一种道路基层病害快速修补装置，本发明提出一种道路基层病害快速修补方法，包括以下步骤：
S1、清除裂缝内的杂物，对裂缝内及裂缝边缘进行平整。
S2、对裂缝底面及侧壁进行夯实。
S3、利用钻孔机构对裂缝的底面钻孔，加工形成多个注浆孔；多个注浆孔成矩阵式分布；相邻注浆孔间距为20-25cm；注浆孔的孔径为5-10cm；利用上述钻孔机构对裂缝的底面进行钻孔，这样，在填充修补材料时，让部分修补材料进入道路基层内，有利于修补材料与道路基层连接，增加修补材料与道路基层之间的牢固性，避免修补材料晃动、位移等，提高使用寿命。
S4、将薄膜置于裂缝内，薄膜形成封闭空间，通过气泵向薄膜形成的空间内注入气体，利用压力传感器实时检测薄膜形成的空间内的压强，直至压强大于大气压时，停止气泵作业；而后稳压1-10min；在高压的作用下，薄膜会向四周移动，能够很好的与裂缝的底面、侧壁接触，保证测量效果，避免误差。
S5、薄膜形成的空间与外部连通，释放内部高压气体利用注水机构向薄膜形成的空间内注水直至充满裂缝，利用第一流量检测仪获取注水量。
S6、通过上述注水量计算裂缝的体积；注水量的即为裂缝的体积。
S7、将水排出，取出薄膜，根据裂缝的体积，利用加料机构向裂缝内填充修补材料。
本实施例可以利用高聚物材料作为修补材料，在现有技术中，具体的高聚物材料，在膨胀时，都有个最佳膨胀体积，即，膨胀至该体积时，材料的性能是最好的，因此，当知道裂缝的体积时，可以反推得到需要加入高聚物材料的数量，通过上述设计，能够准确的进行裂缝修补，避免浪费，修补效果好。
S8、将压板覆盖在裂缝上，利用动力单元压住压板，保持压板的底面与路面在同一平面内；限制修补材料在一定空间内膨胀，这样能够让修补材料膨胀至最佳体积。
S9、稳定一段时间至修补材料膨胀稳定后即可。
利用充气机构将薄膜与裂缝的底面及侧面贴实，利用注水机构向薄膜形成的空间内注水，继而测量裂缝的体积，根据裂缝的体积注入相应数量的修补材料，并通过密封机构限制修补材料的膨胀，这样能够加上适量修补材料，并让修补材料膨胀至合适的体积，保证其性能最好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种道路基层病害快速修补装置，其特征在于，包括车体(1)、钻孔机构、充气机构、注水机构、加料机构、密封机构；
钻孔机构包括支架(2)、第一支撑板(3)、第二支撑板(4)、N个螺杆(5)、N个钻头(6)、驱动单元(7)；支架(2)安装在车体(1)上，第一支撑板(3)、第二支撑板(4)均水平设置，第一支撑板(3)置于第二支撑板(4)的上方，该第一支撑板(3)上设有N个贯穿其上下表面的第一通孔(8)，N个第一通孔(8)成排分布，该第一通孔(8)的孔径大于螺杆(5)的直径，该第一通孔(8)内设有第一螺纹；第二支撑板(4)安装在支架(2)上，第二支撑板(4)上设有N个贯穿其上下表面的第二通孔(9)，N个第二通孔(9)与N个第一通孔(8)一一对应分布，该第二通孔(9)的孔径大于螺杆(5)的直径，该第二通孔(9)内设有第二螺纹；N个螺杆(5)均沿竖直方向设置，一个螺杆(5)置于一个第二通孔(9)内并置于与上述第二通孔(9)相对应的一个第一通孔(8)内，螺杆(5)与第一螺纹、第二螺纹均啮合；N个钻头(6)分布安装在N个螺杆(5)的底端；一个第一通孔(8)、一个第二通孔(9)、一个螺杆(5)和一个钻头(6)组成一个加工模块；该驱动单元(7)与第一支撑板(3)传动连接以驱动其沿竖直方向移动，驱动单元(7)安装在支架(2)上；
充气机构包括气泵(10)、薄膜、压力传感器，气泵(10)安装在车体(1)上；
注水机构包括水泵(11)、第一流量检测仪，水泵(11)安装在车体(1)上，第一流量检测仪安装在水泵(11)的出水端；
加料机构包括料箱(12)、排料管(13)、第二流量检测仪(14)，该料箱(12)安装在车体(1)上，排料管(13)与料箱(12)连通，第二流量检测仪(14)安装在排料管(13)上；
密封机构包括压板、动力单元，压板的边缘设有弹性材料，动力单元与压板传动连接。
2.根据权利要求1所述的道路基层病害快速修补装置，其特征在于，钻孔机构还包括连接件(15)，车体(1)上设有第一滑槽，上述支架(2)通过连接件(15)与第一滑槽可移动连接；连接件(15)上设有第二滑槽，上述支架(2)与第二滑槽可移动连接。
3.一种根据权利要求1或2所述的道路基层病害快速修补方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、清除裂缝内的杂物，对裂缝内及裂缝边缘进行平整；
S2、对裂缝底面及侧壁进行夯实；
S3、将薄膜置于裂缝内，薄膜形成封闭空间，通过气泵向薄膜形成的空间内注入气体，利用压力传感器实时检测薄膜形成的空间内的压强，直至压强大于大气压时，停止气泵作业；而后稳压1-10min；
S4、薄膜形成的空间与外部连通，利用注水机构向薄膜形成的空间内注水直至充满裂缝，利用第一流量检测仪获取注水量；
S5、通过上述注水量计算裂缝的体积；
S6、将水排出，取出薄膜，根据裂缝的体积，利用加料机构向裂缝内填充修补材料；
S7、将压板覆盖在裂缝上，利用动力单元压住压板，保持压板的底面与路面在同一平面内；
S8、稳定一段时间至修补材料膨胀稳定后即可。
4.根据权利要求3所述的道路基层病害快速修补方法，其特征在于，在进行步骤S3之前还包括以下步骤：利用钻孔机构对裂缝的底面钻孔，加工形成多个注浆孔。
5.根据权利要求4所述的道路基层病害快速修补方法，其特征在于，多个注浆孔成矩阵式分布。
6.根据权利要求5所述的道路基层病害快速修补方法，其特征在于，相邻注浆孔间距为20-25cm。
7.根据权利要求4所述的道路基层病害快速修补方法，其特征在于，注浆孔的孔径为5-10cm。
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