CN105625149B - 一种用于道路基层病害修复的设备和方法 - Google Patents

一种用于道路基层病害修复的设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于道路基层病害修复的设备和方法，包括支撑架、支撑板、齿轮、螺杆、钻头，驱动单元、料箱、排料管、阀门、气泵、压力传感器、第一薄膜、第二薄膜。本发明通过分多次向裂缝内加入修补材料，在每次加入修补材料后对修补材料施加预设压强，能够让修补材料膨胀至理想体积，让修补材料的性能达到最好，这样就能够保证在裂缝修补完成后，整个修补材料的性能良好，修补材料用量误差较小，避免浪费、节省资源；本发明道路裂缝修补方便，修补效果好。

Description

一种用于道路基层病害修复的设备和方法
技术领域
本发明涉及道路裂缝修补技术领域，尤其涉及一种用于道路基层病害修复的设备和方法。
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，本发明提出了一种用于道路基层病害修复的设备和方法，效果好。
一种用于道路基层病害修复的设备，包括支撑架、支撑板、齿轮、螺杆、钻头，驱动单元、料箱、排料管、阀门、气泵、压力传感器、第一薄膜、第二薄膜；
该支撑板安装在支撑架上，该支撑板上设有贯穿其上下表面的第一通孔，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；
该齿轮水平设置，该齿轮转动安装在支撑架上，该齿轮的中心处设有贯穿其上下表面的第二通孔，该第二通孔的孔径大于螺杆的直径，该第二通孔的轴线与第一通孔的轴线共线，该第二通孔内设有第二螺纹；
该螺杆沿竖直方向设置，该螺杆同时置于第一通孔和第二通孔内，且螺杆与第一螺纹、第二螺纹均啮合；
该钻头安装在螺杆的底端；
该驱动单元与齿轮传动连接以驱动齿轮转动；
该排料管与料箱连通，该阀门安装在排料管上。
优选的，还包括车体，该支撑架、料箱、气泵安装在车体上。
优选的，还包括连接件；
该车体上设有第一滑槽，该支撑架通过连接件与第一滑槽可移动连接；
该连接件上设有第二滑槽，该第二滑槽的长度方向与第一滑槽的长度方向斜交或垂直，该支撑架与第二滑槽可移动连接。
一种用于道路基层病害修复的方法，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、在裂缝上覆盖第一薄膜，第一薄膜的边缘与路面进行密封，第一薄膜的面积大于其在路面上的投影面积；
S4、在第一薄膜上设开口，利用气泵通过开口抽出裂缝和第一薄膜形成空间内的气体，然后将排料管的出料端与开口连通，打开阀门，通过料箱向裂缝内注入修补材料，关闭阀门；
S5、对第一薄膜施加预设的压强P；
S6、当裂缝内的修补材料膨胀稳定后，打开阀门，继续向裂缝内注入修补材料，然后关闭阀门，继续对第一薄膜施加预设的压强P；
S7、反复重复步骤S6，直至修补材料充满裂缝。
优选的，在进行步骤S4之前还包括以下步骤：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15-20cm。
优选的，注浆孔的孔径为3-5cm。
优选的，步骤S5具体包括：在第一薄膜上覆盖第二薄膜，第二薄膜的边缘与第一薄膜密封连接，第二薄膜上设有注气口，通过气泵、注气口向第二薄膜、第一薄膜形成的空间内注入气体，将压力传感器置于第二薄膜、第一薄膜形成的空间内，利用压力传感器实时获取第二薄膜、第一薄膜形成的空间内的压力值，当压力值与预设的压强P相等时，停止气泵作业；上述开口穿过第二薄膜与外界连通。
本发明中，通过对裂缝进行清理、平整，通过支撑板、齿轮、螺杆、钻头在裂缝内加工多个注浆孔，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；通过分多次向裂缝内加入修补材料，在每次加入修补材料后对修补材料施加预设压强，能够让修补材料膨胀至理想体积，让修补材料的性能达到最好，这样就能够保证在裂缝修补完成后，整个修补材料的性能良好，修补材料用量误差较小，避免浪费、节省资源；本发明道路裂缝修补方便，修补效果好。
附图说明
图1为本发明的一种用于道路基层病害修复的设备的结构示意图；
图2为本发明的一种用于道路基层病害修复的方法的流程示意图。
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：
本发明提出的一种用于道路基层病害修复的设备，包括车体9、连接件10、支撑架1、支撑板2、齿轮3、螺杆4、钻头5，驱动单元6、料箱13、排料管14、阀门15、气泵、压力传感器、第一薄膜、第二薄膜。
车体9上设有第一滑槽11，该支撑架1通过连接件10与第一滑槽11可移动连接。
连接件10上设有第二滑槽12，该第二滑槽12的长度方向与第一滑槽11的长度方向斜交或垂直，该支撑架1与第二滑槽12可移动连接；这样就能够任意的调节支撑架1的位置，方便使用。
料箱13、气泵安装在车体9上，可以利用气泵进行充气、抽气；支撑板2安装在支撑架1上，该支撑板2上设有贯穿其上下表面的第一通孔7，该第一通孔7的孔径大于螺杆4的直径，该第一通孔7内设有第一螺纹。
齿轮3水平设置，该齿轮3转动安装在支撑架1上，该齿轮3的中心处设有贯穿其上下表面的第二通孔8，该第二通孔8的孔径大于螺杆4的直径，该第二通孔8的轴线与第一通孔7的轴线共线，该第二通孔8内设有第二螺纹。
螺杆4沿竖直方向设置，该螺杆4同时置于第一通孔7和第二通孔8内，且螺杆4与第一螺纹、第二螺纹均啮合。
钻头5安装在螺杆4的底端。
驱动单元6与齿轮3传动连接以驱动齿轮3转动，利用驱动单元6带动齿轮3转动，进而通过第二螺纹带动螺杆4、钻头5转动，因为，支撑板2不动，螺杆4同时与第一螺纹啮合，因此，螺杆4、钻头5在转动时会同时沿竖直方向移动，这样就能够利用钻头5实现钻孔加工；仅利用驱动单元6即实现钻头5转动及沿竖直方向移动，不需要其它辅助机构，优化的整个结构，。
排料管14与料箱13连通，该阀门15安装在排料管14上；可以通过料箱13、排料管14向裂缝内加入修补材料。
参考图2，基于上述的一种用于道路基层病害修复的设备，本发明提出一种用于道路基层病害修复的方法，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、在裂缝上覆盖第一薄膜，第一薄膜的边缘与路面进行密封，第一薄膜的面积大于其在路面上的投影面积；这样，在进行步骤S6时，第一薄膜会压在修补材料上，限制修补材料在移动压力作用下膨胀。
S4、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15-20cm，注浆孔的孔径为3-5cm；增加多个注浆孔，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。
利用驱动单元、支撑板、齿轮、螺杆带动钻头，利用钻头进行钻孔。
S5、在第一薄膜上设开口，利用气泵通过开口抽出裂缝和第一薄膜形成空间内的气体，然后将排料管的出料端与开口连通，打开阀门，通过料箱向裂缝内注入修补材料，关闭阀门，加入的修补材料要适量，应该明显不会超量。
S6、在第一薄膜上覆盖第二薄膜，第二薄膜的边缘与第一薄膜密封连接，第二薄膜上设有注气口；通过气泵、注气口向第二薄膜、第一薄膜形成的空间内注入气体，将压力传感器置于第二薄膜、第一薄膜形成的空间内，利用压力传感器实时获取第二薄膜、第一薄膜形成的空间内的压力值，当压力值与预设的压强P相等时，停止气泵作业；上述开口穿过第二薄膜与外界连通；从而对第一薄膜施加预设的压强P；步骤S6提供了一种施加压力的方法，当然也可以利用液压，利用重物施压。
在经过多次加入修补材料后，当修补材料快要填满裂缝时，再次加入修补材料时，应该少量的加入，避免超量。
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，高聚物材料的膨胀倍数与所受压强之间的关系是已知的，作为本领域技术人员，当需要让高聚物材料的膨胀至某个体积时，只需要施加对应的压强即可；高聚物材料膨胀至某个体积时，高聚物材料的性能是最好的，此时，对应的压强即为预设压强P。
S7、当裂缝内的修补材料膨胀稳定后，打开阀门，继续向裂缝内注入修补材料，然后关闭阀门，继续对第一薄膜施加预设的压强P。
S8、反复重复步骤S7，直至修补材料充满裂缝。
通过对裂缝进行清理、平整，避免杂物影响修补，通过支撑板、齿轮、螺杆、钻头在裂缝内加工多个注浆孔，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；通过分多次向裂缝内加入修补材料，在每次加入修补材料后对修补材料施加预设压强，能够让修补材料膨胀至理想体积，让修补材料的性能达到最好，这样就能够保证在裂缝修补完成后，整个修补材料的性能良好，修补材料用量误差较小，避免浪费、节省资源。
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 (8)

1.一种用于道路基层病害修复的设备，其特征在于，包括支撑架(1)、支撑板(2)、齿轮(3)、螺杆(4)、钻头(5)，驱动单元(6)、料箱(13)、排料管(14)、阀门(15)、气泵、压力传感器、第一薄膜、第二薄膜；
该支撑板(2)安装在支撑架(1)上，该支撑板(2)上设有贯穿其上下表面的第一通孔(7)，该第一通孔(7)的孔径大于螺杆(4)的直径，该第一通孔(7)内设有第一螺纹；
该齿轮(3)水平设置，该齿轮(3)转动安装在支撑架(1)上，该齿轮(3)的中心处设有贯穿其上下表面的第二通孔(8)，该第二通孔(8)的孔径大于螺杆(4)的直径，该第二通孔(8)的轴线与第一通孔(7)的轴线共线，该第二通孔(8)内设有第二螺纹；
该螺杆(4)沿竖直方向设置，该螺杆(4)同时置于第一通孔(7)和第二通孔(8)内，且螺杆(4)与第一螺纹、第二螺纹均啮合；
该钻头(5)安装在螺杆(4)的底端；
该驱动单元(6)与齿轮(3)传动连接以驱动齿轮(3)转动；
该排料管(14)与料箱(13)连通，该阀门(15)安装在排料管(14)上。
2.根据权利要求1所述的用于道路基层病害修复的设备，其特征在于，还包括车体(9)，该支撑架(1)、料箱(13)、气泵安装在车体(9)上。
3.根据权利要求2所述的用于道路基层病害修复的设备，其特征在于，还包括连接件(10)；
该车体(9)上设有第一滑槽(11)，该支撑架(1)通过连接件(10)与第一滑槽(11)可移动连接；
该连接件(10)上设有第二滑槽(12)，该第二滑槽(12)的长度方向与第一滑槽(11)的长度方向斜交或垂直，该支撑架(1)与第二滑槽(12)可移动连接。
4.一种基于权利要求1-3任意一项所述的用于道路基层病害修复的设备的道路基层病害修复的方法，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、在裂缝上覆盖第一薄膜，第一薄膜的边缘与路面进行密封，第一薄膜的面积大于其在路面上的投影面积；
S4、在第一薄膜上设开口，利用气泵通过开口抽出裂缝和第一薄膜形成空间内的气体，然后将排料管的出料端与开口连通，打开阀门，通过料箱向裂缝内注入修补材料，关闭阀门；
S5、对第一薄膜施加预设的压强P；
S6、当裂缝内的修补材料膨胀稳定后，打开阀门，继续向裂缝内注入修补材料，然后关闭阀门，继续对第一薄膜施加预设的压强P；
S7、反复重复步骤S6，直至修补材料充满裂缝。
5.根据权利要求4所述的用于道路基层病害修复的方法，其特征在于，在进行步骤S3之前还包括以下步骤：对裂缝的底面钻孔，加工形成多个注浆孔。
6.根据权利要求5所述的用于道路基层病害修复的方法，其特征在于，多个注浆孔成矩阵式分布。
7.根据权利要求6所述的用于道路基层病害修复的方法，其特征在于，相邻注浆孔间距为15-20cm。
8.根据权利要求5所述的用于道路基层病害修复的方法，其特征在于，注浆孔的孔径为3-5cm。
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