CN106958183A - 一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，包括载车，所述载车上设置有机架，所述机架上分别设置有气体输送机构、水流输送机构和喷洒机构，所述气体输送机构和水流输送机构分别与所述喷洒机构连接用于喷洒，所述载车的变速箱连接有取力器，所述取力器通过皮带副分别与所述气体输送机构和水流输送机构连接，用于提供动力。本发明增大半刚性基层的粗糙度，提高半刚性基层和沥青面层之间的摩擦力和粘接强度，进而能提高道路整体质量，延长其使用寿命。

Description

一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置

技术领域

本发明属于工程机械领域，涉及一种半刚性基层表面非光滑处治用的水力处治装置。

背景技术

半刚性基层沥青路面结构是我国最基本的、应用范围最广的一种路面结构方式，其为在半刚性基层上加铺沥青面层而成，具有成熟的、系统性的设计和施工工艺。半刚性基层和沥青面层间的层间处治是沥青道路修建的重要环节，处治方法和设备的性能直接影响道路的质量和寿命。虽然我国公路建设发展迅速、整体水平大幅提高，但有些工程因为施工周期短、车辆超载严重、夏季超长时间持续高温等原因，出现了质量问题，特别是路面常发生拥挤、堆包和分层等病害。这些问题不但造成巨额维修费用，而且极大影响路面使用性能和行车安全，造成经济和社会效益的双重损失。国内外大量研究表明，层间处治不到位是引起这些道路质量问题的重要原因之一，因为半刚性基层和沥青面层是两种不同的结构材料，半刚性基层和沥青面层间接触表面较光滑，层间摩擦力不足，经过路面行车带来的载荷变化，尤其是重载和超载，层间挤压和剪切变形不断累积，导致层间分离或者路面凹凸。

若能增大半刚性基层的粗糙度，就能提高半刚性基层和沥青面层之间的摩擦力和粘接强度，进而能提高道路整体质量，延长其使用寿命。目前国内外常用的层间处治方法：铺洒透层油作为粘接层或用精铣刨处治半刚性基层表面以提高半刚性基层表面粗糙度。但是这些方法都有一定的缺点，首先，随着行车载荷的日益增加，铺洒透层油的方式已经逐渐满足不了道路设计要求；其次，半刚性基层进行精铣刨时，铣刨机过重的整机质量可能会给半刚性基层带来结构性的破坏，同时处治完成后的半刚性基层还需要进行人工清扫，大量的扬尘给环境造成一定的危害。并且这两种层间处治的方法都是在半刚性基层养生完成之后进行的，需要耗费大量人力物力，施工效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种能提高半刚性基层表面粘接强度的水力处治装置，大幅提高半刚性基层和沥青面层之间的结合力。

本发明采用以下技术方案：

一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，包括载车，所述载车上设置有机架，所述机架上分别设置有气体输送机构、水流输送机构和喷洒机构，所述气体输送机构和水流输送机构分别与所述喷洒机构连接用于喷洒，所述载车的变速箱连接有取力器，所述取力器通过皮带副分别与所述气体输送机构和水流输送机构连接，用于提供动力。

进一步的，所述喷洒机构包括气体支管和水流支管，所述气体支管经过空气快接插头连接至二流体喷嘴的一端，所述水流支管经过水管接头与所述二流体喷嘴的另一端连接。

进一步的，所述气体输送机构包括与所述取力器连接的空压机，所述空压机经过储气罐连接至气路三通接头，所述气路三通接头经过气体软管与所述气体支管连接，所述气体软管与所述气体支管之间设置有快速接头。

进一步的，所述水流输送机构包括与所述取力器连接的水泵，所述水泵经过水箱连接至水路三通接头，所述水路三通接头经过水流软管与所述水流支管连接，所述水流软管与所述水流支管之间设置有快速接头。

进一步的，所述二流体喷嘴包括多个，间隔设置在喷嘴固定板上，所述喷嘴固定板上设置有用于固定所述气体支管和水流支管的支撑板。

进一步的，所述支撑板上间隔设置有多个U型关卡，所述气体支管和水流支管平行设置在所述支撑板上，通过所述U型关卡固定。

进一步的，所述喷嘴固定板为可旋转式，所述喷嘴固定板上设置有AD固定装置，所述AD固定装置分别与所述二流体喷嘴连接。

进一步的，所述机架上还设置有提升缸，所述提升缸通过所述支撑板与所述喷嘴固定板连接，用于调节所述二流体喷嘴与半刚性基层表面之间的距离。

进一步的，所述二流体喷嘴的开口中心线与洒布管轴线的夹角β为20°～30°。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，通过在载车上设置气体输送机构和水流输送机构供喷洒机构进行水力处治，气体输送机构和水流输送机构通过皮带副和取力器连接，由取力器获取载车上的动力来进行输出，相对于其它现有的层间处治设备来说，其结构简单可靠，工作过程方便简洁；水气二流体在处治过程中对半刚性基层表面带有一定的清洁作用，从而使得经过表面非光滑处治的半刚性基层养生完成之后可直接进行沥青面层的铺设，施工效率大幅提高，同时还能大幅降低非光滑表面的处治成本；由于本发明使用的工作介质为水和气体，在处治过程中不会在空气中产生粉尘，因此处治过程不会对大气造成污染。

进一步的，气体支管和水流支管分别通过空气快接插头和水管接头与二流体喷嘴连接，当接头处出现损坏时，可快速更换。

进一步的，气体输送机构设置有空压机，水流输送机构设置有气泵，可以通过调节水泵出口水压或者空压机出口气压来调节二流体喷嘴的出口压力，以使处治效果达到最优。

进一步的，喷嘴固定板为可旋转式，通过螺栓和支撑板连接，通过旋转喷嘴固定板来调节水流与行驶方向的夹角，优化处治效果。

进一步的，使用提升缸来调节喷嘴和基层距离，当转场时，提升缸工作，增大喷嘴和基层距离，加强了车辆的通行性。提升缸也可以微小动作，改变喷嘴与基层距离，调节二流体到达处治面时的压力。

进一步的，二流体喷嘴的开口中心线与洒布管轴线的夹角β为20°～30°，实现多重洒布的角度范围

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明侧视图；

图2为本发明局部后视图；

图3为本发明处治过程示意图。

其中：1.吊耳；2.提升缸；3.机架；4.储气罐；5.水箱；6.空压机；7.水泵；8.皮带副；9.取力器；10.载车；11.水流软管；12.快速接头；13.气体软管；14.支撑板；15.水路三通接头；15’.气路三通接头；16.气体支管；17.空气快接插头；18.水流支管；19.U型关卡；20.水管接头；21.二流体喷嘴；22.AD固定装置；23.喷嘴固定板。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明公开了一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，包括五个部分：载车、动力传动机构、气体输送机构、水流输送机构、喷洒机构。载车部分通过功率和载重的匹配进行选型；机架固定在载车上；动力传递机构、气体输送机构、水流输送机构都直接固定在机架3上，喷洒机构通过提升缸也固定在机架上。

载车10上设置有机架3，所述机架3上分别设置有气体输送机构、水流输送机构、喷洒机构和动力传动机构，所述气体输送机构和水流输送机构分别与所述喷洒机构连接用于喷洒，动力传动机构包括取力器9和皮带副8，取力器9与载车10的变速箱相连，取力器9取出的动力通过皮带副8传递到空压机6和水泵7，最终使得喷洒装置正常工作；

气体输送机构包括：空压机6和空压机储气罐4，空气储气罐体积狭长，分开放置更有利于水力处治装置整体布局，重心位置更加合理。

喷洒机构包括提升缸、管路和二流体喷嘴21。储气罐4与气路管道相连并连通至二流体喷嘴21，水箱5与水路管道相连并连通至二流体喷嘴21。

喷洒机构的洒布高度满足以下公式：

H＝L×n/(2cosβ)tgα/2

其中：H为洒布高度，L为喷嘴间距，n为搭接层数，n＝2或3(即洒布机主要进行二重洒布或三重洒布，二重洒布的含义是在每个单位喷洒面积上会接受到来自两个喷头的均匀喷洒液体，三重以此类推)，β为二流体喷嘴21的开口中心线与洒布管轴线之间的夹角，一般为20°～30°，α为喷洒角。

在使用水力处治装置处治半刚性基层表面时，在载车处于低速行驶状态。发动机的原动力通过取力器传送至皮带副，进而带动空压机和水泵工作。空压机产生的高压气体通过气管输送到二流体喷嘴的一个输入端；水泵将储水箱里的水以一定压力输送到二流体喷嘴的另一输入端；最终，高压气体和一定压力的水流经二流体喷嘴输出端口混合后以一定角度喷射到半刚性基层表面，给半刚性基层表面一定的冲击。经过处治后的半刚性基层表面宏观上保持原有的平整度，但细微观上半刚性基层表面则处于部分砂浆被冲刷掉而骨料上表面裸露在外面的状态，因此半刚性基层表面变得非光滑，从而提高了半刚性基层表面的粘接面积，进一步地提高了道路层间的粘结性能。

在使用过程中，通过改变提升装置的状态可以调节二流体喷嘴21与半刚性基层表面之间的距离。为了实现半基层表面被冲刷掉的砂浆自清洁功能，二流体喷嘴21喷出的二流体沿一定角度冲刷，推动被冲刷掉的砂浆向前运动，保持被处治过的表面清洁。

请参阅图1所示，当载车10处于低速工作状态时，取力器9与载车变速箱以一定方式连接，使得载车发动机的一部分动力作为水力处治装置的原动力；取力器9通过皮带副8带动空压机6和水泵7工作。

请参阅图2所示，水流支管18和气体支管16通过U型关卡19连接在支撑板上，喷嘴固定板23通过螺栓连接在支撑板14上，可转动；水流软管11和水流支管18通过快速接头12相连，气体软管13和气体支管16也通过快速接头12相连，二流体喷嘴21通过AD固定装置22固定在喷嘴固定板上23；当处治装置开始工作后，高压气体从储气罐4输送到三通接头15，再经过气体软管13和气体支管16到达二流体喷嘴21的一个输入端；同时一定压力的水流从储水箱5到三通接头15，再经过水流软管11和水流支管18到达二流体喷嘴21的另一个输入端；具有一定压力的水流和高压气体通过二流体喷嘴混合后以一定的倾斜角度喷射向半刚性基层表面，半刚性基层表面上一层砂浆随着二流体的冲刷而脱离半刚性基层表面。最终，使得半刚性基层较上层的骨料部分裸露在外面，从而在不影响半刚性基层表面宏观平整度的情况下使其表面变为非光滑，进而提高半刚性基层与沥青面层间的接触面积，达到提高层间的粘接强度的目的。

请参阅图3所示，在水力处治过程中，由于不同材料铺设的半刚性基层在硬度和材料内部的粘接力方面会有一定的差异，所以可通过升降提升缸2来调节二流体喷嘴21与半刚性基层表面的距离；通过旋转喷嘴固定板23来调节水流与行驶方向的夹角；通过调节水泵出口水压或者空压机出口气压来调节二流体喷嘴的出口压力，以使处治效果达到最优。

当载车10处于高速行驶或者转场时，断开取力器9与载车变速箱的连接，水力处治装置不工作。

优选的，机架3尾部设置有吊耳1，用于水力处治工作装置的吊装和移动。

本发明采用以水为主要动力介质、以气为辅助动力介质的方法对半刚性基层表面进行处治。处治时，半刚性基层压实后经过短时间初步凝结，用水气二流体对半刚性基层表面进行冲刷，根据设计的压力和冲刷角度，水气二流体冲刷掉半刚性基层表面一定厚度的砂浆，使得部分被砂浆裹附的骨料上表面暴露出来，从而形成非光滑的半刚性基层表面，进而增大半刚性基层与沥青面层的接触面积，最终大幅提高半刚性基层基层和沥青面层之间的结合力。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，其特征在于：包括载车(10)，所述载车(10)上设置有机架(3)，所述机架(3)上分别设置有气体输送机构、水流输送机构和喷洒机构，所述气体输送机构和水流输送机构分别与所述喷洒机构连接用于喷洒，所述载车(10)的变速箱连接有取力器(9)，所述取力器(9)通过皮带副(8)分别与所述气体输送机构和水流输送机构连接，用于提供动力。

2.根据权利要求1所述的一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，其特征在于：所述喷洒机构包括气体支管(16)和水流支管(18)，所述气体支管(16)经过空气快接插头(17)连接至二流体喷嘴(21)的一端，所述水流支管(18)经过水管接头(20)与所述二流体喷嘴(21)的另一端连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，其特征在于，所述气体输送机构包括与所述取力器(9)连接的空压机(6)，所述空压机(6)经过储气罐(4)连接至气路三通接头(15’)，所述气路三通接头(15’)经过气体软管(13)与所述气体支管(16)连接，所述气体软管(13)与所述气体支管(16)之间设置有快速接头(12)。

4.根据权利要求2所述的一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，其特征在于：所述水流输送机构包括与所述取力器(9)连接的水泵(7)，所述水泵(7)经过水箱(5)连接至水路三通接头(15)，所述水路三通接头(15)经过水流软管(11)与所述水流支管(18)连接，所述水流软管(11)与所述水流支管(18)之间设置有快速接头(12)。

5.根据权利要求2所述的一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，其特征在于：所述二流体喷嘴(21)包括多个，间隔设置在喷嘴固定板(23)上，所述喷嘴固定板(23)上设置有用于固定所述气体支管(16)和水流支管(18)的支撑板(14)。

6.根据权利要求5所述的一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，其特征在于：所述支撑板(14)上间隔设置有多个U型关卡(19)，所述气体支管(16)和水流支管(18)平行设置在所述支撑板(14)上，通过所述U型关卡(19)固定。

7.根据权利要求5所述的一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，其特征在于：所述喷嘴固定板(23)为可旋转式，所述喷嘴固定板(23)上设置有AD固定装置(22)，所述AD固定装置(22)分别与所述二流体喷嘴(21)连接。

8.根据权利要求6或7所述的一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，其特征在于：所述机架(3)上还设置有提升缸(2)，所述提升缸(2)通过所述支撑板(14)与所述喷嘴固定板(23)连接，用于调节所述二流体喷嘴(21)与半刚性基层表面之间的距离。

9.根据权利要求8所述的一种用于半刚性基层表面非光滑处治的水力处治装置，其特征在于：所述二流体喷嘴(21)的开口中心线与洒布管轴线的夹角β为20°～30°。