CN108221565A - 一种水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面施工沥青喷洒装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面施工沥青喷洒装置，有效的解决了目前沥青喷洒不均，设备清理不彻底的问题；解决的技术方案包括第一洒布管和第二洒布管，两个洒布管前后并排布置，两个洒布管上均布有多个喷头，第一洒布管内安装有第一刮板，第二洒布管内安装有第二刮板，第一刮板和第二刮板上均开有通水孔，洒布管外设有卷线筒，卷线筒上设有钢丝绳，钢丝绳串联两个洒布管且可以带动两个刮板同步运动，卷线筒上同轴固定连接有一个外齿轮，外齿轮啮合有一个不完全外齿轮，不完全外齿轮固定连接有一个与其同轴的不完全内齿轮，不完全内齿轮和外齿轮啮合；本发明构思新颖，结构巧妙，效果显著，使用方便，实用性强。

Description

一种水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面施工沥青喷洒装置

技术领域

本发明涉及道路施工领域，具体是一种水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面施工沥青喷洒装置。

背景技术

按照路面的力学特性，路面通常分为三种类型：柔性路面、刚性路面和半刚性路面。刚性路面存在行车不舒适及维修困难等缺点，制约了其在高等级道路上的应用。目前我国已建成的公路及城市道路绝大部分是沥青路面，高温时沥青路面混合料会因粘度降低与集料颗粒间凝聚力减弱，表现出塑性，再加上车辆严重超载超限、大交通量、渠化行车等因素的影响，导致车辙已成为沥青路面早期最主要的病害，而在降温时，沥青粘度会提高，变形能力大为降低，表现出脆性，由于收缩和外力作用下，沥青路面内部产生过大的拉应力而导致开裂。为了克服沥青路面的高、低温性能上的不足，开发了以水泥－沥青复合材料作为结合料的路面，这种路面兼具刚性路面和柔性路面的优点，表现出半刚半柔性的力学特征，它通常被称为半刚性路面。

半刚性路面主要通过拌合法和贯入法两种方法施工，贯入式指在碎石等基体铺好后贯入沥青混合料的方法，贯入沥青时需要用到沥青喷洒设备，现有的沥青喷洒设备采用一根安装有一排喷头的洒布管喷洒沥青，由于沿管长方向存在压降，导致离进料口近的喷头喷洒压力大，沥青喷洒量大，离进料口远的喷头喷洒压力小，沥青喷洒量小，致使沥青沿洒布管管长方向洒布不均；另外，由于铺设好的碎石之间的缝隙走向极不规律，若一个方向喷洒沥青，则对于走向与喷洒方向相反的缝隙，沥青不能直接灌注进缝隙内，只能靠流动渗透到缝隙中，这就导致此类缝隙存在不能有效贯入沥青的可能，形成薄弱点，日后路面可能会以此类薄弱点为中心开始溃坏；沥青喷洒完后，洒布管内残留的沥青需要清除，否则残留沥青在洒布管内凝结堵塞洒布管影响后续使用，目前的清洗方法是喷洒完成后向洒布管内通柴油清洗，此种方法清洗缓慢且清洗不彻底，仍然会有沥青顽固粘结在洒布管内壁，久而久之堵塞洒布管，而且，此方法浪费大量的柴油，增加成本。

因此，设计一种新型的沥青喷洒设备以克服上述缺陷是亟需解决的问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面施工沥青喷洒装置，有效的解决了目前沥青喷洒不均，缝隙填充不够有效以及设备清理不彻底的问题。

其解决的技术方案是，一种水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面施工沥青喷洒装置，包括两端封闭的第一洒布管和第二洒布管，两个洒布管长度直径均相同且前后并排布置，第一洒布管左端设有第一进料口，第二洒布管右端设有第二进料口，两个洒布管上均沿杆长均布有多个喷头，两个洒布管上的喷头位置和间隔均相同；

第一洒布管内安装有一个与其内壁滑动贴合的第一刮板，第二洒布管内安装有一个与其内壁滑动贴合的第二刮板，第一刮板和第二刮板上均开有通水孔，第一刮板位于第一洒布管左端，第二刮板位于第二洒布管右端，洒布管外设有卷线筒，卷线筒上设有钢丝绳，钢丝绳首端固定并缠绕在卷线筒上，尾端从第一洒布管左端穿入右端穿出，然后从第二洒布管右端穿入左端穿出，最后固定并缠绕在卷线筒上且和首端绕向相反，钢丝绳依次穿过两个刮板且可以带动两个刮板同步运动；卷线筒上同轴固定连接有一个外齿轮，外齿轮啮合有一个不完全外齿轮，不完全外齿轮固定连接有一个与其同轴的不完全内齿轮，不完全内齿轮和外齿轮啮合，不完全外齿轮和不完全内齿轮的有齿段圆周方向上不存在重叠角。

本发明沥青喷洒均匀，能更有效的贯入缝隙中，使用后沥青洒布管清洗彻底快速，避免沥青在洒布管内粘结堵塞；本发明构思新颖，结构巧妙，效果显著，使用方便，实用性强。

附图说明

图1为本发明洒布管位置的俯视剖视图。

图2为不完全齿轮的侧视剖视图。

图3为不完全齿轮机构的端面视图。

图4为不完全齿轮机构的立体图一。

图5为不完全齿轮机构的立体图二。

图6为卷线筒的侧视图。

图7为端盖处的局部剖视图。

图8为两个洒布管上的喷头喷洒沥青时的左视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细说明。

由图1至图8给出，本发明包括两端封闭的第一洒布管1和第二洒布管2，两个洒布管长度直径均相同且前后并排布置，第一洒布管1左端设有第一进料口3，第二洒布管2右端设有第二进料口4，两个洒布管上均沿杆长均布有多个喷头5，两个洒布管上的喷头5位置和间隔均相同；

第一洒布管1内安装有一个与其内壁滑动贴合的第一刮板6，第二洒布管2内安装有一个与其内壁滑动贴合的第二刮板7，第一刮板6和第二刮板7上均为圆形且其上均开有通水孔8，第一刮板6位于第一洒布管1左端，第二刮板7位于第二洒布管2右端，洒布管外设有卷线筒9，卷线筒9上设有钢丝绳10，钢丝绳10首端固定并缠绕在卷线筒9上，尾端从第一洒布管1左端穿入右端穿出，然后从第二洒布管2右端穿入左端穿出，最后固定并缠绕在卷线筒9上且和首端绕向相反，钢丝绳10依次穿过两个刮板且可以带动两个刮板同步运动；卷线筒9上同轴固定连接有一个外齿轮11，外齿轮11啮合有一个不完全外齿轮12，不完全外齿轮12固定连接有一个与其同轴的不完全内齿轮13，不完全内齿轮13和外齿轮11啮合，不完全外齿轮12和不完全内齿轮13的有齿段圆周方向上不存在重叠角。

为使沥青可以最大限度的渗透到碎石的缝隙中，所述的第一洒布管1上的喷头5向后倾斜，第二洒布管2上的喷头5向前倾斜。

为保证第一刮板6和第二刮板7往返运动的行程相同，所述的不完全外齿轮12和不完全内齿轮13的有齿段弧长相同。

所述的第一洒布管1两端和第二洒布管2两端分别经螺纹连接有端盖14，端盖14将洒布管两端封闭，端盖14端面上开有供钢丝绳10穿过的第一绳孔15。

为保证在喷洒沥青时洒布管两端能有效密封，所述的端盖14内安装有锥形密封圈16，锥形密封圈16小端朝内，洒布管管口内壁设有与锥形密封圈16配合的锥形扩口17，锥形密封圈16中心开有供钢丝绳10穿过的第二绳孔18。

为实现两个刮板可随钢丝绳10同步运动且受力平衡，所述的第一刮板6和第二刮板7两端分别经多根圆周均布的分支绳19连结固定在钢丝绳10上。

本发明在具体使用时，两个洒布管的进料口经沥青管路连接到沥青罐和水箱，沥青罐内装有热融好的沥青，水箱内装有水，不完全外齿轮12和不完全内齿轮13经驱动轴连接有驱动装置；喷洒沥青时，首先启动沥青管路上的沥青泵，然后控制管路上的各个开关阀使沥青在管路内循环对喷洒管路进行预热。

预热完成后，控制开关阀使沥青罐和洒布管之间形成通路，沥青罐内的沥青在沥青泵的作用下经沥青管路由第一进料口3和第二进料口4分别进入第一洒布管1和第二洒布管2，再经洒布管上的喷头5喷出；由于沿洒布管管长方向存在压降，所以靠近进料口的喷头5沥青喷出压力较大，远离进料口的喷头5沥青喷出压力较小，这就导致单个洒布管沿管长方向沥青洒布不均，即第一洒布管1左端沥青喷洒量大于右端沥青喷洒量，第二洒布管2右端沥青喷洒量大于左端沥青喷洒量；左右方向上的同一位置处，第一洒布管1上喷头5的压降为该喷头5左侧洒布管长度上的压降，第二洒布管2上喷头5的压降为该喷头5右侧洒布管长度上的压降，第一洒布管1上喷头5的压降加上第二洒布管2上喷头5的压降正好为洒布管全长长度上的压降，即在任一位置上，两洒布管上的两个喷头5的总压降相同，也即任一位置上两个喷头5的沥青喷洒量总和相同，本发明第一洒布管1在前进行第一遍喷洒，第二洒布管2在后进行第二遍喷洒，两遍喷洒后，任一位置的沥青喷洒量为两个洒布管上喷头5喷洒沥青的总和，即处处相同，实现沥青沿管长方向的均匀喷洒。

另外，由于铺好的碎石之间的缝隙走向极不规律，若一个方向喷洒沥青，则对于走向与喷洒方向相反的缝隙，沥青不能直接灌注进缝隙内，只能靠流动渗透到缝隙中，这就导致此类缝隙存在不能有效贯入沥青的可能，形成薄弱点，日后路面可能会以此类薄弱点为中心开始溃坏；本发明第一洒布管1上的喷头5向后倾斜喷洒沥青，第二洒布管2上的喷头5向前倾斜喷洒沥青，从两个方向喷洒能最大程度的保证沥青被直接灌注进缝隙内，使缝隙填充更有效。

当喷洒完成后，关闭沥青罐和洒布管之间的通路，沥青泵再运行一段时间，使管路内残留的沥青排净，然后将管路切换到水箱，使水箱和洒布管之间形成通路，拧松第一洒布管1和第二洒布管2两端的端盖14，洒布管管口处的锥形扩口17不再挤压锥形密封圈16，锥形密封圈16上的第二绳孔18松开钢丝绳10，使钢丝绳10可以在第一绳孔15和第二绳孔18内自由滑动，同时启动驱动轴连接的驱动设备，驱动设备通过驱动轴带动不完全外齿轮12和不完全内齿轮13同步转动，不完全外齿轮12和外齿轮11啮合时，不完全外齿轮12带动外齿轮11逆时针转动，外齿轮11带动卷线筒9逆时针转动，卷线筒9开始将钢丝绳10尾端缠绕在卷线筒9上同时将钢丝绳10首端从筒上绕下，从而使钢丝绳10拉动第一刮板6向右运动，拉动第二刮板7向左运动，第一刮板6和第二刮板7运动时其外壁将粘附在洒布管内壁的沥青刮下，于此同时，在沥青泵的作用下水箱内的水经第二料管和第三料管泵入两个洒布管内，将刮下的沥青通过喷头5冲出洒布管外；当第一刮板6运动到右端，第二刮板7运动到左端时，不完全外齿轮12的有齿段和外齿轮11结束啮合，不完全内齿轮13的有齿段开始和外齿轮11啮合，带动外齿轮11反转，使卷线筒9反转，将钢丝绳10首端缠绕在卷线筒9上，同时将钢丝绳10尾端从筒上绕下，钢丝绳10运动拉动第一刮板6向左运动，拉动第二刮板7向右运动；驱动轴持续转动实现刮板的往复运动对洒布管内壁进行清理，再由沥青泵泵出的高压水流将残留沥青冲出洒布管。

几次循环后，洒布管内残留的沥青被清洗干净，等第一刮板6和第二刮板7回到初始位置即洒布管端部时，关闭驱动设备，卷线筒9停止转动，两个刮板停在此位置，然后将沥青泵停机，关闭各个开关阀，最后拧紧洒布管两端的端盖14，端盖14在向内拧紧时，锥形密封圈16被洒布管管口的锥形扩口17挤压变形，从而使第二绳孔18收缩压紧钢丝绳10，实现密封；至此整个工作过程结束，以待下次使用。

本发明具有以下显著的优点：

1、沥青喷洒均匀；本发明设计了两个并排设置的洒布管，使两个洒布管任意位置处的沥青喷洒压力互补，从而使沿管长方向任一位置的沥青喷洒量相同，完全解决了传统沥青洒布管沿管长存在压降使沥青喷洒不均匀的问题，并且没有加装任何稳压设备或压力补偿设备，不需另外设置控制机构，不增加成本和操作难度，构思巧妙，使用简单有效。

2、沥青可以更有效的贯入碎石缝隙中；本发明在设计了两个并排设置的洒布管的同时，对每个洒布管上的喷头5方向也做了调整，使两个洒布管上的喷头5喷洒方向相反，使沥青可以从两个方向更有效的直接贯入不同走向的碎石缝隙中，保证碎石缝隙中都能贯入足量的沥青，避免传统单向喷洒时由于沥青喷出后在冷却前不能有效流动渗透到每个缝隙中而形成薄弱点，使路面从薄弱点开始溃坏。

3、本发明对洒布管的清洁更彻底有效；传统的沥青喷洒设备多单纯依靠柴油的溶解和冲洗作用清洗洒布管内残留的沥青，此方法清洗缓慢，需要长时间冲洗才能到达清洗要求，且清洗不彻底，而且浪费大量柴油，本发明在洒布管内设计了刮板，又通过不完全外齿轮12和不完全内齿轮13以及卷线筒9和钢丝绳10的配合，实现刮板的往复运动，从而将沥青从洒布管内壁上刮除，再用水冲走即可，利用刮板可以很彻底快速地刮除洒布管内壁粘附的残留沥青，而且不再需要柴油溶解，只需用水冲出即可，清洗快速彻底，效果好效率高，且避免浪费柴油。

4、本发明的不完全外齿轮12和不完全内齿轮13与外齿轮11配合的结构，具有诸多优点，首先，实现了驱动轴单向驱动，外齿轮11双向交替输出的功能，不需驱动设备正反转，也不需加控制单元；另外，通过更改不完全外齿轮12和不完全内齿轮13的齿段长度，可控制外齿轮11正反转的行程，通过更改不完全外齿轮12和不完全内齿轮13齿段的分布位置，可实现外齿轮11的正转、反转、停止三个状态的多种动作顺序和动作时长的组合，此机构在机械领域具有很广的应用范围和实用价值。

综上，本发明沥青喷洒均匀，能更有效的贯入缝隙中，使用后沥青洒布管清洗彻底快速，避免沥青在洒布管内粘结堵塞；本发明构思新颖，结构巧妙，效果显著，使用方便，实用性强。

Claims (6)

1.一种水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面施工沥青喷洒装置，包括两端封闭的第一洒布管（1）和第二洒布管（2），其特征在于，两个洒布管长度直径均相同且前后并排布置，第一洒布管（1）左端设有第一进料口（3），第二洒布管（2）右端设有第二进料口（4），两个洒布管上均沿杆长均布有多个喷头（5），两个洒布管上的喷头（5）位置和间隔均相同；

第一洒布管（1）内安装有一个与其内壁滑动贴合的第一刮板（6），第二洒布管（2）内安装有一个与其内壁滑动贴合的第二刮板（7），第一刮板（6）和第二刮板（7）上均开有通水孔（8），第一刮板（6）位于第一洒布管（1）左端，第二刮板（7）位于第二洒布管（2）右端，洒布管外设有卷线筒（9），卷线筒（9）上设有钢丝绳（10），钢丝绳（10）首端固定并缠绕在卷线筒（9）上，尾端从第一洒布管（1）左端穿入右端穿出，然后从第二洒布管（2）右端穿入左端穿出，最后固定并缠绕在卷线筒（9）上且和首端绕向相反，钢丝绳（10）依次穿过两个刮板且可以带动两个刮板同步运动；卷线筒（9）上同轴固定连接有一个外齿轮（11），外齿轮（11）啮合有一个不完全外齿轮（12），不完全外齿轮（12）固定连接有一个与其同轴的不完全内齿轮（13），不完全内齿轮（13）和外齿轮（11）啮合，不完全外齿轮（12）和不完全内齿轮（13）的有齿段圆周方向上不存在重叠角。

2.根据权利要求1所述的一种水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面施工沥青喷洒装置，其特征在于，所述的第一洒布管（1）上的喷头（5）向后倾斜，第二洒布管（2）上的喷嘴（5）向前倾斜。

3.根据权利要求1所述的一种水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面施工沥青喷洒装置，其特征在于，所述的不完全外齿轮（12）和不完全内齿轮（13）的有齿段弧长相同。

4.根据权利要求1所述的一种水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面施工沥青喷洒装置，其特征在于，所述的第一洒布管（1）两端和第二洒布管（2）两端分别经螺纹连接有端盖（14），端盖（14）将洒布管两端封闭，端盖（14）端面上开有供钢丝绳（10）穿过的第一绳孔（15）。

5.根据权利要求1所述的一种水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面施工沥青喷洒装置，其特征在于，所述的端盖（14）内安装有锥形密封圈（16），锥形密封圈（16）小端朝内，洒布管管口内壁设有与锥形密封圈（16）配合的锥形扩口（17），锥形密封圈（16）中心开有供钢丝绳（10）穿过的第二绳孔（18）。

6.根据权利要求1所述的一种水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面施工沥青喷洒装置，所述的第一刮板（7）和第二刮板（7）两端分别经多根圆周均布的分支绳（19）连结固定在钢丝绳（10）上。