CN110158434A - 一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置，包括移动小车、缝内除杂装置、清刷装置、吹风干燥装置、灌缝装置和升降组件，吹风干燥装置、灌缝装置和升降组件均设置在移动小车上，缝内除杂装置和清刷装置均设置在升降组件上；还包括泥渣收集装置，泥渣收集装置设置在移动小车上，并用于收集由缝内除杂装置从缝隙内清理出的泥渣。本发明的有益效果是：能同时完成清缝、灌缝；能对清理出来泥渣进行收集；能对缝壁进行干燥；能根据季节不同控制灌缝深度；工作效率高，灌缝质量好。

Description

一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置及施工方法
技术领域
本发明涉及道路施工领域，尤其涉及一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置及施工方法。
背景技术
水泥混凝土路面在施工过程中为了防止混凝土块温度应力产生裂缝，会对混凝土路面留置缩缝、胀缝、纵缝，然后进行灌缝处理，如果灌缝不饱满，雨水会侵入缝内不断侵蚀路基，道路的承载能力下降，造成路面板下松散、脱空，进一步出现断板、坍陷等病害，所以对于道路工程中的灌缝质量控制显得尤为重要。
目前现有施工技术通常存在如下缺陷：
1)清缝不干净、缝内不干燥就进行灌缝处理；
2)不能清缝、灌缝同时进行；
3)不能根据季节不同控制灌缝深度；
4)不能对缝壁进行干燥；
5)工作效率低，灌缝质量差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置及施工方法，以克服上述现有技术中的不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置，包括移动小车以及设置在移动小车上的缝内除杂装置、清刷装置、吹风干燥装置和灌缝装置。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
在上述方案中，还包括升降组件，升降组件设置在移动小车上，缝内除杂装置和清刷装置均设置在升降组件上。
在上述方案中，缝内除杂装置包括驱动电机和犁爪组件，驱动电机固定在升降组件上，犁爪组件转动设置在升降组件上，驱动电机的输出轴与犁爪组件的旋转中心相连。
在上述方案中，犁爪组件包括外环、外齿轮、内齿轮、第一连杆、第二连杆、犁爪和连接杆，内齿轮与驱动电机的输出轴相连接，外齿轮设置在内齿轮内，且与内齿轮相啮合，外齿轮与升降组件转动连接，外环套设在内齿轮外，外环与外齿轮之间通过多根连接杆相连接；第一连杆的一端与内齿轮的端面转动连接，第一连杆的另一端为自由端，第二连杆的一端与外环转动连接，第二连杆的另一端为自由端，犁爪、第一连杆的自由端和第二连杆的自由端通过销轴转动连接。
在上述方案中，清刷装置包括第一滚筒、第二滚筒、第一从动齿轮、第二从动齿轮、涡轮、蜗杆、驱动齿轮和传动链，第一滚筒和第二滚筒平行布置，且第一滚筒的两端和第二滚筒的两端均与升降组件转动连接，第一滚筒和第二滚筒外表面上均附有刷毛；第一从动齿轮和第二从动齿轮分别固定套设在第一滚筒和第二滚筒上；涡轮与驱动电机的输出轴相连接，蜗杆和涡轮均转动设置在升降组件上，蜗杆与涡轮相啮合，涡轮通过传动链与外齿轮相连接，驱动齿轮与蜗杆的一端相连接，驱动齿轮与第一从动齿轮相啮合，第一从动齿轮与第二从动齿轮相啮合。
在上述方案中，还包括泥渣收集装置，泥渣收集装置设置在移动小车上，并用于收集由缝内除杂装置从缝隙内清理出的泥渣。
在上述方案中，灌缝装置包括保温桶、加热组件、喷嘴和搅拌器，保温桶设置在移动小车上，加热组件设置在保温桶内，喷嘴设置在保温桶的排料口上，喷嘴的喷料口朝向路面缝隙；搅拌器设置在保温桶上，并实现对保温桶内的沥青进行搅拌。
在上述方案中，移动小车上设有扶手，扶手上设有对缝指针。
在上述方案中，还包括压板，压板布置在灌缝装置的出料口处，且压板与移动小车旋转连接，压板一面平整，另一面具有同缝宽的压条。
一种混凝土路面清缝灌缝一体化施工方法，包括如下步骤：
步骤1、将移动小车移动至待灌缝的路面上，以及将沥青油膏倒入灌缝装置中，并对沥青油膏软化；
步骤2、通过对缝指针调整移动小车，以使犁爪与缝对齐，再通过升降组件将缝内除杂装置和清刷装置降下，并根据缝的深度调节犁爪入缝的深度；
步骤3、启动驱动电机，由驱动电机带动内齿轮，通内齿轮转动带动犁爪旋转转动，犁爪旋转将泥渣从缝中带出，并通过前方泥渣收集装置进行收集；
步骤4、外齿轮跟随内齿轮转动，并通过传动链带动涡轮转动，涡轮转动通过蜗杆传动带动驱动齿轮转动，驱动齿轮传动第一从动齿轮、第二从动齿轮相向转动，以使第一滚筒上的毛刷和第二滚筒上的毛刷沿缝两侧将灰尘清扫干净；
步骤5、吹风干燥装置5吹出高压热风，将缝内的灰尘进行进一步清理，同时对缝内进行烘干；
步骤6、根据季度不同将压板翻转至需要的一面，同时打开喷嘴让沥青流入缝内；
步骤7、通过拉动扶手，同时随时观察对缝指针，使移动小车沿缝行走，从而一次完成，沥青的搅拌，路面清缝，吸尘清理，缝壁烘干、灌缝，刮平操作；
步骤8、一条缝灌完后，将移动小车拉至下一灌缝，重复上面步骤直至所有缝灌缝完成。
本发明的有益效果是：
1)能同时完成清缝、灌缝；
2)能对清理出来泥渣进行收集；
3)能对缝壁进行干燥；
4)能根据季节不同控制灌缝深度；
5)工作效率高，灌缝质量好。
附图说明
图1为本发明所述混凝土路面清缝灌缝一体化装置的结构示意图；
图2为本发明所述混凝土路面清缝灌缝一体化装置局部放大图；
图3为本发明所述灌缝装置的部分结构图；
图4为本发明所述清刷装置的部分结构图；
图5为本发明所述泥渣收集装置的部分结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置，包括移动小车1、缝内除杂装置2、清刷装置3、吹风干燥装置4和灌缝装置5，其中，缝内除杂装置2、清刷装置3、吹风干燥装置4和灌缝装置5均设置在移动小车1上，通常情况下，缝内除杂装置2、清刷装置3、吹风干燥装置4和灌缝装置5沿移动小车1的移动方向依次设置在移动小车1上。
吹风干燥装置4采用类似吹风机原理，设有电热元件、风叶、进风口、出风口、开关。具体的电热元件上装有过热保护装置；通电时，电热元件会产生热量，吹出的风经过电热元件，就变成热风,出风口采用逐渐收口型设计，出口嘴采用扁平口，根据空气动力学原理，越靠近出口嘴热风压力越大，可以吹出高压热风，对缝内的灰尘进行进一步清理，保证缝壁内清洁，同时对缝内进行烘干，解决了目前施工中灌缝时缝内潮湿的通病和难题，保证沥青灌缝的质量,当然,优选的是风叶与驱动电机210连接,驱动电机210能够驱动风叶转动,从而产生热风。
混凝土路面清缝灌缝一体化装置还包括升降组件6，升降组件6设置在移动小车1上，缝内除杂装置2和清刷装置3均设置在升降组件6上，通过升降组件6可以调整缝内除杂装置2和清刷装置3距地面的距离，升降组件6的结构可以包括手摇螺纹升降杆和支架，手摇螺纹升降杆与移动小车1螺纹连接，而支架与手摇螺纹升降杆相连接，缝内除杂装置2和清刷装置3均设置在支架上，通过手动转动手摇螺纹升降杆，即可调节支架进行升降，从而实现对缝内除杂装置2和清刷装置3进行升降。
缝内除杂装置2包括驱动电机210和犁爪组件220，驱动电机210固定在升降组件6上，犁爪组件220转动设置在升降组件6上，驱动电机210的输出轴与犁爪组件220的旋转中心相连。
犁爪组件220包括外环221、外齿轮222、内齿轮223、第一连杆224、第二连杆225、犁爪226和连接杆227，内齿轮223与驱动电机210的输出轴相连接，外齿轮222设置在内齿轮223内，且与内齿轮223相啮合，外齿轮222与升降组件6转动连接，外环221套设在内齿轮223外，外环221与外齿轮222之间通过多根连接杆227相连接；第一连杆224的一端与内齿轮223的端面转动连接，第一连杆224的另一端为自由端，第二连杆225的一端与外环221转动连接，第二连杆225的另一端为自由端，犁爪226、第一连杆224的自由端和第二连杆225的自由端通过销轴转动连接，犁爪组件220采用驱动电机210带动，马力足，可以清除人工难以清除的夹渣的砂石，凝结的泥浆。升降组件6的引入，可以根据缝的深度调节犁爪226入缝的深度，同时施工完后调高清刷装置3和缝内除杂装置2，以免受潮，提高使用年限。
内齿轮223、第一连杆224、第二连杆225和犁爪226构成四连杆机构，四连杆机构巧妙的运用机械原理通过内齿轮223、外齿轮222传动带动犁爪226旋转，实现清除缝内杂物：内齿轮223、外齿轮222传动结合四连杆机构实现犁爪226伸缩，犁爪226转到接近地面时犁爪226伸出，犁爪226离开地面时犁爪226收缩，通常情况下，犁爪组件220中四连杆机构的数量为多组，提高除杂效率，优选为四组,犁爪226尖端采用类似古代犁耙犁头设计，用带弧形光滑犁面既方便带出泥渣，又方便泥渣脱落。
清刷装置3包括第一滚筒310、第二滚筒320、第一从动齿轮330、第二从动齿轮340、涡轮350、蜗杆360、驱动齿轮370和传动链380，第一滚筒310和第二滚筒320平行布置，且第一滚筒310的两端和第二滚筒320的两端均与升降组件6转动连接，第一滚筒310和第二滚筒320外表面上均附有刷毛；第一从动齿轮330和第二从动齿轮340分别固定套设在第一滚筒310和第二滚筒320上；涡轮350与驱动电机210的输出轴相连接，蜗杆360和涡轮350均转动设置在升降组件6上，蜗杆360与涡轮350相啮合，涡轮350通过传动链380与外齿轮222相连接，传动链380可以是皮带传动链，清刷装置3和缝内除杂装置2共用一个动力，节约能源，节约成本，驱动齿轮370与蜗杆360的一端相连接，驱动齿轮370与第一从动齿轮330相啮合，第一从动齿轮330与第二从动齿轮340相啮合，第一滚筒310和第二滚筒320通过驱动齿轮370、第一从动齿轮330与第二从动齿轮340进行转到，通过啮合关系相互同步相向转动，保证缝两侧灰尘分别远离缝方向清扫，防止灰尘落入缝内。
混凝土路面清缝灌缝一体化装置还包括泥渣收集装置7，泥渣收集装置7设置在移动小车1上，并用于收集由缝内除杂装置2从缝隙内清理出的泥渣，避免灰尘落入缝内，造成二次清理，同时防止扬尘污染、保护环境,泥渣收集装置7通过卡槽710连接设置在移动小车1上，方便取下清洗，具体的泥渣收集装置7采用五面封口靠近缝内除杂装置2一面开口，根据犁爪226运动轨迹和清除的泥渣的抛物线运动轨迹，泥渣收集装置7采用曲线型，保证泥渣收集装置7靠近犁爪226，最大限度的收集泥渣，同时不影响犁爪226的运动。
灌缝装置5包括保温桶510、加热组件520和喷嘴530，保温桶510设置在移动小车1上，加热组件520设置在保温桶510内，加热组件520可以为电热丝，喷嘴530设置在保温桶510的排料口上，喷嘴530的喷料口朝向路面缝隙，喷嘴530上设有开关阀，可以根据灌缝的深度调节沥青的流量大小，控制灌缝速度。灌缝装置5还包括搅拌器540，搅拌器540设置在保温桶510上，并实现对保温桶510内的沥青进行搅拌，保证受热均匀，避免沥青出现焦化、结块现象，从而保证沥青的性能。保温桶510的外部设有控制面板，加热组件520和搅拌器540分别与控制面板电连接，从而实现控制对沥青进行加热、保温。
移动小车1上设有扶手110，扶手110上设有对缝指针120，可以保证施工时快速、精准的对缝内清扫、灌缝，另外，移动小车1上还设有警示灯130。
混凝土路面清缝灌缝一体化装置还包括压板8，压板8布置在灌缝装置5的出料口处，且压板8与移动小车1旋转连接，压板8一面平整，另一面具有同缝宽的压条，通常情况下，压条的厚度为1mm～3mm，优选为2mm，可以根据规范要求夏天灌缝厚度平缝，冬天凹2mm，平时旋转到平板面保证沥青灌缝饱满，冬季旋转到压条面保证沥青灌缝凹2mm。
混凝土路面清缝灌缝一体化装置还包括供电电源9，供电电源9设置在移动小车1上，吹风干燥装置4、驱动电机210、泥渣收集装置7、加热组件520、搅拌器540和控制面板分别与供电电源9电连接。
一种混凝土路面清缝灌缝一体化施工方法，包括如下步骤：
步骤1、将移动小车1移动至待灌缝的路面上，以及将沥青油膏倒入灌缝装置5中，并对沥青油膏软化；
步骤2、通过对缝指针120调整移动小车1，以使犁爪226与缝对齐，再通过升降组件6将缝内除杂装置2和清刷装置3降下，并根据缝的深度调节犁爪226入缝的深度；
步骤3、启动驱动电机210，由驱动电机210带动内齿轮223，通内齿轮223转动带动犁爪226旋转转动，犁爪226旋转将泥渣从缝中带出，并通过前方泥渣收集装置7进行收集；
步骤4、外齿轮222跟随内齿轮223转动，并通过传动链380带动涡轮350转动，涡轮350转动通过蜗杆360传动带动驱动齿轮370转动，驱动齿轮370传动第一从动齿轮330、第二从动齿轮340相向转动，以使第一滚筒310上的毛刷和第二滚筒320上的毛刷沿缝两侧将灰尘清扫干净；
步骤5、吹风干燥装置5吹出高压热风，将缝内的灰尘进行进一步清理，同时对缝内进行烘干；
步骤6、根据季度不同将压板8翻转至需要的一面，同时打开喷嘴530让沥青流入缝内；
步骤7、通过拉动扶手110，同时随时观察对缝指针120，使移动小车1沿缝行走，从而一次完成，沥青的搅拌，路面清缝，吸尘清理，缝壁烘干、灌缝，刮平操作；
步骤8、一条缝灌完后，将移动小车1拉至下一灌缝，重复上面步骤直至所有缝灌缝完成。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置，其特征在于，包括移动小车(1)以及设置在所述移动小车(1)上的缝内除杂装置(2)、清刷装置(3)、吹风干燥装置(4)和灌缝装置(5)。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置，其特征在于，还包括升降组件(6)，所述升降组件(6)设置在所述移动小车(1)上，所述缝内除杂装置(2)和所述清刷装置(3)均设置在所述升降组件(6)上。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置，其特征在于，所述缝内除杂装置(2)包括驱动电机(210)和犁爪组件(220)，所述驱动电机(210)固定在所述升降组件(6)上，所述犁爪组件(220)转动设置在所述升降组件(6)上，所述驱动电机(210)的输出轴与所述犁爪组件(220)的旋转中心相连。
4.根据权利要求3所述的一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置，其特征在于，所述犁爪组件(220)包括外环(221)、外齿轮(222)、内齿轮(223)、第一连杆(224)、第二连杆(225)、犁爪(226)和连接杆(227)，所述内齿轮(223)与所述驱动电机(210)的输出轴相连接，所述外齿轮(222)设置在所述内齿轮(223)内，且与所述内齿轮(223)相啮合，所述外齿轮(222)与所述升降组件(6)转动连接，所述外环(221)套设在所述内齿轮(223)外，所述外环(221)与所述外齿轮(222)之间通过多根所述连接杆(227)相连接；所述第一连杆(224)的一端与所述内齿轮(223)的端面转动连接，所述第一连杆(224)的另一端为自由端，所述第二连杆(225)的一端与所述外环(221)转动连接，所述第二连杆(225)的另一端为自由端，所述犁爪(226)、所述第一连杆(224)的自由端和所述第二连杆(225)的自由端通过销轴转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置，其特征在于，所述清刷装置(3)包括第一滚筒(310)、第二滚筒(320)、第一从动齿轮(330)、第二从动齿轮(340)、涡轮(350)、蜗杆(360)、驱动齿轮(370)和传动链(380)，所述第一滚筒(310)和所述第二滚筒(320)平行布置，且所述第一滚筒(310)的两端和所述第二滚筒(320)的两端均与所述升降组件(6)转动连接，所述第一滚筒(310)和所述第二滚筒(320)外表面上均附有刷毛；所述第一从动齿轮(330)和所述第二从动齿轮(340)分别固定套设在所述第一滚筒(310)和所述第二滚筒(320)上；所述涡轮(350)与所述驱动电机(210)的输出轴相连接，所述蜗杆(360)和所述涡轮(350)均转动设置在所述升降组件(6)上，所述蜗杆(360)与所述涡轮(350)相啮合，所述涡轮(350)通过所述传动链(380)与所述外齿轮(222)相连接，所述驱动齿轮(370)与所述蜗杆(360)的一端相连接，所述驱动齿轮(370)与所述第一从动齿轮(330)相啮合，所述第一从动齿轮(330)与所述第二从动齿轮(340)相啮合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置，其特征在于，还包括泥渣收集装置(7)，所述泥渣收集装置(7)设置在所述移动小车(1)上，并用于收集由所述缝内除杂装置(2)从缝隙内清理出的泥渣。
7.根据权利要求1所述的一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置，其特征在于，所述灌缝装置(5)包括保温桶(510)、加热组件(520)、喷嘴(530)和搅拌器(540)，所述保温桶(510)设置在所述移动小车(1)上，所述加热组件(520)设置在所述保温桶(510)内，所述喷嘴(530)设置在所述保温桶(510)的排料口上，所述喷嘴(530)的喷料口朝向路面缝隙；所述搅拌器(540)设置在所述保温桶(510)上，并实现对保温桶(510)内的沥青进行搅拌。
8.根据权利要求1所述的一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置，其特征在于，所述移动小车(1)上设有扶手(110)，所述扶手(110)上设有对缝指针(120)。
9.根据权利要求1所述的一种混凝土路面清缝灌缝一体化装置，其特征在于，还包括压板(8)，所述压板(8)布置在灌缝装置(5)的出料口处，且所述压板(8)与所述移动小车(1)旋转连接，所述压板(8)一面平整，另一面具有同缝宽的压条。
10.一种混凝土路面清缝灌缝一体化施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将移动小车(1)移动至待灌缝的路面上，以及将沥青油膏倒入灌缝装置(5)中，并对沥青油膏软化；
步骤2、通过对缝指针(120)调整移动小车(1)，以使犁爪(226)与缝对齐，再通过升降组件(6)将缝内除杂装置(2)和清刷装置(3)降下，并根据缝的深度调节犁爪(226)入缝的深度；
步骤3、启动驱动电机(210)，由驱动电机(210)带动内齿轮(223)，通内齿轮(223)转动带动犁爪(226)旋转转动，犁爪(226)旋转将泥渣从缝中带出，并通过前方泥渣收集装置(7)进行收集；
步骤4、外齿轮(222)跟随内齿轮(223)转动，并通过传动链(380)带动涡轮(350)转动，涡轮(350)转动通过蜗杆(360)传动带动驱动齿轮(370)转动，驱动齿轮(370)传动第一从动齿轮(330)、第二从动齿轮(340)相向转动，以使第一滚筒(310)上的毛刷和第二滚筒(320)上的毛刷沿缝两侧将灰尘清扫干净；
步骤5、吹风干燥装置5吹出高压热风，将缝内的灰尘进行进一步清理，同时对缝内进行烘干；
步骤6、根据季度不同将压板(8)翻转至需要的一面，同时打开喷嘴(530)让沥青流入缝内；
步骤7、通过拉动扶手(110)，同时随时观察对缝指针(120)，使移动小车(1)沿缝行走，从而一次完成，沥青的搅拌，路面清缝，吸尘清理，缝壁烘干、灌缝，刮平操作；
步骤8、一条缝灌完后，将移动小车(1)拉至下一灌缝，重复上面步骤直至所有缝灌缝完成。
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