CN110849685B - 一种沥青混合料轮碾碾压击实一体机及碾压击实方法 - Google Patents
一种沥青混合料轮碾碾压击实一体机及碾压击实方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种沥青混合料轮碾碾压击实一体机，在击实装置、滑移装置和击实动力装置共同作用下，可实现对沥青混合料轮碾成型前的初步压实，所述击实装置能够借助击实杆的上下移动带动击实头对沥青混合料均匀击实，解决了以往采用手动压实造成压实不均匀、效率低下、费力等问题；所述滑移装置可实现车辙板试模的移动，进而击实位置可以改变，使得沥青混合料压实更加均匀；本装置有效的避免了成型沥青混合车辙板试件前人工进行初步压实而造成的压实不均匀、试验效率低下以及安全性不足等弊端，对于提高沥青混合料车辙板的成型效果具有显著的意义。
Description
技术领域
本发明属于沥青混合料制备装置，具体涉及一种沥青混合料轮碾碾压击实一体机及碾压击实方法。
背景技术
我国公路行业相应规范《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20—2011中介绍的T 0703—2011沥青混合料试件制作方法(轮碾法)是试验室内成型沥青混合料试件的重要方法之一，由其成型的沥青混合料车辙板试件可供进行沥青混合料物理力学性质试验时使用，车辙板试件成型质量的好坏对于试验结果的准确性具有重大的影响，由成型质量好的试件测得的沥青混合料物理力学指标对于指导沥青混合料设计的合理与否具有显著的理论指导意义，轮碾法成型后的沥青混合料板块状试件要达到马歇尔试验标准击实密度的100％±1％，因此为提高试件的成型效果，通常在将装有沥青混合料的试模放置与轮碾仪上之前，采用手工对松散的沥青混合料进行初步压实，即试验前将在沥青混合料拌锅内拌和好的全部沥青混合料，用小铲稍加拌和后均匀地沿试模由边至中按顺序转圈装入试模，要求中部略高于四周。然后取下试模框架，用预热的击实锤由边至中转圈夯实一边，整平成凸圆弧形，然后再进行轮碾压实。用这种方法进行轮碾前初步压实虽然可以提高沥青混合料车辙板的密实度，但是存在以下弊端：(1)人为进行试验会使得沥青混合料密度程度不均匀；(2)试验所用的小型击实锤是在烘箱中预热后使用，若操作不规范，容易造成试验人员烫伤；(3)若一次需要成型的试件较多，人工操作存在效率低下，浪费体力等弊端。
发明内容
本发明的目的在于提供一种沥青混合料轮碾碾压击实一体机及碾压击实方法，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种沥青混合料轮碾碾压击实一体机，包括击实装置、滑移装置和击实动力装置；
击实装置包括导向支架以及能够沿导向支架上下滑动的击实杆，击实杆的下端部设有击实头，击实杆上设有竖直设置的齿条；
击实动力装置包括用于与齿条啮合的半齿轮，半齿轮与驱动电机输出轴连接，驱动电机固定于导向支架上；
滑移装置包括试模放置板、滑移座以及设置于滑移座上的滑移轨道，滑移轨道内设有滑移滚珠，试模放置板下端设有与滑移滚珠配合的凹槽，试模放置板上用于放置沥青混合料试模，滑移座设置于导向支架下方，试模放置板能够位移到击实头正下方；
碾压装置包括固定于导向支架一侧的轮碾仪主体支架，轮碾仪主体支架上设有碾压轮，滑移座能够移动至碾压轮下端。
进一步的，滑移座上设有限位台，试模放置板一侧能够与限位台一侧接触，试模放置板与限位台相接触一侧均设有能够相互吸合的磁铁。
进一步的，滑移座上设有十字交叉滑移轨道，便于试模放置板在滑移座上的位置调整，击实头尺寸小于沥青混合料试模尺寸。
进一步的，导向支架采用门型支架，导向支架上端设有竖向导向孔，击实杆设置于竖向导向孔内，导向支架一侧设有击实杆卡槽，击实杆卡槽上设有截面与击实杆截面形状形式的导向环，击实杆穿设于导向环内。
进一步的，所述击实杆的下端与击实头通过焊接或者一体成型。
进一步的，所述导向支架下端设有底座，导向支架通过螺栓与轮碾仪底座相连接，导向支架通过连杆连接有轮碾仪主体支架。
进一步的，导向支架上设有击实驱动装置放置平台和齿轮轴架，驱动电机固定于击实驱动装置放置平台上，齿轮轴架上设置有可转动的齿轮轴，齿轮轴一端固定半齿轮，半齿轮能够与齿条啮合，齿轮轴另一端固定全齿轮，驱动电机的输出轴上固定有输出齿轮，全齿轮与输出齿轮通过链条连接。
进一步的，击实杆和击实头均为中空结构，击实头内设有加热丝及测温元件，加热丝及测温元件通过导线连接于温控装置，导线穿设于击实杆内。
一种沥青混合料轮碾碾压击实方法，包括以下步骤：
步骤1)、将沥青混合料试模固定于试模放置板上，试模放置板移动至击实头正下方，使击实头能够落入沥青混合料试模内，然后将试模放置板固定；
步骤2)、将拌制好的沥青混合料均匀地铺入沥青混合料试模内，使沥青混合料试模内的沥青混合料中部高于四周，然后开启驱动电机将带动击实头对沥青混合料试模内的沥青混合料进行压实，完成预设压实次数；
步骤3)、将完成压实后的沥青混合料试模通过试模放置板移动至碾压装置进行碾压试验，即可完成沥青混合料试件的轮碾法成型过程。
进一步的，步骤2)击实过程中，对击实头进行加热使击实头与沥青混合料接触面的温度与待测试沥青混合料试验温度一致。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种沥青混合料轮碾碾压击实一体机，在击实装置、滑移装置和击实动力装置共同作用下，可实现对沥青混合料轮碾成型前的初步压实，所述击实装置能够借助击实杆的上下移动带动击实头对沥青混合料均匀击实，采用半齿轮与齿条啮合，能够确保每次击实力度一致，解决了以往采用手动压实造成压实不均匀、效率低下、费力等问题；所述滑移装置可实现车辙板试模的移动，进而击实位置可以改变，使得沥青混合料压实更加均匀；本装置有效的避免了成型沥青混合车辙板试件前人工进行初步压实而造成的压实不均匀、试验效率低下以及安全性不足等弊端，对于提高沥青混合料车辙板的成型效果具有显著的意义。
进一步的，滑移座上设有限位台，试模放置板一侧能够与限位台一侧接触，试模放置板与限位台相接触一侧均设有能够相互吸合的磁铁，能够保证在击实过程中试模放置板稳定，防止试模放置板晃动。
进一步的，滑移座上设有十字交叉滑移轨道，击实头尺寸小于沥青混合料试模尺寸，便于试模放置板在滑移座上的位置调整。
进一步的，导向支架采用门型支架，导向支架上端设有竖向导向孔，击实杆设置于竖向导向孔内，导向支架一侧设有击实杆卡槽，击实杆卡槽上设有截面与击实杆截面形状形式的导向环，击实杆穿设于导向环内，确保击实杆运动过程中的稳定性，确保击实效果均匀。
进一步的，导向支架下端设有底座，导向支架通过螺栓与轮碾仪底座相连接，导向支架通过连杆连接有轮碾仪主体支架，滑移座位于轮碾仪主体支架下端，轮碾仪主体支架上设有碾压轮，能够将击实后的沥青混合料试模移动移动至碾压轮下端进行碾压，可实现压实与轮碾同步化，防止沥青混合料试模移动，提高实验效率。
进一步的，导向支架上设有击实驱动装置放置平台和齿轮轴架，驱动电机固定于击实驱动装置放置平台上，齿轮轴架上设置有可转动的齿轮轴，齿轮轴一端固定半齿轮，半齿轮能够与齿条啮合，齿轮轴另一端固定全齿轮，驱动电机的输出轴上固定有输出齿轮，全齿轮与输出齿轮通过链条连接，采用链条固定，便于更换不用型号半齿轮，以适应不同击实力度实验。
进一步的，击实杆和击实头均为中空结构，击实头内设有加热丝及测温元件，加热丝及测温元件通过导线连接于温控装置，导线穿设于击实杆内，通过加热丝及测温元件对击实头进行加热及温度检测，减少了试验过程中沥青混合料温度的降低幅度。
一种沥青混合料轮碾碾压击实方法，利用碾压击实一体机在同一环境下对沥青混合料试模内的沥青混合料进行击实，然后直接移动至碾压装置下端进行碾压试验，不需要对击实后的沥青混合料试模进行移动，能够有效防止沥青混合料试模内沥青混合料受到移动影响，能够确保碾压测试结果的准确性。
附图说明
图1为本发明击实过程示意图；
图2为本发明取件结构示意图；
图3为滑移装置局部结构图；
图4为击实装置局部结构图；
图5为控温装置局部示意图；
其中，1-滑移座、2-试模放置板、3-击实头、4-击实杆卡槽、5-驱动电机、6-击实驱动装置放置平台、7-链条、8-半齿轮、9-击实杆、10-导向支架、11-连杆、12-操作台、13-滑移滚珠、14-加热丝、15-齿条。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1-图5所示，一种沥青混合料轮碾碾压击实一体机，包括击实装置、滑移装置、击实动力装置和碾压装置；
击实装置包括导向支架10以及能够沿导向支架10上下滑动的击实杆9，击实杆9的端部设有击实头3，击实头3与击实杆9通过球接头连接，击实杆9上设有竖直设置的齿条15；
击实动力装置包括用于与齿条15啮合的半齿轮8，半齿轮8与驱动电机5输出轴连接，驱动电机5固定于导向支架10上；
滑移装置包括试模放置板2、滑移座1以及设置于滑移座1上的滑移轨道，滑移轨道内设有滑移滚珠13，试模放置板2下端设有与滑移滚珠配合的凹槽，试模放置板2上用于放置沥青混合料试模，滑移座1设置于导向支架10下方，试模放置板2能够位移到击实头3正下方；
碾压装置包括固定于导向支架10一侧的轮碾仪主体支架，轮碾仪主体支架上设有碾压轮，滑移座1能够移动至碾压轮下端。
具体的，滑移座1上设有位于导向支架10侧的限位台，试模放置板2一侧能够与限位台一侧接触，试模放置板2与限位台相接触一侧均设有能够相互吸合的磁铁；滑移座1上位于轮碾仪主体支架一侧设有用于将试模放置板2固定于碾压轮下端的固定台。
滑移座1上设有十字交叉滑移轨道，便于试模放置板2在滑移座1上的位置调整，击实头3尺寸小于沥青混合料试模尺寸。
试验时，进行沥青混合料轮碾成型前，先将试模放置板2移动到击实头3的正下方，试模放置板2与滑移座1上的限位台一侧磁铁吸合定位，以便于对沥青混合料进行初步压实，因此通过试模放置板2在十字交叉滑移轨道的移动即可实现对沥青混合料试模位置调整，从而利用击实头对沥青混合料进行均匀压实。
导向支架10采用门型支架，导向支架10上端设有竖向导向孔，击实杆9设置于竖向导向孔内，导向支架10一侧设有击实杆卡槽4，击实杆卡槽4上设有截面与击实杆9截面形状形式的导向环，击实杆9穿设于导向环内，防止击实杆9运动过程中转动。所述击实杆9的下端与击实头3通过焊接或者一体成型，通过击实杆9的上下移动可带动击实头3的上下移动，从而达到压实功能；
所述导向支架下端设有底座，导向支架通过螺栓与轮碾仪底座相连接，可作为击实装置与击实动力装置的放置平台，同时导向支架通过连杆11连接有轮碾仪主体支架，滑移座1位于轮碾仪主体支架下端，轮碾仪主体支架上设有碾压轮，试模放置板2上的沥青混合料试模完成击实试验后，通过滑移座移动试模放置板2至碾压轮下端，实现压实与轮碾同步化，同时可增强导向支架稳定性。
具体的，导向支架10上设有击实驱动装置放置平台6和齿轮轴架，驱动电机5固定于击实驱动装置放置平台6上，齿轮轴架上设置有可转动的齿轮轴，齿轮轴一端固定半齿轮8，半齿轮8能够与齿条15啮合，齿轮轴另一端固定全齿轮，驱动电机5的输出轴上固定有输出齿轮，全齿轮与输出齿轮通过链条7连接；在链条的作用下，驱动电机端的齿轮带动半齿轮与齿条啮合进而带动击实杆9向上移动，半齿轮与齿条脱离啮合后，击实杆9带动击实头自由落体，从而实现对沥青混合料的压实。
具体的，击实杆9和击实头3均为中空结构，击实头3内设有加热丝14及测温元件，实现对击实头3的控温作用，以达到击实过程中与沥青混合料的温度保持同步，实现保温作用。
轮碾仪主体支架上固定有操作台12，用于对仪器整体进行操控。
应用沥青混合料轮碾成型压实装置时，具体的操作步骤如下：
(1)准备工作：将沥青混合料用的沥青混合料试模加热备用，常温沥青混合料无需加热；
(2)将加热备用好的沥青混合料试模放置于试模放置板2上，然后在试模中铺一张裁好的普通纸，使底面与侧面均被纸隔离；然后用轮碾仪上的试模固定装置将其固定；将拌制好的沥青混合料均匀地沿沥青混合料试模由边至中按顺序转圈装入试模，中部高于四周；
(3)将沥青混合料试模试模放置板移动到击实头正下方，使得携有模具的试模放置板2静止在此位置；
(4)击实装置开始工作，此时击实头3在击实杆的带动作用下便可以上下移动对沥青混合料进行压实，按照预设压实次数压实；
(5)将完成压实后的沥青混合料试模通过试模放置板移动至碾压装置进行碾压试验，即可完成沥青混合料试件的轮碾法成型过程。
Claims (5)
1.一种沥青混合料轮碾碾压击实一体机，其特征在于，包括击实装置、滑移装置、击实动力装置和碾压装置；
击实装置包括导向支架(10)以及能够沿导向支架(10)上下滑动的击实杆(9)，击实杆(9)的下端部通过球接头连接有击实头(3)，击实杆(9)上设有竖直设置的齿条(15)；
击实动力装置包括用于与齿条(15)啮合的半齿轮(8)，半齿轮(8)与驱动电机(5)输出轴连接，驱动电机(5)固定于导向支架(10)上；
滑移装置包括试模放置板(2)、滑移座(1)以及设置于滑移座(1)上的滑移轨道，滑移轨道内设有滑移滚珠(13)，试模放置板(2)下端设有与滑移滚珠配合的凹槽，试模放置板(2)上用于放置沥青混合料试模，滑移座(1)设置于导向支架(10)下方，试模放置板(2)能够位移到击实头(3)正下方；
碾压装置包括固定于导向支架(10)一侧的轮碾仪主体支架，轮碾仪主体支架上设有碾压轮，滑移座(1)能够移动至碾压轮下端；滑移座(1)上设有位于导向支架(10)侧的限位台，试模放置板(2)一侧能够与限位台一侧接触，试模放置板(2)与限位台相接触一侧均设有能够相互吸合的磁铁；滑移座(1)上位于轮碾仪主体支架一侧设有用于将试模放置板(2)固定于碾压轮下端的固定台；滑移座(1)上设有十字交叉滑移轨道，击实头(3)尺寸小于沥青混合料试模尺寸；导向支架(10)采用门型支架，导向支架(10)上端设有竖向导向孔，击实杆(9)设置于竖向导向孔内，导向支架(10)一侧设有击实杆卡槽(4)，击实杆卡槽(4)上设有截面与击实杆(9)截面形状形式的导向环，击实杆(9)穿设于导向环内；所述导向支架下端设有底座，导向支架通过螺栓与轮碾仪底座相连接，导向支架通过连杆(11)与轮碾仪主体支架连接；导向支架(10)上设有击实驱动装置放置平台(6)和齿轮轴架，驱动电机(5)固定于击实驱动装置放置平台(6)上，齿轮轴架上设置有可转动的齿轮轴，齿轮轴一端固定半齿轮(8)，半齿轮(8)能够与齿条(15)啮合，齿轮轴另一端固定全齿轮，驱动电机(5)的输出轴上固定有输出齿轮，全齿轮与输出齿轮通过链条(7)连接；击实杆(9)和击实头(3)均为中空结构，击实头(3)内设有加热丝(14)及测温元件。
2.根据权利要求1所述的一种沥青混合料轮碾碾压击实一体机，其特征在于，所述击实杆(9)的下端与击实头(3)通过焊接或者一体成型。
3.根据权利要求1所述的一种沥青混合料轮碾碾压击实一体机，其特征在于，加热丝(14)及测温元件通过导线连接于温控装置，导线穿设于击实杆(9)内。
4.一种基于权利要求3所述的沥青混合料轮碾碾压击实一体机的沥青混合料轮碾碾压击实方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)、将沥青混合料试模固定于试模放置板上，试模放置板移动至击实头正下方，使击实头能够落入沥青混合料试模内，然后将试模放置板固定；
步骤2)、将拌制好的沥青混合料均匀地铺入沥青混合料试模内，使沥青混合料试模内的沥青混合料中部高于四周，然后开启驱动电机将带动击实头对沥青混合料试模内的沥青混合料进行压实，完成预设压实次数；
步骤3)、将完成压实后的沥青混合料试模通过试模放置板移动至碾压装置下端进行碾压试验，即可完成沥青混合料试件的轮碾法成型过程。
5.根据权利要求4所述的沥青混合料轮碾碾压击实一体机的沥青混合料轮碾碾压击实方法，其特征在于，步骤2)击实过程中，对击实头进行加热使击实头与沥青混合料接触面的温度与待测试沥青混合料试验温度一致。
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2019
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