CN111535102B - 一种路基土石混填设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路基土石混填设备及方法，设备包括依次连接的进料输送装置、石料储存装置和石料铺设装置，石料铺设设置包括石料排列架、若干个石料下落滑道、排列驱动机构和推送机构，大块石料大面朝下放置在进料输送装置上，大块石料在重力作用下从输料存储装置运动到石料排列架上，并在排列驱动机构的驱动下沿水平方向横向分布，然后推送机构将多个排布好的大块石料一同推至石料下落滑道，多个大块石料沿石料下落滑道一同下落至基底层上，实现多个大块石料的同时铺设，从而提高了铺设效率；方法包括将大块石料、小块石料和土料依次铺设，防止路基中存在空隙而导致路基日后发生沉降。

Description

一种路基土石混填设备及方法

技术领域

本发明实施例涉及路基施工技术领域，具体涉及一种路基土石混填设备及方法。

背景技术

路基是路面或者轨道的基础，是经过开挖或填筑而形成的土工构筑物。路基的主要作用是为路面或轨道铺设及行车及列车提供必要条件，并承受路面及交通荷载或者轨道及机车车辆的静荷载和动荷载，同时将荷载向地基深处传递与扩散。

我国山区和丘陵地带公路修筑过程中产生的大量土石混合料，土石混合料用于路基的铺设，在土石混合料进行路基铺设时，需要将大块石料、小块石料和土料由下至上逐层铺设，并且，需要将大块石料的大面朝下放置，以保证相邻大块石料之间的间隙能够被小块石料和土料填充，避免路基中存在未被填充的空隙而导致路基日后发生沉降。

目前，大块石料的铺设仍需要人工来进行，工人不仅需要往复搬运石料，且需要将石料大面朝下放置，不仅工人的劳动强度大，占用了较多的人力资源，且铺设效率低下，从而影响工程的进程。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种路基土石混填设备及方法，以解决现有技术中，由于底层的大块石料仍通过人工铺设而导致的铺设效率低下的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式公布了如下技术方案：

一种路基土石混填方法，包括运载车、安装在所述运载车上的且依次连接的进料输送装置、石料储存装置和石料铺设装置，所述石料储存装置包括螺旋辊道，所述螺旋辊道的进料端与所述进料输送装置的出料端对接，所述石料铺设设置包括用于石料横向分布的且一端与所述螺旋辊道出料端对接的石料排列架、安装在所述石料排列架一侧的若干个石料下落滑道、安装在所述石料排列架上的排列驱动机构，以及用于将石料从所述石料排列架上推至所述石料下落滑道上的推送机构。

进一步地，所述进料输送装置包括斜向设置的上升输送机，所述上升输送机的顶部的出料端与所述螺旋辊道顶部的进料端对接，且所述上升输送机设置有若干个，所述螺旋辊道顶部连接有平直的过渡辊道，所述过渡辊道的一侧与若干个所述上升输送机顶部的出料端对接。

进一步，所述排列驱动机构包括排列输送机、安装在所述排列输送机带体输送侧的多个石料承托凸棱，以及可拆卸安装在所述石料承托凸棱上的耐磨护套，所述排布输送的进料端与所述螺旋辊道的出料端连接。

进一步，多个所述石料承托凸棱沿所述排列输送机带体的长度方向均匀分布，所述耐磨护套一侧开设有与所述石料承托凸棱插接配合的条形插孔，所述耐磨护套和所述石料承托凸棱的两端均开设有螺纹孔，所述螺纹孔内安装有连接所述耐磨护套和所述石料承托凸棱的螺钉。

进一步，所述推送机构包括与所述石料下落滑道对向设置的若干个推料液压缸，以及连接若干个所述推料液压缸活塞杆的同步推料板。

进一步，所述运载车上安装有设备外壳，所述进料输送装置、石料存储装置和石料铺设装置均安装在所述设备外壳内，所述设备外壳一侧开设有与若干个所述上升输送机一一对应的上料口，所述设备外壳内安装有防退料挡板，所述防退料挡板通过若干个单向铰链安装在所述设备外壳上，所述防退料挡板垂落在所述过渡辊道与所述上升输送机对接的一侧。

进一步，所述螺旋辊道和所述过渡辊道的托辊均为阻尼托辊，且所述螺旋辊道的螺旋升角为°5～15°，所述过渡辊道与所述螺旋辊道切向连接。

进一步，所述上升输送机、螺旋辊道、石料下落滑道的两侧，以及所述过渡辊道相对于所述防退料挡板的一侧均安装有护板。

一种路基土石混填方法，包括：

S100、对石料料性分析，确定土石混合料的松铺厚度；

S200、依据松铺厚度筛选大块石料的铺设厚度，大块铺设厚度不大于松铺厚度的三分之二；

S300、由下至上分层铺设大块石料、小块石料和土料，且大块石料的大面朝下放置；

S400、对铺设好的土石混合路基进行多次碾压，并在压实后的土石混合路基设置多个测量点；

S500、对压实后的土石混合路基再次进行若干次碾压，并检测各个测量点的沉降差，直至沉降差达标。

进一步地，所述沉降差不大于2mm为达标。

本发明的实施方式具有如下优点：

大块石料通过工人或机械手大面朝下地放置在进料输送装置上，然后输送到石料储存装置中，大块石料在重力作用下运动至石料排列架上，在排列驱动机构的输送下，多个大块石料沿水平方向横向排列，再由推送机构将排列好的多个大块石料一同推至石料输送料道上，然后下落至基底层上，且与运载车行进相配合，实现了多个大块石料的同时铺设，且铺设效率高，降低了工人的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式的整体机构示意图；

图2为本发明实施方式的石料铺设装置结构示意图；

图3为本发明实施方式的排列驱动机构结构示意图。

图中：

1-运载车；2-螺旋辊道；3-石料排列架；4-石料下落滑道；5-排列驱动机构；6-推送机构；7-上升输送机；8-过渡辊道；9-螺钉；10-设备外壳；11-上料口；12-防退料挡板；13-单向铰链；14-护板；

501-排列输送机；502-石料承托凸棱；503-耐磨护套；

601-推料液压缸；602-同步推料板。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，本发明公布了一种路基土石混填设备，包括运载车1、安装在运载车1上的且依次连接的进料输送装置、石料储存装置和石料铺设装置，石料储存装置包括支架和安装在支架上的螺旋辊道2，支架安装在螺旋辊道2的轴心处，螺旋辊道2的进料端与进料输送装置的出料端对接，石料铺设设置包括用于石料横向分布的且一端与螺旋辊道2出料端对接的石料排列架3、安装在石料排列架3一侧的若干个石料下落滑道4、安装在石料排列架3上的排列驱动机构5，以及用于将石料从石料排列架3上推至石料下落滑道4上的推送机构6。

工人或机械手将大块石料大面朝下放置在进料输送装置上，进料装置为上升输送机7，石料由上升式输送机输送到螺旋辊道2的顶部，石料沿螺旋辊道2的顶部逐渐向下运动并储存在螺旋辊道2上，螺旋辊道2的托辊为阻尼托辊，防止石料下滑过快，同时，与上升输送机7相配合，石料在螺旋辊道2上通过自身重力逐渐向下滑动，无需通过动力驱动石料在螺旋辊道2上运动，节约能源的同时，也简化了螺旋辊道2结构，有利于增加螺旋辊道2的容量。

石料运动到螺旋辊道2底部的出料端后，在重力作用下滑动至石料排列架3的进料端，在石料排布机构的驱动下，多个石料沿石料排列架3水平横向分布，即多个石料在道路宽度方向上分布，然后，通过推送机构6将多个石料推送至石料下落滑道4上，石料下落滑道4的出料端倾斜向下设置，当石料被推送到石料下落滑道4后，在自身重力的作用下，多个沿道路宽度方向排布的石料沿石料下落滑道4下落到路面上，配合运载车1的行进，从而使石料大面朝下地逐渐铺设在道路上。

本发明实施例，相较于目前通过人工搬运和码放石料，无需人工或机械往返取料和逐一码放，从而大大提高了石大块石料铺设的效率，降低了工人的劳动强度，并且，大块石料可在挖方区通过人工或机械手放置在上升输送机7上，无需将石料运到施工路段后再卸下，以达到进一步提高铺设效率的目的，同时，也避免石料卸在施工路段而造成施工路段拥挤的问题，而大大提高大块石料铺设效率，有利于大块石料铺设和上层小块石料铺设的同时进行，从而有利于提高路基铺设的整体工作效率。

并且，螺旋辊道2顶部连接有平直的过渡辊道8，过渡辊道8的一侧与若干个上升输送机7顶部的出料端对接，螺旋辊道2通过过渡辊道8与多个上升输送机7进行对接，实现多个上升输送机7同时进行上料的目的，从而达到提高上料的效率。

优选的，石料下落滑道4设置在运载车1的尾部，有利于提高螺旋辊道2的高度，从而增加螺旋辊道2的容量，同时，不会由于路基土石混混填设备过高而对驾驶员的视线造成影响。

运载车1上一般的安装有车厢，车厢位于路基土石混填设备和车头之间，而多个上升输送机7安装在运载车1的一侧，当在运载车1上安装用于上料的机械手时，设置在侧面的多个上升输送机7便于与运载车1同侧的机械手进行配合，实现上料过程的自动化。

排列驱动机构5包括排列输送机501、安装在排列输送机501带体输送侧的多个石料承托凸棱502，以及可拆卸安装在石料承托凸棱502上的耐磨护套503，排布输送的进料端与螺旋辊道2的出料端连接；多个石料承托凸棱502沿排列输送机501带体的长度方向均匀分布，耐磨护套503一侧开设有与石料承托凸棱502插接配合的条形插孔，耐磨护套503和石料承托凸棱502的两端均螺纹孔，螺纹孔内安装有连接耐磨护套503和石料承托凸棱502的螺钉9。

相邻石料承托凸棱502之间的间距小于装载的石料的最小长宽，防止石料卡在相邻石料承托凸棱502之间，通过石料承托凸棱502来支撑石料，减小了排列输送机501带体的磨损，尤其是当推送机构6推动石料在排列输送机501上横向运动时，石料承托凸棱502不仅避免了石料对排列输送机501带体造成磨损，并且，石料承托凸棱502与石料的接触面积较小，有利于减小石料从排列输送机501上推向石料下落滑道4的阻力，节约能耗的同时，也减小了石料横向移动对排列输送机501带体运动的负面影响。

石料承托凸棱502优选的与排列输送机501的带体一体成型，通过石料承托凸棱502上安装的耐磨护套503来与石料直接接触，耐磨护套503由硬质且耐磨性能好的钢材制成，耐磨护套503插接在石料承托凸棱502上后，通过螺钉9固定在石料承托凸棱502上，便于耐磨护套503的拆装更换。

推送机构6包括与石料下落滑道4对向设置的若干个推料液压缸601，以及连接若干个推料液压缸601活塞杆的同步推料板602，当排列输送机501将多个石料输送到与石料输送料道入口的位置时，排列输送机501停止，然后水平油缸驱动同步推料板602向石料方向运动，并将石料推向对侧的石料输送料道上，然后水平油缸驱动退料板复位，排列输送机501重新输送石料，重复上述步骤，实现多个石料同步的下落，使石料铺设的整齐规整。

另外，运载车1上安装有设备外壳10，进料输送装置、石料存储装置和石料铺设装置均安装在设备外壳10内，设备外壳10一侧开设有与若干个上升输送机7一一对应的上料口11，设备外壳10内安装有防退料挡板12，防退料挡板12通过若干个单向铰链13安装在设备外壳10上，防退料挡板12垂落在过渡辊道8与上升输送机7对接的一侧。

上升输送机7安装在上料口11内，有利于设备整体的美观，同时，便于防退料挡板12的安装，防退料挡板12通过单向铰链13铰接在设备外壳10顶部的内壁上，当上升输送机7将石料向过渡辊道8输送时，防退料挡板12被石料推动，绕单向铰链13向过渡管道一侧转动，石料运输到过渡辊道8上后，防退料挡板12失去支撑而复位，单向铰链13阻止防退料挡板12反向运动，从而避免过渡辊道8上的石料在机械振动的作用下，从过渡辊道8上回落至上升输送机7上，从而避免了回落的石料对正在上料的工人或机械手的造成威胁。

优选的是，螺旋辊道2的螺旋升角为5°～15°，合理的设置螺旋辊道2的螺旋升角，防止螺旋辊道2上的石料滑动过快而影响设备使用的稳定性，且螺旋辊道2和过渡辊道8的托辊均为阻尼托辊，过渡辊道8与螺旋辊道2切向连接，即过渡辊道8与螺旋辊道2对接的一端倾斜向下，从而实现过渡管道的无动力运输，通过上升输送机7为石料提供重力势能，石料在过渡辊道8和螺旋辊道2上运动均依靠自身的重力势能，设计合理，节约了能源消耗，从而增加路基土石混填设备的续航，也简化了路基土石混填设备的结构，从而减少了路基土石混填设备的制造难度和成本，有利于设备后期的检修维护。

优选的是，上升输送机7、螺旋辊道2和石料下落滑道4的两侧，以及过渡辊道8相对于防退料挡板12的一侧安装有护板14，防止石料发生掉落。

本发明还提供了一种路基土石混填方法，包括：

S100、对石料料性分析，确定土石混合料的松铺厚度；

S200、依据松铺厚度筛选大块石料的铺设厚度，大块铺设厚度不大于松铺厚度的三分之二；

S300、由下至上分层铺设大块石料、小块石料和土料，且大块石料的大面朝下放置；

S400、对铺设好的土石混合路基进行多次碾压，并在压实后的土石混合路基设置多个测量点；

S500、对压实后的土石混合路基再次进行若干次碾压，并检测各个测量点的沉降差，直至沉降差达标。

沉降差不大于2mm为达标。

大块石料大面朝下有利小块石料和土料填充在相邻大块石料之间的间隙中，防止路基内部存在空隙而导致路基日后发生沉降，并且，由于小块石料和土料更容易填充在相邻大块石料之间的间隙，从而有利于减少路基压实的次数，有助于提高路基铺设的效率。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种路基土石混填设备，其特征在于，包括运载车(1)、安装在所述运载车(1)上的且依次连接的进料输送装置、石料储存装置和石料铺设装置，所述石料储存装置包括螺旋辊道(2)，所述螺旋辊道(2)的进料端与所述进料输送装置的出料端对接；

所述进料输送装置包括斜向设置的上升输送机(7)，所述上升输送机(7)的顶部的出料端与所述螺旋辊道(2)顶部的进料端对接，且所述上升输送机(7)设置有若干个，所述螺旋辊道(2)顶部连接有平直的过渡辊道(8)，所述过渡辊道(8)的一侧与若干个所述上升输送机(7)顶部的出料端对接；

所述石料铺设装置包括用于石料横向分布的且一端与所述螺旋辊道(2)出料端对接的石料排列架(3)、安装在所述石料排列架(3)一侧的若干个石料下落滑道(4)、安装在所述石料排列架(3)上的排列驱动机构(5)，以及用于将石料从所述石料排列架(3)上推至所述石料下落滑道(4)上的推送机构(6)，所述排列驱动机构(5)包括排列输送机(501)、安装在所述排列输送机(501)带体输送侧的多个石料承托凸棱(502)，以及可拆卸安装在所述石料承托凸棱(502)上的耐磨护套(503)，所述排列输送机(501)的进料端与所述螺旋辊道(2)的出料端连接。

2.根据权利要求1所述的一种路基土石混填设备，其特征在于，多个所述石料承托凸棱(502)沿所述排列输送机(501)带体的长度方向均匀分布，所述耐磨护套(503)一侧开设有与所述石料承托凸棱(502)插接配合的条形插孔，所述耐磨护套(503)和所述石料承托凸棱(502)的两端均开设有螺纹孔，所述螺纹孔内安装有连接所述耐磨护套(503)和所述石料承托凸棱(502)的螺钉(9)。

3.根据权利要求1所述的一种路基土石混填设备，其特征在于，所述推送机构(6)包括与所述石料下落滑道(4)对向设置的若干个推料液压缸(601)，以及连接若干个所述推料液压缸(601)活塞杆的同步推料板(602)。

4.根据权利要求1所述的一种路基土石混填设备，其特征在于，所述运载车(1)上安装有设备外壳(10)，所述进料输送装置、石料存储装置和石料铺设装置均安装在所述设备外壳(10)内，所述设备外壳(10)一侧开设有与若干个所述上升输送机(7)一一对应的上料口(11)，所述设备外壳(10)内安装有防退料挡板(12)，所述防退料挡板(12)通过若干个单向铰链(13)安装在所述设备外壳(10)上，所述防退料挡板(12)垂落在所述过渡辊道(8)与所述上升输送机(7)对接的一侧。

5.根据权利要求1所述的一种路基土石混填设备，其特征在于，所述螺旋辊道(2)和所述过渡辊道(8)的托辊均为阻尼托辊，且所述螺旋辊道(2)的螺旋升角为5°～15°，所述过渡辊道(8)与所述螺旋辊道(2)切向连接。

6.根据权利要求4所述的一种路基土石混填设备，其特征在于，所述上升输送机(7)、螺旋辊道(2)、石料下落滑道(4)的两侧，以及所述过渡辊道(8)相对于所述防退料挡板(12)的一侧均安装有护板(14)。

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