CN113430882A - 一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺，包括以下步骤：步骤1：对老路基边侧进行压实度检测，判断老路基边侧压实度是否符合预设标准；步骤2：当符合预设标准时，仅对老路基边侧杂物进行清理，不符合标准时，对不符合标准的老路基边侧进行粉碎、平整、清洁预处理以及边侧杂物进行清理；步骤3：对预改扩建区域进行平整、清洁预处理；步骤4：对步骤2、步骤3处理过的区域进行铺设；步骤5：对步骤4铺设的材料进行平整处理，使新、老路基保持同一水平高度；步骤6：对新铺设的路基的压实度、与老路基的高度是否一致进行检查。本发明解决了现有的道路改造技术直接扩建，不对老路基边侧进行处理，造成的新老路基连接强度不够的问题。

Description

一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺

技术领域

本发明涉及道路养护技术领域，具体为一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺。

背景技术

随着我国社会经济的迅速发展，现在的大部分公路功能已不能满足社会日渐增长的交通需求，为此，对原有的公路进行升级改造势在必行。公路路基加宽无论是设计还是施工，都是改造工程的关键。现有的道路改造技术大都是直接扩建，并不对老路基边侧进行处理，容易造成新老路基连接强度不够。

发明内容

为解决上述背景技术提出的问题，本发明提供如下技术方案。

一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺，包括以下步骤：

步骤1：对老路基边侧进行压实度检测，判断老路基边侧压实度是否符合预设标准；

步骤2：当老路基边侧压实度符合预设标准时，仅对老路基边侧杂物进行清理，当老路基边侧压实度不符合标准时，对不符合标准的老路基边侧进行粉碎、平整以及边侧杂物进行清理；

步骤3：对预改扩建区域进行平整、清洁预处理；

步骤4：对步骤2、步骤3处理过的区域进行铺设；

步骤5：对步骤4铺设的材料进行平整处理，使新铺设的路基与老路基保持同一水平高度；

步骤6：对新铺设的路基的压实度、与老路基的高度是否一致进行检查。

优选的，所述步骤2、步骤3、步骤4、步骤5均基于沥青混凝土公路改扩建装置进行，所述沥青混凝土公路改扩建装置包括：

壳体，所述壳体下方固定有牵引装置，所述牵引装置包括牵引轮；

所述壳体内还设置有粉碎装置、清理装置、下料装置、平整装置，所述粉碎装置、清理装置、下料装置、平整装置从右往左依次排列。

优选的，所述清理装置包括杂物储存箱、第一电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮、传动轴、清洁头、清洁刮板；

所述杂物储存箱固定于所述壳体内部，所述清洁刮板固定于所述壳体下方，所述清洁刮板与所述壳体下表面围成的半封闭区域与所述杂物储存箱连通，所述第一电机固定于所述杂物储存箱上表面，所述第一电机输出端与所述主动锥齿轮固定，所述从动锥齿轮与所述传动轴上端固定，且所述主动锥齿轮与所述从动锥齿轮啮合，所述传动轴下端穿出所述壳体下表面，且所述传动轴下端固定有所述清洁头，所述清洁头位于所述清洁刮板与所述壳体下表面围成的半封闭区域内。

优选的，所述粉碎装置包括：

第一连杆、第二主动带轮、第二皮带、第二从动带轮、第一齿轮、第二齿轮、转轴、第一铰接头、卡块、第二铰接头、第二连杆、第三铰接头、第三连杆、第四铰接头、支撑杆、滑槽、滑块、第四连杆、粉碎钻头、第一限位块、拉力弹簧；

所述第二主动带轮固定于所述传动轴上，所述第二主动带轮通过所述第二皮带与所述第二从动带轮连接，所述第二从动带轮与所述第一齿轮固定，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合；

所述第二齿轮通过所述转轴连接与所述壳体内壁，所述第二齿轮表面边缘处固定有所述卡块，所述第二齿轮表面边缘与所述卡块固定处相对位置通过所述第一铰接头铰接于所述第一连杆一端，所述第一连杆另一端与所述第二连杆一端通过所述第二铰接头铰接，所述第二铰接头位于所述第二齿轮圆周外，所述卡块前端比所述第一连杆位置靠前、比所述第二连杆位置靠后；

所述第二连杆另一端通过所述第三铰接头与所述第三连杆铰接，所述第三连杆上设置有所述滑槽，所述滑块可在所述滑槽内滑动，所述滑块与所述第四连杆铰接；

所述支撑杆固定于所述壳体内部下表面，所述支撑杆上端通过所述第四铰接头与所述第三连杆中部位置铰接；

所述第四连杆下端与所述粉碎钻头固定，所述粉碎钻头上端固定有所述第一限位块，所述拉力弹簧套接于所述粉碎钻头上，且所述拉力弹簧一端与所述第一限位块固定，另一端与所述壳体下表面固定，所述粉碎钻头下端穿过所述壳体下表面。

优选的，所述下料装置包括下料槽、料箱、联通管、下料开关、下料口；

所述下料槽与所述壳体固定，所述下料槽上口位于所述壳体上表面外，所述下料槽下口与所述料箱连接，所述料箱下方通过所述联通管连通至所述开关，所述开关与位于所述壳体外且与所述壳体固定的所述下料口连接。

优选的，所述平整装置包括第二电机、第一皮带、平整轮、第一主动带轮、第一从动带轮、固定轴；

所述第二电机固定于所述壳体下表面，所述第二电机输出端固定有所述第一主动带轮，所述第一主动带轮通过所述第一皮带与所述第一从动带轮连接，所述第一从动带轮固定于所述固定轴上，所述固定轴两端转动连接于所述壳体，所述固定轴上还固定有所述平整轮，所述平整轮下缘超出所述壳体下表面。

优选的，所述固定轴与所述壳体之间还设置有平整轮震动自清理装置，所述平整轮震动自清理装置包括：

保护壳、第一弹簧、第一卡接块、第二限位块、连接轴、第二弹簧、第二卡接块、卡接突起；

所述保护壳与所述壳体固定，所述固定轴前端穿过所述保护壳与所述第二卡接块后端固定，所述第二卡接块位于所述保护壳内，所述第二卡接块外周设置有所述第二限位块，所述第二限位块固定于所述壳体；

所述第二卡接块前端与所述第一卡接块卡接，所述第一卡接块上的所述卡接突起厚度大于所述第二卡接块，所述卡接突起超出所述第二卡接块的部分与所述第二限位块接触；

所述第一卡接块远离所述第二卡接块一端固定有所述连接轴，所述连接轴外套接有所述第一弹簧，所述第一弹簧一端与所述第一卡接块接触，另一端与所述保护壳内壁接触；

所述平整轮后端与所述壳体之间设置有第二弹簧，所述第二弹簧套接于所述固定轴，所述第二弹簧两端分别与所述平整轮、壳体连接；

所述第一弹簧的弹力大于所述第二弹簧的弹力。

优选的，所述第一皮带的寿命可通过皮带寿命预警装置进行计算，所述皮带寿命预警装置包括：

第一报警器，所述第一报警器位于所述壳体上；

计时器，用于记录所述第一皮带的已使用时长；

第一控制器，所述第一控制器分别与所述计时器和第一报警器电性连接，所述第一控制器基于所述计时器控制所述第一报警器工作，包括：

所述第一控制器基于以下公式计算得到所述第一皮带的最小寿命：

其中，S_min为所述第一皮带的最小寿命，Y为所述第一皮带的实际载荷，Z为所述第一皮带的设计载荷，s为所述第一皮带的寿命指数，δ为所述第一皮带的磨损速率指数，γ所述第一皮带的老化系数；

当所述计时器检测值大于等于计算出的第一皮带的最小寿命时，所述第一控制器控制第一报警器进行报警。

优选的，还包括计算检测装置，用于计算锥齿轮传动磨损对传动效率影响指数，所述计算检测装置包括：

力传感器，设置在所述主动锥齿轮与从动锥齿轮之间，用于检测所述主动锥齿轮与从动锥齿轮间的压力；

转矩传感器，设置在所述第一电机输出端，用于检测所述第一电机输出端的转矩；

转速传感器，设置在所述第一电机输出端处，用于检测所述第一电机输出端的转速；

功率传感器，设置在所述第一电机上，用于检测所述第一电机的功率；

第二报警器，所述第二报警器位于所述壳体上；

第二控制器，所述第二控制器分别与所述力传感器、转矩传感器、转速传感器、功率传感器和第二报警器电性连接，所述第二控制器基于所述力传感器、转矩传感器、转速传感器、功率传感器控制所述第二报警器工作，包括：

步骤1：所述第二控制器基于所述力传感器、转矩传感器及公式(1)得到所述主动锥齿轮、从动锥齿轮传动的磨损指数：

其中，A为所述主动锥齿轮、从动锥齿轮传动的磨损指数，θ₁为所述主动锥齿轮的压力角，θ₂为所述从动锥齿轮的压力角，d₁为所述主动锥齿轮的节圆直径,d₂为所述从动锥齿轮的节圆直径，μ为所述主动锥齿轮与从动锥齿轮之间摩擦系数，T为所述转矩传感器检测的所述第一电机输出端的转矩，F为所述力传感器检测的所述主动锥齿轮与从动锥齿轮间的压力，σ为所述主动锥齿轮与从动锥齿轮材料的屈服强度，sin为正弦，cos为余弦；

步骤2：所述第二控制器基于转速传感器、功率传感器、公式(1)的计算结果及公式(2)计算所述主动锥齿轮、从动锥齿轮传动效率影响指数：

其中，B为所述主动锥齿轮、从动锥齿轮传动效率影响指数，z₁为所述主动锥齿轮的齿数,z₂为所述从动锥齿轮的齿数，

为所述主动锥齿轮、从动锥齿轮的轴交角，h₁为所述主动锥齿轮的齿顶高系数,h₂为所述从动锥齿轮的齿顶高系数，n为所述转速传感器检测的所述第一电机输出端的转速，e为自然常数，P为所述功率传感器检测的所述第一电机的功率,π为圆周率；

当所述主动锥齿轮、从动锥齿轮的传动效率影响指数超出预设的基准值范围时，所述第二控制器控制第二报警器进行报警。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明的主体结构示意图；

图3为本发明的粉碎装置结构示意图；

图4为本发明的粉碎装置的粉碎钻头抬高示意图；

图5为本发明的粉碎装置的粉碎钻头下落示意图；

图6为本发明的平整轮震动自清理装置结构示意图；

图7为本发明的平整轮震动自清理装置的卡接块结构示意图。

图中：1、壳体；2、下料槽；3、料箱；4、联通管；5、下料开关；6、下料口；7、杂物储存箱；8、第一电机；9、主动锥齿轮；10、从动锥齿轮；11、传动轴；12、清洁头；13、第二电机；14、第一皮带；15、平整轮；16、第一主动带轮；17、第一从动带轮；18、清洁刮板；19、牵引轮；20、固定轴；201、第一连杆；202、第二主动带轮；203、第二皮带；204、第二从动带轮；205、第一齿轮；206、第二齿轮；207、转轴；208、第一铰接头；209、卡块；210、第二铰接头；211、第二连杆；212、第三铰接头；213、第三连杆；214、第四铰接头；215、支撑杆；216、滑槽；217、滑块；218、第四连杆；219、粉碎钻头；220、第一限位块；221、拉力弹簧；301、保护壳；302、第一弹簧；303、第一卡接块；304、第二限位块；305、连接轴；306、第二弹簧；307、第二卡接块；308、卡接突起。

具体实施方式

在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的防护组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺，包括以下步骤：

步骤1：对老路基边侧进行压实度检测，判断老路基边侧压实度是否符合预设标准；

步骤2：当老路基边侧压实度符合预设标准时，仅对老路基边侧杂物进行清理，当老路基边侧压实度不符合标准时，对不符合标准的老路基边侧进行粉碎、平整以及边侧杂物进行清理；

步骤3：对预改扩建区域进行平整、清洁预处理；

步骤4：对步骤2、步骤3处理过的区域进行铺设；针对步骤2时，具体为对老路基边侧压实度不符合标准时的老路基的边侧进行重新铺设；

步骤5：对步骤4铺设的材料进行平整处理，使新铺设的路基与老路基保持同一水平高度；

步骤6：对新铺设的路基的压实度、与老路基的高度是否一致进行检查。

优选的，对新、老路基的压实度测量可采用环刀法，压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一，表征现场压实后的密度状况，压实度越高，密度越大，材料整体性能越好。环刀法是用已知质量及容积的环刀，切取样本，称重后减去环刀质量即得样本的质量，环刀的容积即为样本的体积，即可求得样本的密度，进而得到样本压实度。压实度检测还可具体参照201911183057.9；

优选的，所述步骤2、步骤3、步骤4、步骤5均基于沥青混凝土公路改扩建装置进行，所述沥青混凝土公路改扩建装置包括：

壳体1，所述壳体1下方固定有牵引装置，所述牵引装置包括牵引轮19；

所述壳体1内还设置有粉碎装置、清理装置、下料装置、平整装置，所述粉碎装置、清理装置、下料装置、平整装置从右往左依次排列。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：本发明的沥青混凝土公路改扩建装置对经检测不符合国家标准(公路路基施工技术规范JTG/T3610-2019或者可参照201911183057.9)的老路基边侧利用粉碎装置对其进行粉碎处理，利用清理装置对老路基边侧及预改扩建区域杂物进行清理/清洁预处理，利用下料装置对该区域铺设沥青混凝土，接着通过平整装置将下料装置铺设的沥青混凝土进行平整处理，最后对新铺设的路基的强度、与老路基的高度是否一致进行检查，保证了新铺设路基的可靠性，该沥青混凝土公路改扩建装置还拥有牵引装置，可使得该发明自行前进，本发明解决了现有的道路改造技术直接扩建，不对老路基边侧进行处理，造成的新老路基连接强度不够的问题。

实施例2

参阅图2-5，在上述实施例1的基础上，所述粉碎装置包括：

第一连杆201、第二主动带轮202、第二皮带203、第二从动带轮204、第一齿轮205、第二齿轮206、转轴207、第一铰接头208、卡块209、第二铰接头210、第二连杆211、第三铰接头212、第三连杆213、第四铰接头214、支撑杆215、滑槽216、滑块217、第四连杆218、粉碎钻头219、第一限位块220、拉力弹簧221；

所述第二主动带轮202固定于所述传动轴11上，所述第二主动带轮202通过所述第二皮带203与所述第二从动带轮204连接，所述第二从动带轮204与所述第一齿轮205固定，所述第一齿轮205与所述第二齿轮206啮合；

所述第二齿轮206通过所述转轴207连接与所述壳体1内壁，所述第二齿轮206表面边缘处固定有所述卡块209，所述第二齿轮206表面边缘与所述卡块209固定处相对位置通过所述第一铰接头208铰接于所述第一连杆201一端，所述第一连杆201另一端与所述第二连杆211一端通过所述第二铰接头210铰接，所述第二铰接头210位于所述第二齿轮206圆周外，所述卡块209前端比所述第一连杆201位置靠前、比所述第二连杆211位置靠后；

所述第二连杆211另一端通过所述第三铰接头212与所述第三连杆213铰接，所述第三连杆213上设置有所述滑槽216，所述滑块217可在所述滑槽216内滑动，所述滑块217与所述第四连杆218铰接；

所述支撑杆215固定于所述壳体1内部下表面，所述支撑杆215上端通过所述第四铰接头214与所述第三连杆213中部位置铰接；

所述第四连杆218下端与所述粉碎钻头219固定，所述粉碎钻头219上端固定有所述第一限位块220，所述拉力弹簧221套接于所述粉碎钻头219上，且所述拉力弹簧221一端与所述第一限位块220固定，另一端与所述壳体1下表面固定，所述粉碎钻头219下端穿过所述壳体1下表面。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：粉碎装置借用平整装置中第二电机13的动力，保证第一齿轮205的旋转，进而带动第二齿轮206旋转，当第二齿轮206旋转时，铰接于第二齿轮206上的第一连杆201随动，直至第一连杆201与卡块209接触时，由于卡块209挡住第一连杆201，所以第一连杆201此时围绕转轴207旋转，到第一连杆201旋转至竖直位置、卡块209不再阻碍第一连杆201的位置时，第一连杆201立刻围绕第一铰接头208旋转，通过第二铰接头210、第二连杆211、第三铰接头212连接的第三连杆213围绕第四铰接头214迅速转动，粉碎钻头219受拉力弹簧221的拉力向下运动，实现间歇粉碎的作用。

实施例3

参阅图2，在上述实施例1的基础上，所述下料装置包括下料槽2、料箱3、联通管4、下料开关5、下料口6；

所述下料槽2与所述壳体1固定，所述下料槽2上口位于所述壳体1上表面外，所述下料槽2下口与所述料箱3连接，所述料箱3下方通过所述联通管4连通至所述开关5，所述开关5与位于所述壳体1外且与所述壳体1固定的所述下料口6连接。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：下料装置利用下料槽2接受外来物料，料箱3储备物料，通过联通管4与下料口6进行下料作业，下料开关5决定对下料时间的控制。

实施例4

参阅图2，在上述实施例1的基础上，所述平整装置包括第二电机13、第一皮带14、平整轮15、第一主动带轮16、第一从动带轮17、固定轴20；

所述第二电机13固定于所述壳体1下表面，所述第二电机13输出端固定有所述第一主动带轮16，所述第一主动带轮16通过所述第一皮带14与所述第一从动带轮17连接，所述第一从动带轮17固定于所述固定轴20上，所述固定轴20两端转动连接于所述壳体1，所述固定轴20上还固定有所述平整轮15，所述平整轮15下缘超出所述壳体1下表面。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：平整装置设置在下料装置的左侧，当下料装置进行下料作业时，平整装置启动，第二电机13旋转，通过带动第一皮带14带动平整轮15旋转，实现对下料装置排出物料的平整作业。

实施例5

参阅图2，在上述实施例1的基础上，所述清理装置包括杂物储存箱7、第一电机8、主动锥齿轮9、从动锥齿轮10、传动轴11、清洁头12、清洁刮板18；

所述杂物储存箱7固定于所述壳体1内部，所述清洁刮板18固定于所述壳体1下方，所述清洁刮板18与所述壳体1下表面围成的半封闭区域与所述杂物储存箱7连通，所述第一电机8固定于所述杂物储存箱7上表面，所述第一电机8输出端与所述主动锥齿轮9固定，所述从动锥齿轮10与所述传动轴11上端固定，且所述主动锥齿轮9与所述从动锥齿轮10啮合，所述传动轴11下端穿出所述壳体1下表面，且所述传动轴11下端固定有所述清洁头12，所述清洁头12位于所述清洁刮板18与所述壳体1下表面围成的半封闭区域内。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：清理装置设置在粉碎装置左侧，在粉碎装置对需要处理区域处理后，残留了大量杂物，清理装置通过第一电机8带动主动锥齿轮9，并与从动锥齿轮10啮合，转向，连接传动轴11，带动传动轴11旋转，进而带动清洁头12的旋转，将粉碎装置粉碎的杂物扫入清洁刮板18，由于清洁刮板18呈倾斜状，且与杂物储存箱7连通，清洁头12的旋转实现杂物从清洁刮板18处进入杂物储存箱7，完成清洁作业。

实施例6

参阅图2、6-7，在上述实施例4的基础上，所述固定轴20与所述壳体1之间还设置有平整轮震动自清理装置，所述平整轮震动自清理装置包括：

保护壳301、第一弹簧302、第一卡接块303、第二限位块304、连接轴305、第二弹簧306、第二卡接块307、卡接突起308；

所述保护壳301与所述壳体1固定，所述固定轴20前端穿过所述保护壳301与所述第二卡接块307后端固定，所述第二卡接块307位于所述保护壳301内，所述第二卡接块307外周设置有所述第二限位块304，所述第二限位块304固定于所述壳体1；

所述第二卡接块307前端与所述第一卡接块303卡接，所述第一卡接块303上的所述卡接突起308厚度大于所述第二卡接块307，所述卡接突起308超出所述第二卡接块307的部分与所述第二限位块304接触；

所述第一卡接块303远离所述第二卡接块307一端固定有所述连接轴305，所述连接轴305外套接有所述第一弹簧302，所述第一弹簧302一端与所述第一卡接块303接触，另一端与所述保护壳301内壁接触；

所述平整轮15后端与所述壳体1之间设置有第二弹簧306，所述第二弹簧306套接于所述固定轴20，所述第二弹簧306两端分别与所述平整轮15、壳体1连接；

所述第一弹簧302的弹力大于所述第二弹簧306的弹力。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：平整机构在平整下料装置铺设的物料时，不可避免的会粘上，设置平整轮震动自清理装置，并将第二电机13的动力传至平整轮震动自清理装置，当第二电机13正向旋转时，第二电机13驱动第一卡接块303带动第二卡接块307，使得平整轮15正常运动，完成对铺设的物料平整的作业，当第二电机13反向旋转时，第一卡接块303与第二卡接块307连接的卡接突起308由于受力面呈现一个斜面，且径向摩檫力小于第一弹簧302的弹力，且大于第二弹簧306的弹力，第一卡接块303与第二卡接块307将实现相对的轴向运动，实现平整轮15的震荡，使得粘连在平整轮15上的物料脱落。

实施例7

在上述实施例4中的基础上，所述第一皮带14的寿命可通过皮带寿命预警装置进行计算，所述皮带寿命预警装置包括：

第一报警器，所述第一报警器位于所述壳体1上；

计时器，用于记录所述第一皮带14的已使用时长；

第一控制器，所述第一控制器分别与所述计时器和第一报警器电性连接，所述第一控制器基于所述计时器控制所述第一报警器工作，包括：

所述第一控制器基于以下公式计算得到所述第一皮带14的最小寿命：

其中，S_min为所述第一皮带14的最小寿命，Y为所述第一皮带14的实际载荷，Z为所述第一皮带14的设计载荷，s为所述第一皮带14的寿命指数，δ为所述第一皮带14的磨损速率指数，γ所述第一皮带14的老化系数；

当所述计时器检测值大于等于计算出的第一皮带14的最小寿命时，所述第一控制器控制第一报警器进行报警。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：为保证安全，第一皮带14的寿命存在使用极限，且通过计算可得出，在第一皮带14的寿命极限范围内使用，可有效避免安全隐患，当所述计时器检测值大于等于计算出的第一皮带14的最小寿命时，所述第一控制器控制第一报警器进行报警。

实施例8

在上述实施例5的基础上，还包括计算检测装置，用于计算锥齿轮传动磨损对传动效率影响指数，所述计算检测装置包括：

力传感器，设置在所述主动锥齿轮9与从动锥齿轮10之间，用于检测所述主动锥齿轮9与从动锥齿轮10间的压力；

转矩传感器，设置在所述第一电机8输出端，用于检测所述第一电机8输出端的转矩；

转速传感器，设置在所述第一电机8输出端处，用于检测所述第一电机8输出端的转速；

功率传感器，设置在所述第一电机8上，用于检测所述第一电机8的功率；

第二报警器，所述第二报警器位于所述壳体1上；

第二控制器，所述第二控制器分别与所述力传感器、转矩传感器、转速传感器、功率传感器和第二报警器电性连接，所述第二控制器基于所述力传感器、转矩传感器、转速传感器、功率传感器控制所述第二报警器工作，包括：

步骤1：所述第二控制器基于所述力传感器、转矩传感器及公式(1)得到所述主动锥齿轮9、从动锥齿轮10传动的磨损指数：

其中，A为所述主动锥齿轮9、从动锥齿轮10传动的磨损指数，θ₁为所述主动锥齿轮9的压力角，θ₂为所述从动锥齿轮10的压力角，d₁为所述主动锥齿轮9的节圆直径,d₂为所述从动锥齿轮10的节圆直径，μ为所述主动锥齿轮9与从动锥齿轮10之间摩擦系数，T为所述转矩传感器检测的所述第一电机8输出端的转矩，F为所述力传感器检测的所述主动锥齿轮9与从动锥齿轮10间的压力，σ为所述主动锥齿轮9与从动锥齿轮10材料的屈服强度，sin为正弦，cos为余弦；

步骤2：所述第二控制器基于转速传感器、功率传感器、公式(1)的计算结果及公式(2)计算所述主动锥齿轮9、从动锥齿轮10传动效率影响指数：

其中，B为所述主动锥齿轮9、从动锥齿轮10传动效率影响指数，z₁为所述主动锥齿轮9的齿数,z₂为所述从动锥齿轮10的齿数，

为所述主动锥齿轮9、从动锥齿轮10的轴交角，h₁为所述主动锥齿轮9的齿顶高系数,h₂为所述从动锥齿轮10的齿顶高系数，n为所述转速传感器检测的所述第一电机8输出端的转速，e为自然常数，P为所述功率传感器检测的所述第一电机8的功率,π为圆周率；

当所述主动锥齿轮9、从动锥齿轮10的传动效率影响指数超出预设的基准值范围时，所述第二控制器控制第二报警器进行报警。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：将力传感器设置在所述主动锥齿轮9与从动锥齿轮10之间，用于检测所述主动锥齿轮9与从动锥齿轮10间的压力，将转矩传感器，设置在所述第一电机8输出端，用于检测所述第一电机8输出端的转矩，通过检测所述主动锥齿轮9与从动锥齿轮10间的压力、所述第一电机8输出端的转矩以及公式(1)来计算所述主动锥齿轮9、从动锥齿轮10传动的磨损指数，同时，将转速传感器设置在所述第一电机8输出端处，用于检测所述第一电机8输出端的转速，将功率传感器设置在所述第一电机8上，用于检测所述第一电机8的功率，然后根据公式(1)的计算结果、转速传感器检测的所述第一电机8输出端的转速、功率传感器检测的所述第一电机8的功率以及公式(2)可以计算得到所述主动锥齿轮9、从动锥齿轮10传动效率影响指数，当所述主动锥齿轮9、从动锥齿轮10传动效率影响指数超出预设基准值范围时，所述第二控制器控制所述第二报警器进行报警，以通知相关检修人员进行检修，通过设置第二控制器发送报警信号，提高了装置的安全性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：对老路基边侧进行压实度检测，判断老路基边侧压实度是否符合预设标准；

步骤2：当老路基边侧压实度符合预设标准时，仅对老路基边侧杂物进行清理，当老路基边侧压实度不符合标准时，对不符合标准的老路基边侧进行粉碎、平整及边侧杂物进行清理；

步骤3：对预改扩建区域进行平整、清洁预处理；

步骤4：对步骤2、步骤3处理过的区域进行铺设；

步骤5：对步骤4铺设的材料进行平整处理，使新铺设的路基与老路基保持同一水平高度；

步骤6：对新铺设的路基的压实度、与老路基的高度是否一致进行检查。

2.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺，其特征在于：所述步骤2、步骤3、步骤4、步骤5均基于沥青混凝土公路改扩建装置进行，所述沥青混凝土公路改扩建装置包括：

壳体(1)，所述壳体(1)下方固定有牵引装置，所述牵引装置包括牵引轮(19)；

所述壳体(1)内还设置有粉碎装置、清理装置、下料装置、平整装置，所述粉碎装置、清理装置、下料装置、平整装置从右往左依次排列。

3.根据权利要求2所述的一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺，其特征在于：所述清理装置包括杂物储存箱(7)、第一电机(8)、主动锥齿轮(9)、从动锥齿轮(10)、传动轴(11)、清洁头(12)、清洁刮板(18)；

所述杂物储存箱(7)固定于所述壳体(1)内部，所述清洁刮板(18)固定于所述壳体(1)下方，所述清洁刮板(18)与所述壳体(1)下表面围成的半封闭区域与所述杂物储存箱(7)连通，所述第一电机(8)固定于所述杂物储存箱(7)上表面，所述第一电机(8)输出端与所述主动锥齿轮(9)固定，所述从动锥齿轮(10)与所述传动轴(11)上端固定，且所述主动锥齿轮(9)与所述从动锥齿轮(10)啮合，所述传动轴(11)下端穿出所述壳体(1)下表面，且所述传动轴(11)下端固定有所述清洁头(12)，所述清洁头(12)位于所述清洁刮板(18)与所述壳体(1)下表面围成的半封闭区域内。

4.根据权利要求3所述的一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺，其特征在于：所述粉碎装置包括：

第一连杆(201)、第二主动带轮(202)、第二皮带(203)、第二从动带轮(204)、第一齿轮(205)、第二齿轮(206)、转轴(207)、第一铰接头(208)、卡块(209)、第二铰接头(210)、第二连杆(211)、第三铰接头(212)、第三连杆(213)、第四铰接头(214)、支撑杆(215)、滑槽(216)、滑块(217)、第四连杆(218)、粉碎钻头(219)、第一限位块(220)、拉力弹簧(221)；

所述第二主动带轮(202)固定于所述传动轴(11)上，所述第二主动带轮(202)通过所述第二皮带(203)与所述第二从动带轮(204)连接，所述第二从动带轮(204)与所述第一齿轮(205)固定，所述第一齿轮(205)与所述第二齿轮(206)啮合；

所述第二齿轮(206)通过所述转轴(207)连接与所述壳体(1)内壁，所述第二齿轮(206)表面边缘处固定有所述卡块(209)，所述第二齿轮(206)表面边缘与所述卡块(209)固定处相对位置通过所述第一铰接头(208)铰接于所述第一连杆(201)一端，所述第一连杆(201)另一端与所述第二连杆(211)一端通过所述第二铰接头(210)铰接，所述第二铰接头(210)位于所述第二齿轮(206)圆周外，所述卡块(209)前端比所述第一连杆(201)位置靠前、比所述第二连杆(211)位置靠后；

所述第二连杆(211)另一端通过所述第三铰接头(212)与所述第三连杆(213)铰接，所述第三连杆(213)上设置有所述滑槽(216)，所述滑块(217)可在所述滑槽(216)内滑动，所述滑块(217)与所述第四连杆(218)铰接；

所述支撑杆(215)固定于所述壳体(1)内部下表面，所述支撑杆(215)上端通过所述第四铰接头(214)与所述第三连杆(213)中部位置铰接；

所述第四连杆(218)下端与所述粉碎钻头(219)固定，所述粉碎钻头(219)上端固定有所述第一限位块(220)，所述拉力弹簧(221)套接于所述粉碎钻头(219)上，且所述拉力弹簧(221)一端与所述第一限位块(220)固定，另一端与所述壳体(1)下表面固定，所述粉碎钻头(219)下端穿过所述壳体(1)下表面。

5.根据权利要求2所述的一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺，其特征在于：所述下料装置包括下料槽(2)、料箱(3)、联通管(4)、下料开关(5)、下料口(6)；

所述下料槽(2)与所述壳体(1)固定，所述下料槽(2)上口位于所述壳体(1)上表面外，所述下料槽(2)下口与所述料箱(3)连接，所述料箱(3)下方通过所述联通管(4)连通至所述开关(5)，所述开关(5)与位于所述壳体(1)外且与所述壳体(1)固定的所述下料口(6)连接。

6.根据权利要求2所述的一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺，其特征在于：所述平整装置包括第二电机(13)、第一皮带(14)、平整轮(15)、第一主动带轮(16)、第一从动带轮(17)、固定轴(20)；

所述第二电机(13)固定于所述壳体(1)下表面，所述第二电机(13)输出端固定有所述第一主动带轮(16)，所述第一主动带轮(16)通过所述第一皮带(14)与所述第一从动带轮(17)连接，所述第一从动带轮(17)固定于所述固定轴(20)上，所述固定轴(20)两端转动连接于所述壳体(1)，所述固定轴(20)上还固定有所述平整轮(15)，所述平整轮(15)下缘超出所述壳体(1)下表面。

7.根据权利要求6所述的一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺，其特征在于：所述固定轴(20)与所述壳体(1)之间还设置有平整轮震动自清理装置，所述平整轮震动自清理装置包括：

保护壳(301)、第一弹簧(302)、第一卡接块(303)、第二限位块(304)、连接轴(305)、第二弹簧(306)、第二卡接块(307)、卡接突起(308)；

所述保护壳(301)与所述壳体(1)固定，所述固定轴(20)前端穿过所述保护壳(301)与所述第二卡接块(307)后端固定，所述第二卡接块(307)位于所述保护壳(301)内，所述第二卡接块(307)外周设置有所述第二限位块(304)，所述第二限位块(304)固定于所述壳体(1)；

所述第二卡接块(307)前端与所述第一卡接块(303)卡接，所述第一卡接块(303)上的所述卡接突起(308)厚度大于所述第二卡接块(307)，所述卡接突起(308)超出所述第二卡接块(307)的部分与所述第二限位块(304)接触；

所述第一卡接块(303)远离所述第二卡接块(307)一端固定有所述连接轴(305)，所述连接轴(305)外套接有所述第一弹簧(302)，所述第一弹簧(302)一端与所述第一卡接块(303)接触，另一端与所述保护壳(301)内壁接触；

所述平整轮(15)后端与所述壳体(1)之间设置有第二弹簧(306)，所述第二弹簧(306)套接于所述固定轴(20)，所述第二弹簧(306)两端分别与所述平整轮(15)、壳体(1)连接；

所述第一弹簧(302)的弹力大于所述第二弹簧(306)的弹力。

8.根据权利要求6所述的一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺，其特征在于：所述第一皮带(14)的寿命可通过皮带寿命预警装置进行计算，所述皮带寿命预警装置包括：

第一报警器，所述第一报警器位于所述壳体(1)上；

计时器，用于记录所述第一皮带(14)的已使用时长；

第一控制器，所述第一控制器分别与所述计时器和第一报警器电性连接，所述第一控制器基于所述计时器控制所述第一报警器工作，包括：

所述第一控制器基于以下公式计算得到所述第一皮带(14)的最小寿命：

其中，S_min为所述第一皮带(14)的最小寿命，Y为所述第一皮带(14)的实际载荷，Z为所述第一皮带(14)的设计载荷，s为所述第一皮带(14)的寿命指数，δ为所述第一皮带(14)的磨损速率指数，γ所述第一皮带(14)的老化系数；

当所述计时器检测值大于等于计算出的第一皮带(14)的最小寿命时，所述第一控制器控制第一报警器进行报警。

9.根据权利要求3所述的一种沥青混凝土公路改扩建路基施工工艺，其特征在于：还包括计算检测装置，用于计算锥齿轮传动磨损对传动效率影响指数，所述计算检测装置包括：

力传感器，设置在所述主动锥齿轮(9)与从动锥齿轮(10)之间，用于检测所述主动锥齿轮(9)与从动锥齿轮(10)间的压力；

转矩传感器，设置在所述第一电机(8)输出端，用于检测所述第一电机(8)输出端的转矩；

转速传感器，设置在所述第一电机(8)输出端处，用于检测所述第一电机(8)输出端的转速；

功率传感器，设置在所述第一电机(8)上，用于检测所述第一电机(8)的功率；

第二报警器，所述第二报警器位于所述壳体(1)上；

第二控制器，所述第二控制器分别与所述力传感器、转矩传感器、转速传感器、功率传感器和第二报警器电性连接，所述第二控制器基于所述力传感器、转矩传感器、转速传感器、功率传感器控制所述第二报警器工作，包括：

步骤1：所述第二控制器基于所述力传感器、转矩传感器及公式(1)得到所述主动锥齿轮(9)、从动锥齿轮(10)传动的磨损指数：

其中，A为所述主动锥齿轮(9)、从动锥齿轮(10)传动的磨损指数，θ₁为所述主动锥齿轮(9)的压力角，θ₂为所述从动锥齿轮(10)的压力角，d₁为所述主动锥齿轮(9)的节圆直径,d₂为所述从动锥齿轮(10)的节圆直径，μ为所述主动锥齿轮(9)与从动锥齿轮(10)之间摩擦系数，T为所述转矩传感器检测的所述第一电机(8)输出端的转矩，F为所述力传感器检测的所述主动锥齿轮(9)与从动锥齿轮(10)间的压力，σ为所述主动锥齿轮(9)与从动锥齿轮(10)材料的屈服强度，sin为正弦，cos为余弦；

步骤2：所述第二控制器基于转速传感器、功率传感器、公式(1)的计算结果及公式(2)计算所述主动锥齿轮(9)、从动锥齿轮(10)传动效率影响指数：

其中，B为所述主动锥齿轮(9)、从动锥齿轮(10)传动效率影响指数，z₁为所述主动锥齿轮(9)的齿数,z₂为所述从动锥齿轮(10)的齿数，

为所述主动锥齿轮(9)、从动锥齿轮(10)的轴交角，h₁为所述主动锥齿轮(9)的齿顶高系数,h₂为所述从动锥齿轮(10)的齿顶高系数，n为所述转速传感器检测的所述第一电机(8)输出端的转速，e为自然常数，P为所述功率传感器检测的所述第一电机(8)的功率,π为圆周率；

当所述主动锥齿轮(9)、从动锥齿轮(10)的传动效率影响指数超出预设的基准值范围时，所述第二控制器控制第二报警器进行报警。

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