CN1141986A - 道路修整机和铺筑路面层的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于一次性地铺筑至少两层路面层的道路修整机包括：底盘，行走机构；至少两个预拌容器；与预拌容器相联的横向洒布器，其从伸进底盘的输送通道进料；侧部支架；和路面铺设装置。所有的路面铺筑装置都是高致密性的路面铺筑整平板，每个沿运动方向构成后整平板的整平板的结构适于铺设和压实混凝土。在用上述装置铺筑路面层的方法中，路面层是依次一次性铺制的，将各第一路面层和被铺筑在已压实路面层上的各后继路面层在施工中紧密压实到无需二次压实的程度。

Description

道路修整机和铺筑路面层的方法
本发明涉及根据本发明权利要求1的一般条款的道路修整机，也涉及如本发明权利要求15所述的方法。
在德国专利DE-A1-4342997中已提出了一种可用来铺筑和压实两层地沥青层的道路修整机，在该机中，第一路面层铺筑装置是一个被拖在一横向的沥青洒布器之后的刮除机，它可将第一路面层铺筑到正确的高度。被拖在另一横向洒布器之后的一个路面铺筑装置在结构上是一个设有压实系统的路面铺筑整平板，该整平板可铺筑并压实第二路面层，而且还可以通过所述第二路面层而压实第一路面层。但是，被压实的程度往往是不理想的。如果对路面层的要求较高，就必须进行成本较高的二次滚压。
德国专利DE-A1-2314812提出的一种道路修整机在结构上类似于具有方形框架的滑模式混凝土铺路机，它由单独驱动的履带式机构支承，而且其中设有两个邻接的横向设置的路面铺筑整平板。这种修整机并不适用于铺筑多层混凝土，这有两方面的原因，一是两套路面铺筑整平板的作用对象为同一路面层，二是两套路面铺筑整平板的作用仅仅在于使安装宽度可以调整。
目前，多层混凝土层正在逐步取代沥青路面。特别地，重型卡车使路面结构承受以下的负荷：高的静态和动态轮载；轮胎着地面；加速及减速；车速；交通密度和运输时的天气影响。道路的上层结构通常包括一层以上的支承层和路面。其厚度的选择依赖于行车负载，天气条件以及对冰冻的敏感性。支承层的作用是在不使道路的水平面发生变形的前提下将行车负载从路面传递到地下或路基上。支承层包括例如矿物质的不粘结或粘结的混合物。粘结的支承层材料采用沥青结合料或水硬性结合料。非粘结支承层是防冻层，该支承层由碎石和砾石构成。防冻层是道路的上层结构的第一支承层，它防止了毛细水渗入上层结构。粘结支承层包括水硬性粘结支承层，混凝土支承层或含沥青的支承层。混凝土支承层用于上述地基为沉降敏感型地基的场合。它包括例如按照DIN1045以大约15cm的厚度铺筑的混凝土B15或B25，到目前为止，它的施工手段仍是普通的滑模式混凝土铺路机或有轨式混凝土修整机。该混凝土支承层必须设有纵、横接缝，而且在施工后应避免风干。混凝土路面主要用于承受重载的通车地带，如快速干道，着陆场和农机车道。除了对温度变化不敏感以及使用寿命长以外，混凝土路面还具有光滑、耐磨以及防滑等特性。目前，混凝土路面已采用了单层结构，有时也用滑模式混凝土铺路机将不同组份的混凝土混合物经由一次作业而形成双层结构。滑模式混凝土铺路机的缺陷在于它只能被用来压实W/Z值大于0.4的非常易于压实的混凝土，但是这类混凝土不能立即通行。用于含沥青的路面结构施工的道路修整机具有较低的使用成本。采用这种道路修整机可以铺放滚压混凝土(RCC)，亦即水泥混凝土的不均匀块，不过施工后必须由振动式和轮胎式路碾进行再次压实。就设备需要量较小这一点来说，这种方法与采用滑模式混凝土铺路机进行的通用混凝土施料方法相比可以有效地降低成本。然而，用于铺筑混凝土路面的最佳方案是所谓的PCC技术，当采用配备有高致密性路面铺筑整平板的道路修整机(DE-C-3114049)时可应用这项技术，这种场合中被铺筑和紧密压实的混凝土是难以压实的半干型混凝土，其组成为沙子(粒度0-2)、砾石(粒度2-8)和碎石料(粒度8-22)。这样得到的混凝土的稳定性较好，其葡氏密度在深度为15cm时为96％，由于高致密性整平板的压实作用，这种混凝土可以立即行走，而且不会留下永久性的足印。在施工时应注意优化水份的含量。所得到的路面具有理想的断面轮廓，不带任何侧缘并具有最大可能的平直度。这种配有高致密性路面铺筑整平板的道路修整机还可用于铺放排水混凝土或低噪声混凝土，这类混凝土的优点在于：降噪效果很好(≥-5dB(A)，排水性能强，亦即没有水花喷溅的现象，没有漂滑现象，承载能力高(空隙容积≥体积的15％)，干性及湿性路况下防滑性能良好，变形稳定性强以及有利的热性能，如夏季的温升较小。
在某些特定的场合下，需要在有(或没有)结合桥的支承层上铺放多层PCC、排水性或低噪声的混凝土；可由湿性PCC铺筑一层次级的混凝土，该层混凝土应适宜于道路修整机行走。在另一些场合下，次级混凝土层还可以是现成的混凝土路面结构。然而，至今为止，没有高致密性路面铺筑整平板的道路修整机还仅仅适用于铺设和压实单层的路面层。
专利DE-V-9313161，FR-A-2697036，EP-A-0536052，DE-U-9317124和US-A-4073592等也均在本发明的技术背景范围之内。
本发明的目的是提供一种可铺筑优质的多层混凝土路面的道路修整机(其型式已在本说明书的开头述及)以及一种铺筑上述混凝土路面结构的方法。
根据本发明，这一目的可以由权利要求1所包含的技术特征来实现。权利要求15还提出了一种铺筑优质的混凝土路面结构的合适的方法。
首先，用道路修整机铺设每层路面层由此得到正确的高度，然后再立即将各层路面层压实到一高度。混凝土高致密性路面铺筑整平板很适合于铺设预拌的混凝土。可以免除对混凝土路面结构的二次滚压。所得到的混凝土路面结构的质量优于由滑模式混凝土铺路机铺筑的混凝土路面。此外，由这种道路修整机实施的上述方法所需要的成本也相当低。
当采用如权利要求2所述的实施例时，在用镘板进行压实和镘光工序之前，设置在前方的夯具可实施预压实和镘光。压实片最终将产生必需的致密的最终压实；在这方面，尤其重要的是：用向下作用的脉冲膨胀力使压实片压向路面层，而且不会产生任何的冲击作用，因此，膨胀力穿入路面层深处时不会压碎粒料。鉴于由施加的膨胀力产生的反作用力向上作用在路面铺筑整平板的整体上(该整平板起支座的作用)的事实，可以以动态的形式产生极高的压实力，在该状态下，作用在路面层上的脉冲膨胀力的频率高于整平板整体的固有频率；上述压实力的值可以大于整平板整体的重量。有关由这种路面铺筑整平板所产生的高致密压实作用的其它信息可以从专利DE-C-3114049中推知，该专利在此引为参考文献。
如权利要求3所述的技术要点是特别重要的，这是因为夯具减小的接触角对于混凝土的处理及预压实来说尤为合适。
权利要求4提出了另一个重要的实施例。在各路面层之间需要建立一特殊的连接关系的场合下，也就是说，在最下层的支承层或旧的混凝土路面、或沥青路面与所铺设的第一路面层之间需要特别粘着的场合下，可以用粘接添加剂形成一粘结桥。用铺设路面层的同一台道路修整机来形成粘结桥具有生态学意义，而且价格适中，效果好。
在如权利要求5所述的实施例中，由两个以上的压实片共同实现路面层的高致密压实。然而，也可以想像得到使用一块较宽的压实片，其接触角应适合混凝土。
在权利要求6所述的实施例中，两层以上的路面层是由同一台道路修整机铺筑的。
在道路修整机工作时，根据权利要求7所述的实施例可防止各个高致密性路面铺筑整平板彼此干涉。此外，这种连接也具有制造和安装上的优点。
然而也可将如权利要求8所述的实施例想像为一种变化型。
如权利要求9所述的实施例是一个非常有利的实施例，其中的预拌容器由可更换的混凝土容器构成，它们可以在与修整机相脱离的情冲下被装填，然后，可以在较短的时间内运至修整机并进行更换。
为了避免道路修整机在道路施工中发生停机，如权利要求10所述的实施例是有效的。
将喷洒装置构造成具有梁式结构的喷洒装置的措施为结合桥提供了一喷洒范围，该结合桥连续地分布在相应的安装宽度的整个范围内。
如权利要求12所述的实施例避免了行走机构对结合桥的损坏或毁坏，并避免了行走机构被粘合添加剂污染。
根据权利要求13，大部分结合桥在行走机构之前就已铺筑好，而对于那些在上述行走机构之前未加涉及的区域来说，它们仅在上述行走机构之后被喷施了粘合添加剂。通常，底盘之后及第一横向洒布器之前的装配空间的可利用程度是受到限制的，而本施例解决了这一问题。
在如权利要求14所述的实施例的条件下，可以改变混凝土路面结构的施工宽度。
根据本发明的方法以简单的方式解决了在多层混凝土路面结构的施工方面产生的问题。这一问题的存在是由于道路修整机无法在仍处于湿润状态下的相应的较低路面层上行走，然而，这种湿润状态却有利于实现同上层路面层的有效连接。鉴于所有的路面层由同一台道路修整机以重叠方式铺筑而成并分别一层层地被紧密压实，所形成的连接是很牢固的，而且混凝土路面结构也可以中等成本在一次作业中完成，因此无需再次滚压。
按照权利要求16所述的方法的变型可在一次作业中铺设两层以上的混凝土层，一方面半干状态的紧实性使得有较好的可操作性，另一方面又使得路面层之间有非常有效的连接。
根据权利要求17所述的方法变型，所设置的第一路面层为水硬性的粘结支承层，它也可以由铺设后继混凝土路面层的同一台道路修整机来铺设。
如果路基是旧的混凝土或沥青层，也可能是水硬性的粘结支承层，如权利要求18所述的方法是重要的。
下面将结合附图介绍本发明主题的实施例。
图1是表示道路修整机的侧视图；并且
图2-4是表示图1所示道路修整机的各个实施例的仰视示意图。
图1所示的道路修整机F包括一底盘1，该底盘设有一行走机构2(轮子或履带装置)和邻接主驱动装置4(狄塞尔液压驱动装置或电动驱动装置)的驾驶舱3。在底盘1的前部设有至少两个预拌容器5、6。此外，还设有一粘合添加剂罐7。每个预拌容器5、6由分开的输送通道8、9(传送带、螺旋输送机或链式刮板输送机)与某一独立的区域相连，若从修整机的行走方向(图1左侧)看，该独立的区域位于底盘1的背后。输送通道9通向一在底盘1的尾端之后紧挨着其设置的横向洒布器10(摊铺螺旋)，而输送通道8则通向另一个比第一横向洒布器10还要靠后的横向洒布器11(摊铺螺旋)。如果在底盘上设有第三个乃至多于三个预拌容器(图中未示出)，那么附加的输送通道(图中未示出)就从相应的预拌容器通向更加靠后的横向洒布器12。
底盘1上还设有一粘合添加剂喷洒装置S；在图1中，一喷洒杆13紧挨在底盘1上的行走机构的后面设置。图2-4表示了喷洒装置S的具体变化型式。
根据图1，底盘1与拖着高致密性路面铺筑整平板B1和B2的侧部支架14、15相连。如果在底盘1上设有第三个预拌容器(图中未示出)，那么附加的高致密性路面铺筑整平板B3将由用虚线表示轮廓的支架16牵引。
安装位置最靠近底盘1的高致密性路面铺筑整平板B1对由横向洒布器10沿横向洒布的预混合料进行铺设。高致密性路面铺筑整平板B2对由第二横向洒布器11沿横向洒布的预混合料进行铺设。可能存在的第三个高致密性路面铺筑整平板B3对由横向洒布器12洒布的预混合料进行铺设。高致密性路面铺筑整平板B1形成了第一层高致密性的路面层C1，在C1层之上，由第二个高致密性路面铺筑整平板B2铺设另一层紧紧压实的路面层C2，其后，可能存在的第三个高致密性路面铺筑整平板B3又铺设出另一层紧密压实的路面层C3。
每个高致密性路面铺筑整平板B1、B2、B3可以具有预定的安装宽度，如果需要的话，其安装宽度可以由可横向装拆的加长构件来扩大或缩小。但是也可以想像得到，将每个高致密性路面铺筑整平板B1、B2、B3构造为所谓的可伸缩式整平板，其安装宽度可以由至少一个可横向伸长的伸缩构件(并且如果需要的话，由安装上去的加长构件)来实现无级调节。
至少高致密性路面铺筑整平板B2、B3分别都带有打夯装置T，该打夯装置T位于整平板的前部，并且包括至少一个接触角a约为30°(该接触角对混凝土合适)的夯板17。夯板17在一个驱动器(图中未示出)的作用下以可选择的频率做上下往复运动，从而对沿横向洒布的路面材料进行预压实和整平。打夯装置T之后设有至少一个镘板20，它设置在底侧上并由一个振动驱动器21以合适的方式驱动，该镘板20可修平并进一步压实路面层。镘板20之后设有至少一个横向延伸(展宽)的压实片18或者最好(如图所示)设有两个横向延伸并邻接的压实片18，该压实片由膨胀力驱动器19产生的向下作用的脉冲膨胀力驱动，由脉冲膨胀力产生的相应的反作用力笔直向上地作用在高致密性路面铺筑整平板B1、B2、B3(它们在此时作为支座)的整体上。这样，每个高致密性路面铺筑整平板B1、B2、B3中便形成了一个高致密性压实装置V，这个高致密性压实装置V将压实力传递到已铺设好的路面层C1、C2、C3上，所传递的压实力相当大，因此无需二次滚压。
为了实现路基与第一路面层C1之间的高质量的粘附，可用喷洒装置S将结合桥H铺放在地基上。
如图2所示，喷洒装置S的喷洒杆13上的三段13a、13b和13c设在行走机构2的前方，这种设置使得行走机构2与路基接触的区域不会被喷洒到。紧随行走机构2之后的是喷洒杆13的另外两段13d，这两段的作用是对上述未被喷洒到的区域进行喷洒。
在如图3所示的实施例中，喷洒杆13的三段13a-13c设在行走机构2之后，其设置使得高致密性路面铺筑整平板B1和B2的整个安装宽度将会被覆盖。
在如图4所示的实施例中，喷洒杆13仅有两段13a和13b，这两段在宽度方向上彼此重叠。
在如图2—4所示的所有实施例中，上述区段13a-13c适于相对于彼此横向调节，从而可以使结合桥的宽度适应高致密性路面铺筑整平板B1、B2和B3的安装宽度。
图1所示的道路修整机F(设有高致密性路面铺筑整平板B1和B2)可以用于下述操作，即在例如旧混凝土或沥青路面一类的预制基础上首先铺设结合桥H，然后铺设一层作为支承层的PCC混凝土路面层，其后再铺设一层作为路面(湿性—湿性—固体)的PCC混凝土层。但是，也可在PCC支承层上铺设排水混凝土作为路面。如图1所示，如果道路修整机F设有三个高致密性路面铺筑整平板B1、B2和B3，那么水硬性粘合支承层(例如含水、水泥、石灰或沥青的矿物质)就可以作为第一支承层被铺设在预制基础上，该第一支承层上还铺设有作为第二支承层的PCC混凝土路面层。PCC混凝土路面层上最后又铺设有排水混凝土。其它不同的路层组合型式也是可行的。还可以考虑安装三个以上的高致密性路面铺筑整平板，以便同时铺设两层或三层路面层。

Claims (18)

1.一种可通过一次作业铺设至少两层路面层的道路修整机，它包括：一底盘；一行走机构；一设置在所述底盘上的至少两个预拌容器；一个与相应的预拌容器相联并设置在底盘后部的横向洒布器，所述横向洒布器的合适进料途径是从其预拌容器经由一伸入底盘中的输送通道而来，该道路修整机还包括：装在底盘上的侧部支架，一被牵引的用来铺设路面层的路面铺筑装置，它装在上述支架上并位于各横向洒布器之后，其特征在于，所有的路面铺筑装置都是高致密性路面铺筑整平板(B1、B2、B3)，由此得到的路面层(C1、C2、C3)无需二次压实，而且，至少后部的每个高致密性路面铺筑整平板(B2，B3)被构造为一可用来铺设并压实混凝土的高致密性路面铺筑整平板。
2.如权利要求1所述的道路修整机，其特征在于，每个高致密性路面铺筑整平板(B1、B2、B3)包括一位于其前部的打夯装置(T)和至少一个横向延伸的高致密性压实片(18)，该压实片与上述打夯装置(T)之间由一镘板(20)隔开，该镘板(20)适宜于由推荐使用的振动驱动器(V)来驱动，上述压实片(18)与膨胀力驱动器(19)连动，该膨胀力驱动器在高致密性路面铺筑整平板中的设置方式使得由作用在压实片(18)上的力产生的向上作用的反作用力垂直作用在高致密性路面铺筑整平板(起一支座的作用)的整体上。
3.如权利要求1或2所述的道路修整机，其特征在于，高致密性路面铺筑整平板(B2、B3)的结构使其适用于铺设和压实混凝土，其中所设的打夯装置(T)具有明显小于45°的打夯机和压实片之间的接触角α，该角度最好约为30°。
4.如权利要求1所述的道路修整机，其特征在于，至少一个粘合添加剂罐(7)间接或直接地装在底盘(1)上并与设在底盘(1)上的喷洒装置(S)相连。
5.如权利要求1或2所述的道路修整机，其特征在于，每个高致密性路面铺筑整平板(B1、B2、B3)上设有两个邻接的压实片(18)。
6.如权利要求1所述的道路修整机，其特征在于，它设有至少一个附加的混凝土预拌容器，该容器配有一通向另一横向洒布器(12)的附加输送通道，上述的另一横向洒布器设在第二个高致密性混凝土路面铺筑整平板(B2)之后，而且在上述的横向洒布器(12)之后又设置了一个附加的高致密性混凝土路面铺筑整平板(B3)。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的道路修整机，其特征在于，每个高致密性路面铺筑整平板(B1、B2、B3)由分装的一对支架(14、15、16)与底盘(1)相连。
8.如权利要求1至6中的任一项所述的道路修整机，其特征在于，各个后级高致密性路面铺筑整平板(B2、B3)是通过支架(15、16)而相应地连接在前级高致密性路面铺筑整平板(B2、B1)的支架(14、15)上的。
9.如权利要求1所述的道路修整机，其特征在于，至少有一个预拌容器(5、6)是可拆卸地设置在底盘(1)上的混凝土容器。
10.如权利要求1或9所述的道路修整机，其特征在于，相应的预混合料适合于由独立于道路修整机(F)运行的进料装置从前面或侧面输入相应的预拌容器(5、6)中，上述进料装置可最好为传送带或输料泵。
11.如权利要求4所述的道路修整机，其特征在于，喷洒装置(S)设有包括若干段(13a-13d)的横向延伸的喷洒杆(13)，上述的若干段限定了一喷洒区，它连续地占据了高致密性路面铺筑整平板(B1、B2、B3)的整个安装宽度。
12.如权利要求11所述的道路修整机，其特征在于，喷洒杆(13)的所有区段(13a-13d)均设置在行走机构(2)之后。
13.如权利要求11所述的道路修整机，其特征在于，喷洒杆(13)的区段(13a-13c)设在行走机构(2)的前面，其设置方式使得行走机构(2)接触路基的区域无法受到上述喷洒装置(13)的作用，并且在行走机构(2)之后还设有喷洒杆较短的一段(13d)，它覆盖了前面的区段未作用到的区域。
14.如权利要求1所述的道路修整机，其特征在于，高致密性路面铺制整平板(B1、B2、B3)是安装宽度可调的伸缩式整平板，或者是安装宽度可以由伸长构件改变的整平板。
15.一种用如权利要求1至14中任一项所述的道路修整机铺筑路面层的方法，其特征在于，用同一道路修整机在一次作业中以下述方式一层紧接另一层地铺设至少两层路面层(C1、C2、C3)，即，将第一路面层(C1)铺设在道路修整机在其上行走的路基上，将相应的后继路面层(C2、C3)铺设在已先铺设的路面层(C1)上，第一路面层(C1)在施工中被紧密压实到无需二次压实的程度，其后，将铺筑在已紧密压实的路面层上的各后继路面层依次紧密压实到无需二次压实的程度。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所铺设的第一和各后继路面层(C1、C2、C3)由半干混凝土构成。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，第一路面层(C1)以水硬性粘结支承层(即水、水泥、石灰和沥青一类的矿物质)的形式铺成，而且铺设的各个后继路面层(C2、C3)由半干混凝土构成。
18.如权利要求15至17中的任一项所述的方法，其特征在于，结合桥(H)是在铺设第一路面层之前由同一道路修整机(F)喷制在路基上的。
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