CN114775398A - 一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，定型装置包括微波发生器，微波发生器朝沥青混凝土层内发射微波。微波发生器有至少两组，两组微波发生器交叉发射微波，交叉微波在沥青混凝土底层聚焦。微波对其路径上的位置进行加热，在聚焦位置接受双重的微波而进行智能定位的加热，前进着对沥青混凝土道路上的底部进行高于浅层的加热，实现底层的较大烘干量，准确地让水分在混凝土层的呈现随深度增加而减小的分布状态，配合后续的自然风干，在沥青混凝土干燥的末期阶段，整体的含水量趋向一致，保证整体的组分均匀性，在遇见水分较多的位置处自动实时地增大辅助加热功率，让沥青层在道路长度方向上的同一层水分含量趋向一致。

Description

一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置

技术领域

本发明涉及沥青混凝土施工技术领域，具体为一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置。

背景技术

沥青混凝土是一种常用的道路材料，在现场将沥青颗粒物混合着碎石砂浆水后，充分搅拌成粘稠混合物，然后撒铺到路基上，再行通过压路机压实压平路面，即完成沥青混凝土路面的施工，铺设完毕的路面不像水泥混凝土需要大量洒水。

沥青混凝土在施工过程中容易遇见的问题是表层破裂，因为烘干过程通过表面加热的方式，表层的水分本来就容易挥发，而表面加热则更将表层的水分榨出，现有技术的烘干定型装置无法准确识别不同深度上混凝土的水分含量，无法智能地调整不同层次位置水分的烘干功率，烘干过程导致沥青混凝土内部的水分更加不一致，不同位置上有较大的局部应力，进而导致混凝土开裂等问题，

为了避免不同层次的混凝土水分的有较大的差异，所以，现在施工过程有时会在撒铺浇筑过程中分层进行，分两周期进行烘干作业，下层混凝土烘干完毕后留有较少的水分，上层留较多水分，在整体进行自然挥发定型时，整体的水分含量趋向一致从而保障整体均匀性，但这样的施工方式，不仅加长道路的施工周期，还会出现无法避免的沥青混凝土层出现显著的层界位置。

还有的施工过程时，在撒铺过程前，就先行对混凝土料进行烘干，使其在较为干燥的状态下撒铺到道路上，这样会导致原料颗粒间粘结性能下降。

所以，目前行业上，如何一次铺设沥青混凝土并且准确调整根据深度分布的水分率，智能且及时地对水分含量异常高的区域提升烘干功率，使得整体水分含量具有水平方向的一致性并且水分率随深度增加而减小，是目前行业急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置包括微波发生器，微波发生器朝沥青混凝土层内发射微波。微波对沥青层内的水分进行加热，蒸发的水分从沥青层内渗出。

微波发生器有至少两组，两组微波发生器交叉发射微波，交叉微波在沥青混凝土底层聚焦。微波对其路径上的位置进行加热，在聚焦位置接受双重的微波而进行高于其他位置的加热，相当于底层的沥青层进行较大的加热，而浅层的沥青进行较少的加热，随着定型装置的前进，依次对沥青混凝土道路上的底部进行高于浅层的加热，实现底层的较大烘干量，让水分在混凝土层的深度分布上呈现上大下小的分布状态，在后续的自然风干中，浅层沥青层中的水分更容易逸散到周围中间中，即，浅层的沥青层蒸发速度快于深层的沥青层，从而在沥青混凝土干燥的末期阶段，整体的含水量趋向一致，保证整体的组分均匀性。

定型装置还包括辅热组件，辅热组件通过电流进行辅助烘干，辅热组件包括引上电路和第一触头，引上电路末端连接第一触头，第一触头抵触在沥青混凝土路面上，引上电路通过第一触头往路面加载朝向大地的电流。第一触头朝路面加载的电流沿着水分传播，通过电阻热对水分进行加热，在相同的电压下，水分含量较大的路面位置处，具有更大的电阻热功率，辅助进行加热烘干。

引上电路往道路面加载的电流方向为从第一触头往大地。引上电路加载直流电流，电流流入大地，而在本申请中，从第一触头往大地局部位置的电流载流子为水分中的正负离子，正离子一般为钠镁等小离子，负离子为各类酸根离子，以磷、硫酸根为主，负离子比正离子要大得多，所以，对于水分的吸附力更大，在接受电流时，水分更大几率随着负离子朝向第一触头移动，从而进一步减少沥青混凝土底层的水分，将水分引导往浅层的沥青混凝土。

定型装置还包括信号组件和接地片，信号组件以接地电阻判定局部位置含水率，信号组件改变引上电路与大地间的电压，

信号组件包括信号电源、第二触头，信号电源一端通过接地片接地、另一端接第二触头，第二触头抵触在沥青混凝土路面上，引上电路根据第二触头到信号电源之间电流改变自身的电压值，当第二触头到信号电源之间电流增大时，引上电路增大电压。

从第二触头流入大地的电流可以显示出该接触位置的电阻大小，判断该处含水量，含水量越大，则应当调大引上电路处的电压，从而以更大的电阻热功率进行辅助加热和吸引水分向上流动。

辅热组件还包括位移杆和复位弹簧，定型装置还包括变压组件，变压组件包括变压一级端、变压器芯和变压线圈二级端，变压器芯上分别以线圈形式裹绕变压一级端和变压线圈二级端，变压一级端上加载交流电压，位移杆一端带有滑针，变压线圈二级端的线头一端连接接地片，滑针与变压线圈二级端表面滑动接触并作为变压线圈二级端的第二端输出，滑针与第一触头电连接，位移杆上还带有限位板抵触复位弹簧，复位弹簧将位移杆朝变压线圈二级端的接地端推挤，信号组件根据其内部电流大小吸引位移杆朝变压线圈二级端远离接地端的一侧移动。

变压一级端提供恒定交流电压，位移杆根据信号组件对其的吸引力而在变压线圈二级端上滑动，改变变压线圈二级端的实际匝数，从而滑针上输出的电压可以发生变化，信号组件内根据的是从第二触头上往大地的电流来进行控制的，当信号电流较小时，说明此处含水率较低，信号组件减轻对于位移杆的吸引，让位移杆在复位弹簧作用下，朝向压线圈二级端接地侧移动，在引上电路上带较小的电压，减少电能在较少含水率位置的消耗。

引上电路上带有二极管。二极管直接将滑针上给过来的交流电压裁去一半，只剩下从第一触头进入大地的直流部分。

辅热组件还包括永磁体和杠杆组件，信号组件还包括电磁线圈，电磁线圈设置在从信号电源往第二触头的电路上，杠杆组件一端连接位移杆的端部、另一端连接永磁体，永磁体一端与电磁线圈一端面对面。电磁线圈中通过的电流较大时，可以吸引永磁体靠近，通过杠杆组件放大位移量后加载到位移杆上，对滑针位置进行调整，从而调整输出电压。

杠杆组件包括支点和伸缩杆，伸缩杆分别将位移杆端部、永磁体端部与支点连接起来，伸缩杆分别将位移杆端部、永磁体的连接为铰接。位移杆端部、永磁体需要的是直线移动，所以，杠杆组件进行位移放大时，需要调整自身的杆长以适应支点到位移杆、永磁体移动方向上距离不变。

定型装置还包括连接架，微波发生器、变压组件、辅热组件、信号组件均设置到连接架上，连接架安装到压路车上。接地片与信号电源、变压线圈二级端的连接通过导线连接，接地片在一次作业中埋入道路旁土地中并且不挪动位置。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过微波进行沥青混凝土层内部的加热，直接对沥青层的底层进行加热，水分气化后上溢，从而构造出由浅至深的水分逐渐增大的分布状态，配合后续自然干燥下的上层水分容易蒸发的环境条件，实现沥青混凝土在冷却干燥过程中尽量的水分一致性，保证凝结强度，微波可以定向发射并且只对底层具有目标性的加热功率，准确定位到需求加热的位置处，

辅热组件通过电流过流水分时产生的电阻热进行针对性的局部加热，信号组件通过局部位置电阻率来判别该处水分含量，自动通过传动的组件来调配第一触头上加载的电压，自发性地改变辅助加热的电流大小，从而在遇见水分较多的位置处智能实时地增大辅助加热功率，让沥青层在道路长度方向上的同一层水分含量趋向一致。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的使用结构示意图；

图2是图1中视图A以及在视图A中水分、温度随沥青层深度的分布示意图；

图3是本发明变压组件、辅热组件的连接示意图；

图4是本发明信号组件、辅热组件的连接示意图；

图中：1-连接架、2-微波发生器、31-变压一级端、32-变压器芯、33-变压线圈二级端、41-位移杆、411-滑针、42-引上电路、43-第一触头、44-复位弹簧、45-杠杆组件、451-支点、452-伸缩杆、46-永磁体、47-二极管、51-电磁线圈、52-信号电源、53-第二触头、6-接地片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-图4，本发明提供技术方案：

一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置包括微波发生器2，微波发生器2朝沥青混凝土层内发射微波。微波对沥青层内的水分进行加热，蒸发的水分从沥青层内渗出。

微波发生器2有至少两组，两组微波发生器2交叉发射微波，交叉微波在沥青混凝土底层聚焦。如图1所示，微波对其路径上的位置进行加热，在聚焦位置接受双重的微波而进行高于其他位置的加热，相当于底层的沥青层进行较大的加热，而浅层的沥青进行较少的加热，随着定型装置的前进，依次对沥青混凝土道路上的底部进行高于浅层的加热，实现底层的较大烘干量，让水分在混凝土层的深度分布上呈现上大下小的分布状态，在后续的自然风干中，浅层沥青层中的水分更容易逸散到周围中间中，即，浅层的沥青层蒸发速度快于深层的沥青层，从而在沥青混凝土干燥的末期阶段，整体的含水量趋向一致，保证整体的组分均匀性。

定型装置还包括辅热组件，辅热组件通过电流进行辅助烘干，辅热组件包括引上电路42和第一触头43，引上电路42末端连接第一触头43，第一触头43抵触在沥青混凝土路面上，引上电路42通过第一触头43往路面加载朝向大地的电流。如图2所示，第一触头43朝路面加载的电流沿着水分传播，通过电阻热对水分进行加热，在相同的电压下，水分含量较大的路面位置处，具有更大的电阻热功率，辅助进行加热烘干。

引上电路42往道路面加载的电流方向为从第一触头43往大地。如图2所示，引上电路42加载直流电流，电流流入大地，而在本申请中，从第一触头43往大地局部位置的电流载流子为水分中的正负离子，正离子一般为钠镁等小离子，负离子为各类酸根离子，以磷、硫酸根为主，负离子比正离子要大得多，所以，对于水分的吸附力更大，在接受电流时，水分更大几率随着负离子朝向第一触头43移动，从而进一步减少沥青混凝土底层的水分，将水分引导往浅层的沥青混凝土，形成图2中的水分c浓度分布，图2中还标示了深度方向上的温度分布。

定型装置还包括信号组件和接地片6，信号组件以接地电阻判定局部位置含水率，信号组件改变引上电路42与大地间的电压，

信号组件包括信号电源52、第二触头53，信号电源52一端通过接地片6接地、另一端接第二触头53，第二触头53抵触在沥青混凝土路面上，引上电路42根据第二触头53到信号电源52之间电流改变自身的电压值，当第二触头53到信号电源52之间电流增大时，引上电路42增大电压。

如图4所示，从第二触头53流入大地的电流可以显示出该接触位置的电阻大小，判断该处含水量，含水量越大，则应当调大引上电路42处的电压，从而以更大的电阻热功率进行辅助加热和吸引水分向上流动。

辅热组件还包括位移杆41和复位弹簧44，定型装置还包括变压组件，变压组件包括变压一级端31、变压器芯32和变压线圈二级端33，变压器芯32上分别以线圈形式裹绕变压一级端31和变压线圈二级端33，变压一级端31上加载交流电压，位移杆41一端带有滑针411，变压线圈二级端33的线头一端连接接地片6，滑针411与变压线圈二级端33表面滑动接触并作为变压线圈二级端33的第二端输出，滑针411与第一触头43电连接，位移杆41上还带有限位板抵触复位弹簧44，复位弹簧44将位移杆41朝变压线圈二级端33的接地端推挤，信号组件根据其内部电流大小吸引位移杆41朝变压线圈二级端33远离接地端的一侧移动。

如图3所示，变压一级端31提供恒定交流电压，位移杆41根据信号组件对其的吸引力而在变压线圈二级端33上滑动，改变变压线圈二级端33的实际匝数，从而滑针411上输出的电压可以发生变化，信号组件内根据的是从第二触头53上往大地的电流来进行控制的，当信号电流较小时，说明此处含水率较低，信号组件减轻对于位移杆41的吸引，让位移杆41在复位弹簧44作用下，朝向压线圈二级端33接地侧移动，在引上电路42上带较小的电压，减少电能在较少含水率位置的消耗。

引上电路42上带有二极管47。二极管47直接将滑针411上给过来的交流电压裁去一半，只剩下从第一触头43进入大地的直流部分。

辅热组件还包括永磁体46和杠杆组件45，信号组件还包括电磁线圈51，电磁线圈51设置在从信号电源52往第二触头53的电路上，杠杆组件45一端连接位移杆41的端部、另一端连接永磁体46，永磁体46一端与电磁线圈51一端面对面。如图4所示，电磁线圈51中通过的电流较大时，可以吸引永磁体46靠近，通过杠杆组件45放大位移量后加载到位移杆41上，对滑针411位置进行调整，从而调整输出电压。

杠杆组件45包括支点451和伸缩杆452，伸缩杆452分别将位移杆41端部、永磁体46端部与支点连接起来，伸缩杆452分别将位移杆41端部、永磁体46的连接为铰接。如图4所示，位移杆41端部、永磁体46需要的是直线移动，所以，杠杆组件进行位移放大时，需要调整自身的杆长以适应支点451到位移杆41、永磁体46移动方向上距离不变。

定型装置还包括连接架1，微波发生器2、变压组件3、辅热组件、信号组件均设置到连接架1上，连接架1安装到压路车上。接地片6与信号电源52、变压线圈二级端33的连接通过导线连接，接地片6在一次作业中埋入道路旁土地中并且不挪动位置。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，其特征在于：所述定型装置包括微波发生器（2），所述微波发生器（2）朝沥青混凝土层内发射微波；

所述微波发生器（2）有至少两组，两组微波发生器（2）交叉发射微波，交叉微波在沥青混凝土底层聚焦。

2.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，其特征在于：所述定型装置还包括辅热组件，所述辅热组件通过电流进行辅助烘干，所述辅热组件包括引上电路（42）和第一触头（43），所述引上电路（42）末端连接第一触头（43），所述第一触头（43）抵触在沥青混凝土路面上，引上电路（42）通过第一触头（43）往路面加载朝向大地的电流。

3.根据权利要求2所述的一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，其特征在于：所述引上电路（42）往道路面加载的电流方向为从第一触头（43）往大地。

4.根据权利要求3所述的一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，其特征在于：所述定型装置还包括信号组件和接地片（6），所述信号组件以接地电阻判定局部位置含水率，信号组件改变引上电路（42）与大地间的电压，

所述信号组件包括信号电源（52）、第二触头（53），所述信号电源（52）一端通过接地片（6）接地、另一端接第二触头（53），所述第二触头（53）抵触在沥青混凝土路面上，所述引上电路（42）根据第二触头（53）到信号电源（52）之间电流改变自身的电压值，当第二触头（53）到信号电源（52）之间电流增大时，引上电路（42）增大电压。

5.根据权利要求4所述的一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，其特征在于：所述辅热组件还包括位移杆（41）和复位弹簧（44），所述定型装置还包括变压组件，所述变压组件包括变压一级端（31）、变压器芯（32）和变压线圈二级端（33），所述变压器芯（32）上分别以线圈形式裹绕变压一级端（31）和变压线圈二级端（33），所述变压一级端（31）上加载交流电压，所述位移杆（41）一端带有滑针（411），所述变压线圈二级端（33）的线头一端连接接地片（6），所述滑针（411）与变压线圈二级端（33）表面滑动接触并作为变压线圈二级端（33）的第二端输出，所述滑针（411）与第一触头（43）电连接，所述位移杆（41）上还带有限位板抵触复位弹簧（44），所述复位弹簧（44）将位移杆（41）朝变压线圈二级端（33）的接地端推挤，所述信号组件根据其内部电流大小吸引位移杆（41）朝变压线圈二级端（33）远离接地端的一侧移动。

6.根据权利要求5所述的一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，其特征在于：所述引上电路（42）上带有二极管（47）。

7.根据权利要求5所述的一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，其特征在于：所述辅热组件还包括永磁体（46）和杠杆组件（45），所述信号组件还包括电磁线圈（51），所述电磁线圈（51）设置在从信号电源（52）往第二触头（53）的电路上，所述杠杆组件（45）一端连接位移杆（41）的端部、另一端连接永磁体（46），所述永磁体（46）一端与电磁线圈（51）一端面对面。

8.根据权利要求7所述的一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，其特征在于：所述杠杆组件（45）包括支点（451）和伸缩杆（452），所述伸缩杆（452）分别将位移杆（41）端部、永磁体（46）端部与支点连接起来，伸缩杆（452）分别将位移杆（41）端部、永磁体（46）的连接为铰接。

9.根据权利要求8所述的一种沥青混凝土铺设过程智能辅热定型装置，其特征在于：所述定型装置还包括连接架（1），所述微波发生器（2）、变压组件（3）、辅热组件、信号组件均设置到连接架（1）上，所述连接架（1）安装到压路车上。

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