ES2276588B1 - Maquina prefisuradora autopropulsada para la construccion de firmes de calzada. - Google Patents
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Abstract
La máquina prefisuradora autopropulsada para la construcción de firmes de calzadas comprende una estructura con un pórtico, cuyos extremos descansan sobre dos orugas autopropulsadas, que incorporan sendos chasis en los que se encuentran alojados un sistema de calentamiento e inyección de emulsión, un grupo hidráulico y una centralita electrógena. Dicho pórtico presenta una longitud ligeramente superior a la anchura del suelo cemento a fisurar, y se puede desplazar longitudinalmente sobre el mismo un carro móvil, dotado de un punzón de corte desplazable verticalmente, así como una válvula inyectora de emulsión, asociada al citado equipo de calentamiento e inyección de emulsión, de manera que dicho dispositivo permite realizar cortes perpendiculares al eje de la carretera sobre el cemento sin compactar e inyectar varios tipo de emulsiones en la fisura realizada, sin desplazarse sobre dicha superficie del cemento, y por lo tanto, sin estropear su acabado superficial.
Description
Máquina prefisuradora autopropulsada para la
construcción de firmes de calzada.
La presente invención, máquina prefisuradora
autopropulsada, se refiere a una máquina prefisuradora
autopropulsada de las utilizadas en la construcción de firmes de
calzada para realizar fisuras en el suelo cemento antes de su
compactación a fin de evitar que se provoquen grietas posteriormente
sobre dicho firme.
En el momento de construir carreteras, el nuevo
catálogo de firmes de obligado cumplimiento fija la necesidad de
prefisurar el suelo de cemento antes de su compactación, a fin de
evitar fisuras por retracción que inevitablemente se reflejarán en
las capas superiores, arruinándolas.
La prefisuración consiste básicamente en hacer
un corte sobre el cemento fresco, perpendicularmente al eje de la
carretera, con una distancia aproximada entre cortes de entre dos y
cuatro metros.
Dentro del corte se ha de introducir un material
(emulsión asfáltica, banda de PVC, etc.) que asegure que la fisura
quede abierta una vez se compacte el suelo cemento.
En el estado de la técnica son conocidas
máquinas que realizan fisuras sobre hormigón o suelo cemento fresco
y la rellenan de un producto en estado líquido, que habitualmente
es una emulsión bituminosa. Un ejemplo de este tipo de maquinaria
es la descrita en la patente española número
ES-2017789-B1 que describe un
procedimiento y una máquina para la prefisuración de asientos de
calzadas tratados con ligantes hidráulicos. El procedimiento
consiste en abrir, en la parte superior de la capa aun no
compactada y en lugares elegidos (cada 2 o 3 metros), unos surcos
donde se proyecta una emulsión de asfalto que forma una película que
se consolida al ponerse en contacto con el material del surco que a
continuación se cierra. La máquina que permite la realización
industrial del procedimiento se compone de un carro móvil que se
desplaza sobre un carril fijado sobre un vehículo (tractor, furgón,
camión pequeño). Este aparato comprende unos medios que realizan
tres funciones: la apertura de un surco mediante una reja de forma
adaptada; la proyección de la cantidad de emulsión de asfalto
necesaria y el cierre del surco. Estos medios consisten en una reja
en forma de V que forma el surco, en una boquilla de proyección o
pulverizador que distribuye el producto y en dos palas en forma de
V invertida que cierran el surco. Estos tres medios se montan de
forma solidaria sobre un carro montado de forma deslizante sobre un
carril del ancho de la vía de circulación, soportado por un
vehículo. El vehículo incluye una cuba de emulsión calorifugada y
una bomba así como unos medios de conexión que permiten llevar esta
emulsión al pulverizador asegurando la proyección.
La patente española número
ES-2034713-B describe un manipulador
para máquinas de obras públicas que puede utilizarse para
prefisurar capas de asiento de calzadas. En este caso aunque el
procedimiento para el control de las fisuras es el mismo que en la
patente comentada anteriormente, la máquina que lo lleva a cabo es
bastante diferente pues la reja y las boquillas pulverizadoras se
sitúan en el extremo de un brazo manipulador.
El modelo de utilidad español número
ES-1057527-U describe un dispositivo
para realizar la prefisuración en fresco y rellenado de fisuras en
firmes tratados con cemento. El dispositivo consta de una cuchilla
vertical perforada por donde se expulsa el producto bituminoso.
Dicha cuchilla va solidarizada en su parte superior a un patín de
deslizamiento que se une a un bastidor a través del cual se puede
vincular el conjunto a un vehículo de arrastre (pequeño tractor o
quad). Dicho vehículo soportará el depósito del producto bituminoso
(con su bomba manguera, etc.), un generador eléctrico y una bomba
de presión para el sistema hidráulico a través del cual se regula
la altura del conjunto.
Todas las máquinas anteriormente descritas
circulan sobre el suelo húmedo, con el cemento sin compactar y por
tanto incidiendo de manera negativa sobre el I.R.I (Índice
Internacional de Regularidad) del pavimento. En este sentido es
importante destacar que el I.R.I. es un parámetro utilizado para la
evaluación de la calidad del acabado superficial en vías
pavimentadas, y en concreto, determina la condición de regularidad
o uniformidad que presenta la superficie de rodamiento en dichas
vías.
Las máquinas descritas tampoco realizan surcos o
fisuras perpendiculares a la calzada en construcción.
La máquina prefisuradora autopropulsada para la
construcción de firmes de carretera que la invención propone
resuelve de manera plenamente satisfactoria la problemática
anteriormente expuesta, ya que se desplaza por la región exterior
al suelo cemento, concretamente por las bermas o zonas del arcén que
quedan a ambos lados de la traza, permitiendo realizar,
perpendicularmente al eje de la calzada, la fisura del cemento sin
compactar así como inyectar la emulsión asfáltica en dichas
fisuras, sin estropear el acabado superficial de dicho suelo
cemento.
La invención proporciona un dispositivo que
realiza al menos un corte sobre el cemento fresco sin tener que
desplazarse sobre la superficie de cemento sin compactar, evitando
estropear el acabado superficial de dicho suelo de cemento, e
inmediatamente después inyecta un material en el interior de dichas
fisuras asegurando que la fisura quede abierta una vez que se
compacte el suelo.
Un objeto de la presente solicitud de patente un
dispositivo autopropulsado que permita realizar fisuras
perpendicularmente al eje de la calzada en construcción sobre el
cemento sin compactar, desplazándose por los laterales exteriores de
la calzada en construcción sin circular sobre el suelo húmedo.
Otro objeto de la presente invención es un
dispositivo autopropulsado que permita realizar fisuras paralelas
al eje de la calzada en construcción sobre el cemento sin
compactar.
Otro objeto de la invención es un dispositivo
que o bien inyecta una emulsión en el interior de dichas ranuras o
bien coloca una banda plástica.
Para ello, y de manera mas concreta, la máquina
prefisuradora autopropulsada está constituida a partir de un
pórtico, de longitud ligeramente superior a la anchura de la traza
o calzada a construir, el cual se apoya sobre dos medios de
traslación, preferiblemente orugas autopropulsadas, y sobre el cual
se desplaza un carro móvil que incorpora un elemento de corte e
inyección de la emulsión para la creación de ranuras transversales,
perpendiculares al eje de la calzada, o varios elementos de corte e
inyección de la emulsión para la creación de ranuras
longitudinales, paralelas al eje de la calzada. Asimismo, es posible
sustituir dichos elementos de corte e inyección, por elementos de
corte huecos que permiten la colocación de una banda plástica en el
interior de la ranura.
El dispositivo se dispone de modo que su pórtico
quede perpendicular a la traza de la carretera, con sendas orugas
autopropulsadas alineadas sobre los laterales a ambos lados de la
calzada, preferiblemente sobre sendas bermas situadas a ambos lados
de la traza, de manera que el pórtico se desplace por medio de
dichas orugas paralelamente a la superficie de cemento fresco.
Dichas orugas están accionadas mediante motores
hidráulicos, incorporando sobre su chasis sendas estructuras
metálicas en las que se disponen el sistema de calentamiento e
inyección de la emulsión en una y el grupo hidráulico y la
centralita en la otra.
El pórtico permite el desplazamiento a lo largo
del mismo, y perpendicularmente al eje de la calzada en
construcción, de un carro móvil que incorpora al menos un elemento
de corte y preferiblemente una válvula inyectora de emulsión.
El pórtico presenta una estructura constituida a
base de módulos que se acoplan longitudinalmente hasta conseguir la
longitud final deseada, de manera que se pueda ajustar a distintos
anchos de calzada. Dicho pórtico incorpora una estructura de
celosía anti-torsión, también modulable.
El accionamiento de los distintos dispositivos
de la máquina prefisuradora (orugas, punzón de corte y carro móvil)
se realiza hidráulicamente, estando gobernados por una centralita
hidráulica de accionamiento eléctrico.
El carro móvil es accionado por un motorreductor
hidráulico, que transmite el movimiento longitudinal a dicho carro
mediante una cadena.
El punzón de corte se acciona por medio de un
cilindro hidráulico que lo desplaza verticalmente, de manera que
junto con el desplazamiento del carro a lo largo del pórtico, así
como el desplazamiento de la máquina por medio de sus orugas,
permiten realizar cortes perpendiculares al eje de la carretera cada
cierta distancia.
Dicho carro incorpora a su vez una válvula de
inyección junto al punzón de corte, cuya apertura está sincronizada
con el desplazamiento de dicho punzón sobre la fisura a realizar,
estando dicha válvula de inyección alimentada por el equipo de
inyección de emulsión alojado en la estructura o chasis de una de
las dos orugas.
La máquina prefisuradora autopropulsada
incorpora un mando con una botonera, asociada a un circuito de
control mediante una manguera, mediante el cual se puede controlar
exteriormente la máquina, incorporando a su vez un segundo cuadro
de mandos en la propia estructura de la máquina para poder dirigirla
en caso de emergencia.
Como ya se ha mencionado, el dispositivo
presenta otras variantes en la que se sustituye el cabezal de corte
e inyección para la realización de fisuras transversales por varios
cabezales de corte e inyección para la realización de tantas
fisuras longitudinales, o paralelas al eje de la calzada, como sean
requeridas.
Para la realización de las ranuras
longitudinales para la inyección de emulsión, se utilizarán, como se
ha mencionado, usarían tantas cuchillas como juntas fueran
necesarias. Las cuchillas se colocan sobre la cara exterior de la
viga principal y con el perfil de corte en el sentido de la marcha
del dispositivo. Cada cuchilla irá accionada por un cilindro
hidráulico de las mismas características técnicas que el que realiza
la junta o fisura transversal y que va situado sobre el carro de
corte. Dichos cilindros hidráulicos se accionan por el operador
desde el puesto de mando hasta alcanzar la profundidad adecuada, y
debido a que dichos cilindros hidráulicos no tienen por qué variar
la profundidad de la ranura durante toda la jornada de trabajo,
preferiblemente no incluirán finales de carrera ni automatismos en
lo referido a la "subida-bajada" del
punzón.
En cuanto a la inyección de emulsión, se realiza
una derivación de la línea principal de emulsión, y se sitúa en el
cabezal de cada cuchilla una válvula de tres vías que permita
dirigir la emulsión bien a retorno o la cuchilla. Estas válvulas son
preferiblemente de accionamiento eléctrico y se conectarán en
paralelo con la traslación de la máquina, de manera que al avanzar
el dispositivo autopropulsado automáticamente se inicia la
inyección de emulsión, deteniéndose esta al parar el
dispositivo.
Otra alternativa es sustituir los medios de
inyección de emulsión, bien para juntas transversales bien para
juntas longitudinales, por medios de colocación de banda
plástica.
La colocación de la banda plástica se realiza
con la misma máquina base, pero se sustituye la cuchilla de
inyección de emulsión por una cuchilla hueca que va depositando la
banda plástica dentro de la ranura a la vez que va abriendo
esta.
El rollo de plástico se sitúa sobre el carro de
corte, de manera vertical, pero al ser necesaria la colocación
horizontal de la banda plástica en la ranura practicada por la
cuchilla, ésta incorpora en su interior medios para que la banda de
plástico gire hasta su posición horizontal. Dichos medios están
formados por un rodillo que cambia la dirección de la banda de
plástico debido a que está situado con el ángulo adecuado. Una vez
introducida la banda de plástico un elemento de corte corta la
misma. Este dispositivo quedará regulado por una tercera bomba.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente
de realización práctica del mismo, se acompaña como parte
integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con
carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista en perspectiva
de un máquina prefisuradora autopropulsada para la construcción de
firmes de carretera, realizado de acuerdo con el objeto de la
invención.
La figura 2.- Muestra un esquema hidráulico de
los distintos dispositivos gobernados por la centralita
hidráulica.
A la vista de las figuras reseñadas, y en
especial de la figura 1, puede observarse como la máquina
prefisuradora autopropulsada 1 que la invención propone está
constituida a partir de un pórtico 2, de longitud ligeramente
superior a la anchura de la traza 3 de hormigón sin prensar, el
cual se apoya sobre dos orugas autopropulsadas
4-4', y sobre el cual se desplaza un carro móvil 5
cortador e inyector de la emulsión asfáltica.
Las orugas autopropulsadas 4-4'
están accionadas mediante motores hidráulicos, cuya transmisión de
potencia se realiza mediante cadenas. Ambas orugas autopropulsadas
4-4' incorporan sendos chasis 6-7
dispuestos sobre ellas, consistentes en dos estructuras metálicas
huecas, de manera que en el interior de uno de los chasis 6 se
aloja el sistema de calentamiento e inyección de emulsión, y en el
interior del otro chasis 7 el grupo electrógeno y la centralita
hidráulica 8.
Dichos chasis 6-7 presentan una
resistencia tal que permiten soportar el peso de los distintos
elementos alojados en los mismos, así como transmitir los esfuerzos
de la máquina a las orugas y el movimiento de las orugas a todos los
elementos.
El pórtico 2 une estructuralmente los chasis
6-7 de las orugas, permitiendo el desplazamiento
longitudinal sobre el mismo del carro cortador inyector 5. Dicho
pórtico 2 puede variar su longitud para poder trabajar con distintos
anchos de calzada mediante una estructura constituida a base de
módulos que se acoplan longitudinalmente hasta conseguir la
longitud final del pórtico deseada.
El pórtico 2 presenta una estructura de celosía
9 cuya misión es evitar la torsión del mismo en el caso de que una
oruga fuera mas rápido que la otra, como por ejemplo a la hora de
tomar curvas.
El accionamiento de los distintos elementos
mecánicos que forman dicho carro prefisurador 1 se realiza
hidráulicamente, comandado por una centralita hidráulica 8 de
accionamiento eléctrico. Dicha centralita incorpora un depósito
hidráulico 10, un motor eléctrico y dos bombas
11-12.
Tal y como se puede observar en la figura 2, la
bomba 12 alimenta al circuito del punzón de corte 13 y a la
translación del carro 5, mientras que la bomba 11, se encarga de
alimentar las orugas autopropulsadas 4-4'. El punzón
de corte 13 se acciona mediante un cilindro hidráulico 14,
disponiendo de un casquillo especial guía a fin de evitar la
flexión del vástago.
El carro móvil 5 de corte se acciona por medio
de un motorreductor hidráulico 15, el cual desplaza dicho carro 5
por medio de una cadena.
La salida de la bomba 11 lleva asociado un
divisor de caudal 16, que por medio de un regulador de caudal 17 y
dos electroválvulas 18-19 se accionan cada una de
las orugas 4-4', pudiendo regular suavemente cambios
de dirección en la trayectoria de la máquina.
Asimismo, el circuito hidráulico asociado a la
bomba 12 incorpora dos electroválvulas 20-21 que
accionan respectivamente el cilindro del punzón y el motor de
desplazamiento del carro 15.
El grupo electrógeno, montado sobre la oruga 4',
alimenta directamente a la centralita hidráulica 8, y a través de
una fuente de alimentación a las electroválvulas 18, 19, 20 y 21,
así como a los dispositivos de control.
El carro móvil 5 incorpora junto al punzón de
corte 13 una válvula de inyección 22, cuya apertura está
sincronizada con el desplazamiento del punzón de corte sobre la
fisura 23 a realizar, estando dicha válvula de inyección alimentada
por el equipo de inyección de emulsión alojado en el chasis 6 de la
oruga 4 a través de una conducción flexible.
Por último, la máquina prefisuradora
autopropulsada 1 incorpora un mando 24, con una botonera, asociado
al circuito de control 25 mediante una manguera 26, de manera que
con dicho mando se puede controlar exteriormente la máquina,
incorporando a su vez un segundo cuadro de mandos 27 en el propio
chasis 7 de la máquina por motivos de seguridad.
Claims (21)
1. Máquina prefisuradora autopropulsada para la
construcción de firmes de calzadas del tipo de las empleadas para
realizar cortes el suelo cemento antes de su compactación,
caracterizada porque comprende una estructura metálica, con
un pórtico ligeramente mayor que la anchura de la calzada a
construir y apoyado en sus dos extremos en sendos elementos de
traslación que se desplazan sobre los laterales exteriores de dicha
calzada y disponiendo dicho pórtico de un carro móvil dotado con al
menos un elemento de corte, desplazándose dicho carro móvil
perpendicularmente al eje de la calzada en construcción.
2. Máquina, según la reivindicación 1,
caracterizada porque incluye un equipo de inyección de
emulsión instalado sobre dicha estructura que comprende una
cisterna, un sistema de calentamiento, una bomba, una válvula de
inyección y una manguera.
3. Máquina, según la reivindicación 2,
caracterizada porque dicha válvula de inyección se instala
sobre el carro móvil de desplazamiento perpendicular al eje de la
calzada.
4. Máquina, según reivindicación 1,
caracterizada porque el pórtico de la estructura une
estructuralmente los dos chasis encargados de transmitir todos los
esfuerzos de la máquina a los elementos de traslación.
5. Máquina, según reivindicación 4,
caracterizada porque el pórtico incluye una estructura de
celosía con el objetivo de evitar la torsión del pórtico en aquellos
casos en los que uno de los medios de traslación se desplace más
rápido que el otro.
6. Máquina, según reivindicación 4,
caracterizada porque el pórtico (2) presenta una estructura
de módulos acoplables longitudinalmente.
7. Máquina, según reivindicaciones 1 y 3,
caracterizada porque el movimiento de corte del elemento
cortador está sincronizado con la apertura de la válvula inyectora
de emulsión (22).
8. Máquina, según reivindicaciones 1 y 7,
caracterizada porque el elemento de corte es un punzón
desplazable verticalmente y accionado por un cilindro
hidráulico.
9. Máquina, según la reivindicación 1,
caracterizada porque los medios de desplazamiento son
autopropulsados.
10. Máquina, según la reivindicación 1 y 9,
caracterizada porque los medios de desplazamiento son
orugas.
11. Máquina, según la reivindicación 1,
caracterizada porque los distintos elemento móviles de la
máquina son accionados mediante una centralita hidráulica.
12. Máquina, según la reivindicación 11,
caracterizada porque dicha centralita hidráulica comprende
al menos un depósito hidráulico, un motor eléctrico y dos
bombas.
13. Máquina, según las reivindicaciones 4, 11 y
12, caracterizada porque la centralita hidráulica va montada
sobre uno de los chasis de los elementos de desplazamiento.
14. Máquina, según las reivindicaciones 2, 4 y
13, caracterizada porque el sistema de calentamiento e
inyección de emulsión van montados sobre el chasis opuesto al de
montaje de la centralita hidráulica.
15. Máquina, según reivindicación 11,
caracterizada porque la centralita hidráulica de
accionamiento de los elementos móviles de la máquina se acciona
mediante un grupo electrógeno.
16. Máquina, según reivindicación 15,
caracterizada porque el grupo electrógeno se dispone sobre
el mismo chasis que la centralita hidráulica.
17. Máquina, según la reivindicación 15,
caracterizada porque el grupo electrógeno dispone de un
cuadro de maniobra, desde el que parte una manguera unida a una
botonera de control.
18. Máquina, según las reivindicaciones
anteriores, caracterizada porque dispone sobre su pórtico de
al menos una cuchilla accionada por un cilindro hidráulico y una
válvula de inyección, practicando sobre la calzada al menos una
ranura paralela al eje de la calzada y rellenándola de
emulsión.
19. Máquina, según la reivindicación 1,
caracterizada porque dispone de al menos una cuchilla hueca
para realizar al menos una ranura en la calzada que es rellenada
por una banda de plástico que es insertada en la ranura practicada
en la calzada por la cuchilla hueca.
20. Máquina, según reivindicación 19,
caracterizada porque dicha cuchilla hueca es accionada
mediante un cilindro hidráulico.
21. Máquina, según reivindicación 19,
caracterizada porque dicha cuchilla incorpora un sistema
para cambiar la dirección de la banda de plástico, consistiendo
dicho sistema en un rodillo.
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| ES1057527Y (es) * | 2004-05-06 | 2004-12-01 | Ochando Jose Luis Hernandez | Dispositivo para realizar la prefisuracion en fresco y rellenado de fisuras en firmes tratados con cemento. |
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