專(zhuān)利名稱(chēng)：一種振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于瀝青砼心墻施工的振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)。
背景技術(shù)：
瀝青砼心墻土石壩是一種新興的壩型，由于其優(yōu)良的抗?jié)B性、柔性和耐久性，可以在復(fù)雜地基和強(qiáng)地震區(qū)修筑水壩，比之其他壩型更為安全，尤其是即使在突發(fā)事件中發(fā)生裂縫后仍有自愈能力的特點(diǎn)，受到世界水利水電專(zhuān)家們的重視。16屆國(guó)際大壩會(huì)議的文獻(xiàn)資料中指出今后世界上最高的土石壩瀝青砼心墻壩是優(yōu)選方案之一。但是采用瀝青砼心墻壩需要解決許多技術(shù)問(wèn)題，其中專(zhuān)用工程機(jī)械是保證工程質(zhì)量，確保工程進(jìn)度的一個(gè)重要條件。
在本實(shí)用新型以前的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)中，我國(guó)的瀝青砼心墻施工雖然在骨料制備，瀝青砼拌和、運(yùn)輸都實(shí)現(xiàn)了較高水平的機(jī)械化施工，但是瀝青砼心墻的填筑仍采用人工立模攤鋪，振動(dòng)碾壓實(shí)的施工方法。國(guó)外由德國(guó)生產(chǎn)的第三代瀝青砼心墻攤鋪機(jī)，代表了當(dāng)前世界的先進(jìn)水平，它在滑模之后設(shè)置了平板式振動(dòng)器對(duì)已攤鋪的心墻體進(jìn)行一次初壓。但是該機(jī)械的成型滑模沒(méi)有振動(dòng)壓實(shí)功能，從已引進(jìn)(尼爾基水電站)機(jī)械的實(shí)際施工情況看，其初壓效果也并不好，隨后需要振動(dòng)碾壓的次數(shù)與人工攤鋪的一樣多才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其它已有的瀝青砼心墻攤鋪機(jī)實(shí)際上只具有攤鋪功能，不具備在攤鋪過(guò)程中使瀝青砼達(dá)到90％以上壓實(shí)度的振動(dòng)壓實(shí)功能，從工作裝置的原理上看，與人工立模攤鋪并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)狀況，本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的瀝青砼心墻攤鋪機(jī)，使瀝青混合料在熱塑狀態(tài)下通過(guò)振動(dòng)滑模成型密實(shí)，并使攤鋪后的心墻體達(dá)到90％以上的壓實(shí)度，從而提高了心墻的施工最終密實(shí)度，減少了振動(dòng)碾碾壓工作量(約60～75％)提高振動(dòng)碾的初碾溫度，減少心墻體從攤鋪溫度下降到初碾溫度的等待時(shí)間，減少了心墻體由于多次碾壓使心墻體斷面由矩形變?yōu)榍吿菪嗡斐傻脑O(shè)計(jì)斷面以外的材料損耗。
本實(shí)用新型振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)(見(jiàn)圖1)，由安裝在機(jī)架3上方的駕駛室6、動(dòng)力倉(cāng)7、瀝青砼料斗8、安裝在機(jī)架3下方的行走機(jī)構(gòu)2、遠(yuǎn)紅外加熱器4、吸塵器5、安裝在機(jī)架3后方的過(guò)渡料料斗9構(gòu)成，其特征在于在行走機(jī)構(gòu)2、瀝青砼料斗8、過(guò)渡料料斗9之間還設(shè)置有振動(dòng)滑模1，其兩端設(shè)有減振支座12和傾角調(diào)整器11，并與前端鉸接在機(jī)架3上的左、右大臂13相連；振動(dòng)滑模1與水平面之間的傾角由減振支座12、大臂13和傾角調(diào)整器11之間的三個(gè)鉸接點(diǎn)形成的三角形確定，且傾角調(diào)整器11長(zhǎng)度可調(diào)；振動(dòng)滑模1包括一螺旋式喂料14，螺旋喂料器14的上部是四周設(shè)有保溫層的瀝青混凝土料斗8，螺旋式喂料器14與左右側(cè)模18相連通，左右側(cè)模18與穩(wěn)定模10相連通，左右側(cè)模18上方配置一頂板17，頂板17上方配置一水平激振器16。
所述的振動(dòng)滑模1前部斷面大，向后逐漸收縮，出口處寬度等于心墻設(shè)計(jì)寬度，高度為鋪層最終高度的1～1.5倍。上述滑模的斷面應(yīng)與相應(yīng)工程的不同高程之心墻厚度相匹配。其寬度范圍約為400～1500mm，高度取決于所采用振動(dòng)碾的最大壓實(shí)厚度，滑模高度的范圍為200mm～500mm，以滿(mǎn)足工程需要，其頂部裝有的水平力激振器16，對(duì)于瀝青砼材料在攤鋪狀態(tài)的特定工作條件下，該激振器有特別優(yōu)良的振動(dòng)密實(shí)性能。
所述的行走機(jī)構(gòu)3為履帶式或以牽引設(shè)備控制攤鋪速度的輪式行走機(jī)構(gòu)。
所述的滑模頂板17為剛度很大的箱式結(jié)構(gòu)平板，頂面通過(guò)螺栓與激振器16相配，頂板的下部與左、右側(cè)模18相配合，頂板與側(cè)模的聯(lián)接為可調(diào)寬度結(jié)構(gòu)，可采用有級(jí)變寬的螺栓聯(lián)接，或采用無(wú)級(jí)可調(diào)的液壓油缸和鎖緊結(jié)構(gòu)。
所述的側(cè)模18為對(duì)稱(chēng)的兩件，采用箱式結(jié)構(gòu)以適應(yīng)強(qiáng)烈振動(dòng)的工作條件。
所述的過(guò)渡料斗9一端與機(jī)架3鉸接，并通過(guò)支承輪支承在已壓實(shí)過(guò)的過(guò)渡料條帶上，過(guò)渡料料斗9的上部為方形，下部向兩側(cè)分叉，可跨在心墻兩側(cè)，出口處有刮刀使所鋪過(guò)渡料刮平，可以通過(guò)激光掃平儀和伺服系統(tǒng)來(lái)控制過(guò)渡料層的平整鋪設(shè)。
所述的穩(wěn)定模10為一不變斷面的矩形槽，其作用是支撐經(jīng)過(guò)振動(dòng)壓實(shí)的瀝青砼心墻體的側(cè)面保持穩(wěn)定，并防護(hù)瀝青砼心墻體不被攤鋪過(guò)渡料時(shí)的砂土所污染；本發(fā)明與已有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明采用了有壓喂料和具有水平力激振器的振動(dòng)滑模實(shí)施成型，形成了熱塑狀態(tài)三向受壓的條件，實(shí)現(xiàn)了高效率的振動(dòng)密實(shí)成型，攤鋪機(jī)在完成攤鋪工作的同時(shí)，使瀝青砼心墻體的壓實(shí)度達(dá)到94％以上。而代表當(dāng)前世界先進(jìn)水平的已有技術(shù)，還沒(méi)有或遠(yuǎn)未達(dá)到＞90％壓實(shí)度的初壓功能。不僅減少了后續(xù)碾壓(約減少75％)的工作量，而且提高了初碾溫度5～10℃，減少了等待心墻體從攤鋪溫度降至初碾溫度的時(shí)間和振動(dòng)碾的壓實(shí)效率，從而可以加快工程進(jìn)度。工程實(shí)踐已證明采用振動(dòng)滑模型心墻攤鋪機(jī)施工的瀝青砼心墻的最終施工空隙率(平均在2％左右)比(引進(jìn)國(guó)外機(jī)械)已有技術(shù)施工的最終施工空隙率約低15～25％。
2.由于攤鋪后的初壓壓實(shí)度高，心墻體的斷面形狀規(guī)整，后續(xù)碾壓次數(shù)減少，由振動(dòng)碾碾壓引起的斷面變形較小，減少了設(shè)計(jì)斷面以外的材料損耗。
3.本發(fā)明在保證施工質(zhì)量和工程進(jìn)度的前提下，不僅有適用于大型工程的功能齊全的機(jī)型，還有適用于中小型工程的牽引式振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)。其造價(jià)僅為大型機(jī)的10-30％，是適合我國(guó)國(guó)情的一種選擇。此外采用振動(dòng)滑模這一核心技術(shù)與其他部件的不同組合配置，既可以組成功能完善的大型聯(lián)合心墻攤鋪機(jī)，也可以組成成本低廉適用于中小工程的牽引式心墻攤鋪機(jī)。


圖1本實(shí)用新型振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)總體結(jié)構(gòu)示意圖圖2本實(shí)用新型振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)振動(dòng)滑模結(jié)構(gòu)示意圖圖3未使用振動(dòng)碾碾壓前瀝青砼心墻斷面示意圖圖4使用本實(shí)用新型攤鋪機(jī)，振動(dòng)碾碾壓后瀝青砼心墻斷面示意圖圖5使用已有技術(shù)振動(dòng)碾碾壓后瀝青砼心墻斷面示意圖具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)做進(jìn)一步說(shuō)明參見(jiàn)圖1振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)的總體布置以支承在履帶行駛機(jī)構(gòu)上的平臺(tái)式機(jī)架3為主體，機(jī)架3上由前到后分別為駕駛室6、動(dòng)力倉(cāng)7和瀝青砼料斗8，機(jī)架3下為吸塵器5、遠(yuǎn)紅外加熱器4、振動(dòng)滑模1。振動(dòng)滑模1的后面連著穩(wěn)定模10、穩(wěn)定模10的上面是過(guò)渡料料斗9，其上部呈方箱形，下部呈叉管式跨于穩(wěn)定模10兩側(cè)，下部有承重輪胎支承在已壓實(shí)的過(guò)渡料條帶上。過(guò)渡料9前部與機(jī)架3鉸接，下部通過(guò)拉桿與機(jī)架3連接。振動(dòng)滑模1設(shè)有減振支座12和傾角調(diào)整器11，與大臂13鉸接，大臂13的前端鉸接在機(jī)架3上，大臂13通過(guò)油缸使振動(dòng)滑模升起和降下。減振支座12、大臂13和傾角調(diào)整器11之間的三個(gè)鉸接點(diǎn)所形成的三角形決定了滑模與水平面之間的傾角，通過(guò)改變傾角調(diào)整器11的長(zhǎng)度，可以調(diào)整此傾角。瀝青砼料斗8外部設(shè)有保溫層和備用電熱器，以防止意外情況下瀝青砼冷結(jié)于斗內(nèi)，穩(wěn)定模10為倒扣的矩形槽，寬度可隨振動(dòng)滑模一起調(diào)整。為改善層間結(jié)合，必須保持已鋪層面的干凈和使結(jié)合面的溫度升高到足以保證熱接縫的溫度(＞90℃)，因此設(shè)置了吸塵器和遠(yuǎn)紅外加熱器。振動(dòng)滑模1是該機(jī)的主要工作裝置，設(shè)置在在行走機(jī)構(gòu)2、瀝青砼料斗8、過(guò)渡料料斗9之間。振動(dòng)滑模的后部與穩(wěn)定模10通過(guò)減振橡膠及螺栓聯(lián)接在一起，穩(wěn)定模10為一不變斷面的矩形槽，其作用是支撐經(jīng)過(guò)振動(dòng)壓實(shí)的瀝青砼心墻體的側(cè)面保持穩(wěn)定，并防護(hù)瀝青砼心墻體不被攤鋪過(guò)渡料時(shí)的砂土所污染。過(guò)渡料斗9一端與機(jī)架3鉸接，并通過(guò)支承輪支承在已壓實(shí)過(guò)的過(guò)渡料條帶上，料斗的上部為方形，下部向兩側(cè)分叉，跨在心墻兩側(cè)，出口處有刮刀使所鋪過(guò)渡料刮平，可以通過(guò)激光掃平儀和伺服系統(tǒng)來(lái)控制過(guò)渡料層的平整鋪設(shè)。
參見(jiàn)圖2振動(dòng)滑模1由螺旋式喂料器14、激振器16、頂板17、左右側(cè)模18構(gòu)成。瀝青砼料斗8底出口與螺旋喂料器14聯(lián)成一體，螺旋喂料器14出口上方有一垂直通道與料斗8側(cè)壁相通，其作用是使過(guò)多的喂料量從此返回料斗，并保持對(duì)滑模一定的供料壓力。螺旋喂料器14出口通過(guò)減振聯(lián)接15與振動(dòng)滑模呈封閉聯(lián)接，振動(dòng)滑模1的出口與穩(wěn)定模10通過(guò)減振橡膠及螺栓聯(lián)結(jié)在一起。頂板17為箱形結(jié)構(gòu)鋼板焊接件，上部與激振器16配合固定，下部與側(cè)模18配合，通過(guò)液壓控制的調(diào)寬油缸和液壓鎖緊機(jī)構(gòu)，左右側(cè)模18可以在頂板17左右兩側(cè)滑動(dòng)和鎖定，使所鋪心墻的寬度可以在600～1200mm范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)寬。振動(dòng)滑模前后聯(lián)接均采用高彈耐熱橡膠減振結(jié)構(gòu)15。頂板17的兩端均設(shè)有減振支座12和傾角調(diào)整器11，并與左、右大臂13相連，通過(guò)液壓油缸使大臂13繞固定在機(jī)架3前部的鉸支軸轉(zhuǎn)動(dòng)，可以調(diào)整振動(dòng)滑模的上下位置。
參見(jiàn)圖3振動(dòng)碾碾壓施工前心墻體斷面參見(jiàn)圖5已有技術(shù)振動(dòng)碾碾壓施工后心墻體上表面寬度可增大15％-40％參見(jiàn)圖4本實(shí)用新型振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)碾壓施工后心墻體上表面的寬度增大一般均小于10％，說(shuō)明了用本機(jī)攤鋪后的初壓壓實(shí)度高，心墻體的斷面形狀規(guī)整，后續(xù)碾壓次數(shù)減少，由振動(dòng)碾碾壓引起的斷面變形較小，減少了設(shè)計(jì)斷面以外的材料損耗。
參見(jiàn)圖1是以振動(dòng)滑模為核心技術(shù)的XT-120瀝青砼心墻聯(lián)合攤鋪機(jī)的總裝配圖。整機(jī)由振動(dòng)滑模1、履帶行走機(jī)構(gòu)2、平臺(tái)式機(jī)架3、加熱器4、吸塵器5、駕駛室6、動(dòng)力倉(cāng)7、瀝青砼料斗(含喂料器)8、過(guò)渡料拖車(chē)9、液壓系統(tǒng)10、電氣控制系統(tǒng)11組成。動(dòng)力為柴油發(fā)電機(jī)組，履帶、油泵、激振器、吸塵器、加熱器、料斗備用電熱器、照明、電磁閥、過(guò)渡料刮平器電動(dòng)伺服調(diào)節(jié)器均由該機(jī)組供電。其余操作機(jī)構(gòu)，包括滑模的升降、調(diào)寬、鎖緊、吸塵器的往復(fù)擺動(dòng)、加熱器的升降均由液壓系統(tǒng)完成。主要工作裝置——振動(dòng)滑模見(jiàn)圖2所示，由激振器16、頂板17、左右側(cè)模18組成，頂板為箱形結(jié)構(gòu)鋼板焊接件，上部與激振器16配合固定，下部與側(cè)模18配合，通過(guò)液壓控制的調(diào)寬油缸和液壓鎖緊機(jī)構(gòu)，側(cè)模18可以在頂板17左右兩側(cè)滑動(dòng)和鎖定，使所鋪心墻的寬度可以在600～1200mm范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)寬。振動(dòng)滑模前后聯(lián)接均采用高彈耐熱橡膠減振結(jié)構(gòu)15。履帶式行駛機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)機(jī)獨(dú)立拖動(dòng)，變頻調(diào)速，由專(zhuān)用變速器和擺線(xiàn)行星減速器組成的傳動(dòng)系統(tǒng)可以滿(mǎn)足工作速度慢與快速返回的要求。該機(jī)的總體布置以支承在履帶行駛機(jī)構(gòu)上的平臺(tái)式機(jī)架為主體，平臺(tái)上由前到后分別為駕駛室、動(dòng)力倉(cāng)和瀝青砼料斗，平臺(tái)下為遠(yuǎn)紅外加熱器、振動(dòng)滑模。整機(jī)的前方是吸塵器，振動(dòng)滑模的后面連著穩(wěn)定模、穩(wěn)定模的上面是過(guò)渡料拖車(chē)，過(guò)渡料斗上部呈方箱形，下部呈叉管式跨于穩(wěn)定模兩側(cè)，下部有承重輪胎支承在已壓實(shí)的過(guò)渡料條帶上。拖車(chē)上前部與機(jī)架鉸接，下部通過(guò)拉桿與機(jī)架連接。振動(dòng)滑模頂板兩端有減振支座和傾角調(diào)整器與大臂鉸接，大臂的前端鉸接在機(jī)架上，大臂通過(guò)油缸使振動(dòng)滑模升起和降下。大臂、減振支座和傾角調(diào)整器之間的三個(gè)鉸接點(diǎn)所形成的三角形決定了滑模與水平面之間的傾角，通過(guò)改變傾角調(diào)整器的長(zhǎng)度，可以調(diào)整此傾角。瀝青砼料斗為上大下小的角錐形容器，外部設(shè)有保溫層，和備用電熱器，以防止意外情況下瀝青砼冷結(jié)于斗內(nèi)。斗底出口與喂料器聯(lián)成一體，由帶電機(jī)的減速器同軸傳動(dòng)螺旋喂料器。喂料器出口上方有一垂直通道與料斗側(cè)壁相通，其作用是使過(guò)多的喂料量從此返回料斗，并保持對(duì)滑模一定的供料壓力。喂料器出口通過(guò)減振聯(lián)接與振動(dòng)滑模呈封閉聯(lián)接，振動(dòng)滑模的出口與穩(wěn)定模的進(jìn)口呈封閉結(jié)合。穩(wěn)定模為倒扣的矩形槽，寬度可隨振動(dòng)滑模一起調(diào)整。為改善層間結(jié)合，必須保持已鋪層面的干凈和使結(jié)合面的溫度升高到足以保證熱接縫的溫度(＞90℃)，因此設(shè)置了吸塵器和遠(yuǎn)紅外加熱器。
權(quán)利要求1.一種振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)，由安裝在機(jī)架(3)上方的駕駛室(6)、動(dòng)力倉(cāng)(7)、瀝青砼料斗(8)、安裝在機(jī)架(3)下方的行走機(jī)構(gòu)(2)、遠(yuǎn)紅外加熱器(4)、吸塵器(5)、安裝在機(jī)架(3)后方的過(guò)渡料料斗(9)構(gòu)成，其特征在于在行走機(jī)構(gòu)(2)、瀝青砼料斗(8)、過(guò)渡料料斗(9)之間還設(shè)置有振動(dòng)滑模(1)，其兩端設(shè)有減振支座(12)和傾角調(diào)整器(11)，并與前端鉸接在機(jī)架(3)上的左、右大臂(13)相連；振動(dòng)滑模(1)與水平面之間的傾角由減振支座(12)、大臂(13)和傾角調(diào)整器(11)之間的三個(gè)鉸接點(diǎn)形成的三角形確定，且傾角調(diào)整器(11)長(zhǎng)度可調(diào)；振動(dòng)滑模(1)包括一螺旋式喂料器(14)，螺旋喂料器(14)的上部是四周設(shè)有保溫層的瀝青混凝土料斗(8)，螺旋式喂料器(14)與左右側(cè)模(18)相連通，左右側(cè)模(18)與穩(wěn)定模(10)相連通，左右側(cè)模(18)上方配置一頂板(17)，頂板(17)上方配置一水平激振器(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)，其特征在于所述的振動(dòng)滑模(1)前部斷面大，向后逐漸收縮，出口處寬度等于心墻設(shè)計(jì)寬度，高度為鋪層最終高度的1～1.5倍，其斷面與相應(yīng)工程的不同高程之心墻厚度相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)，其特征在于所述的振動(dòng)滑模(1)的頂板(17)為剛性箱式結(jié)構(gòu)平板，頂面通過(guò)螺栓與激振器(16)相配，頂板的下部與左、右側(cè)模(18)相配合，頂板(17)與側(cè)模(18)采用有級(jí)變寬的螺栓聯(lián)接或無(wú)級(jí)可調(diào)液壓油缸和鎖緊結(jié)構(gòu)聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)，其特征在于所述的側(cè)模(18)為兩件對(duì)稱(chēng)的箱式結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)，其特征在于所述的行走機(jī)構(gòu)(2)為履帶式或以牽引設(shè)備控制攤鋪速度的輪式行走機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)，其特征在于所述的過(guò)渡料斗(9)一端與機(jī)架(3)鉸接，并通過(guò)支承輪支承在已壓實(shí)過(guò)的過(guò)渡料條帶上，其上部為方形，下部向兩側(cè)分叉，可跨在心墻兩側(cè)，出口處有使所鋪過(guò)渡料平整的刮刀。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于瀝青砼心墻施工的振動(dòng)滑模式瀝青砼心墻攤鋪機(jī)，具有機(jī)架、駕駛室、動(dòng)力倉(cāng)、瀝青砼料斗、行走機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)紅外加熱器、吸塵器、振動(dòng)滑模、穩(wěn)定模、過(guò)渡料料斗，其特征在于還設(shè)置有由螺旋式喂料器、頂板、側(cè)模、水平力激振器構(gòu)成的且兩端設(shè)有減振支座和傾角調(diào)整器，并與大臂相連的振動(dòng)滑模；本實(shí)用新型使瀝青混合料在熱塑狀態(tài)通過(guò)振動(dòng)滑模而得到＞94％的壓實(shí)度的瀝青砼心墻體，從而使心墻的施工最終空隙率的平均值比已有技術(shù)降低15～25％，使振動(dòng)碾的工作量減少60～75％，同時(shí)減少了設(shè)計(jì)斷面外的材料損耗，用振動(dòng)滑模與其他部件的不同配置，還可組成成本低廉的牽引式心墻攤鋪機(jī)，可以滿(mǎn)足中小型工程的需要。
文檔編號(hào)E02B7/08GK2755172SQ200420086409
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者吳利言, 余梁蜀, 陳祖安, 俞紹琪 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)