一種路面灌縫的制造方法

一種路面灌縫的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供的一種路面灌縫機，包括：容納并加熱灌縫材料的熱熔釜、用于輸出熱熔釜內的灌縫材料的瀝青泵、與熱熔釜的輸出端連接的電加熱軟管、以及計量輸出的灌縫材料的數量的質量流量計；所述熱熔釜內的灌縫材料在瀝青泵提供的動力下、通過電加熱軟管灌入至路面裂縫內。本實用新型提供的用于公路路面裂縫維修的路面灌縫機能夠滿足灌縫材料的溫度要求，且對灌縫材料用量進行實時精確計量，據以得知灌縫材料的灌入深度，從而能夠準確、直觀、量化地評價灌縫效果，實現現場指導施工。
【專利說明】一種路面灌縫機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及公路養護設備【技術領域】，特別涉及一種用于公路路面裂縫維修的路面灌縫機。
【背景技術】
[0002]隨著我國高速公路里程數的逐年增加，對高速公路實現科學的管理，已越來越受到人們的重視，公路客、貨運輸的作用也越來越重要。據有關部門統計，截至到2012年底，我國通車公路里程突破423.75萬公里，公路交通也已由建養并重進入到以養護為主的時期。我國所修建的高速公路中90%以上為半剛性基層浙青路面結構，半剛性基層的特性決定了半剛性基層浙青路面產生反射裂縫是難以避免的。浙青路面一旦出現裂縫就很容易導致路表水的滲入，當車輛荷載作用時在結構層內部產生沖刷，從而導致路面產生網裂、龜裂等病害，最終導致路面結構性破壞，影響路面的使用功能，縮短道路壽命。因此對路面裂縫進行及時、有效的灌縫修補和維修是路面養護行之有效的養護技術措施，路面灌縫也是路面預防性養護技術中最為經濟的方法。
[0003]這引起了公路養管部門和科研機構的高度關注，由此研究開發了路面灌縫設備和灌縫材料。它能夠有效的恢復路面的平整性、加強路面的強度和承載能力，同時有效的避免路面的進一步損害，確保道路設計使用年限，提高道路基礎設施的社會經濟效益。
[0004]確保灌縫質量應滿足以下幾個條件:
[0005](I)灌縫材料性能要求:灌縫材料要根據路面裂縫的類型、裂縫寬度及裂縫嚴重程度選擇采用滿足相應性能要求的灌縫材料。近年來經過科研機構和公路養護管理部門的研究，灌縫膠采用加入多種高分子聚合物等成份加工而成的橡膠類改性浙青灌縫材料，即橡膠浙青灌縫膠。該類灌縫材料在低溫時具有較大的延伸性，能夠適應浙青混凝土路面的收縮而不開裂；在高溫時具有較好的熱穩定性，不軟化、不流淌；而且具有粘結力強、彈性好、拉伸量大、不溶于水等性能，優異的抗砂石嵌入能力、以及抗老化和抗疲勞能力。
[0006](2)灌縫材料溫度要求:180°C _240°C，確保材料的流動性，從而保證灌縫材料的灌入深度；
[0007](3)灌縫材料灌入數量，用于評價灌縫效果。由灌縫材料的灌入數量可以推知灌縫材料的灌入深度，必要的灌入深度是灌縫材料與裂縫兩縫壁結合面積的保證，從而確保灌縫材料與縫壁的有效結合，滿足浙青混凝土路面收縮時灌縫材料與縫壁間不開裂的要求。
實用新型內容
[0008]有鑒于此，本實用新型提供了一種公路路面裂縫維修的路面灌縫機，其能夠滿足灌縫材料的溫度要求，且對灌縫材料進行實時精確計量，據以得知灌縫材料的灌入深度，從而能夠準確、直觀、量化地評價灌縫效果，實現現場指導施工。
[0009]本實用新型提供的一種路面灌縫機，包括:容納并加熱灌縫材料的熱熔釜、用于輸出熱熔釜內的灌縫材料的浙青泵、與熱熔釜的輸出端連接的電加熱軟管、以及計量輸出的灌縫材料的數量的質量流量計；
[0010]所述熱熔釜內的灌縫材料在浙青泵提供的動力下、通過電加熱軟管灌入至路面裂縫內。
[0011]優選地，所述質量流量計裝設于所述電加熱軟管，且臨近所述熱熔釜的輸出端。
[0012]優選地，所述質量流量計與所述熱熔釜的輸出端之間的距離為10-20cm。
[0013]優選地，所述質量流量計的兩端分別通過密封裝置與所述電加熱軟管連接。
[0014]優選地，所述密封裝置包括與所述質量流量計的兩端連接的第一法蘭片、與電加熱軟管連接的第二法蘭片、以及將第一法蘭片和第二法蘭片密封連接的緊固件。
[0015]優選地,所述第一法蘭片和第二法蘭片之間進一步包括密封墊。
[0016]優選地,所述質量流量計的準確度等級為0.15級或0.2級。
[0017]優選地，所述熱熔釜包括全角度正反轉攪拌器。
[0018]優選地，所述熱熔釜包括溫度控制裝置。
[0019]由上述技術方案可見，在本實用新型中，通過在灌縫機上增設計量設備，能夠實時計量灌入裂縫中的灌縫材料的數量，據以得知灌縫材料的灌入深度，在灌縫實施的全過程中能夠實時評價灌縫的實際效果，及時發現存在的問題并做出調整，能夠有效預防出現不合格的灌縫，確保灌縫質量，同時防止返工處理影響施工進度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的路面灌縫機的結構示意圖；
[0021]圖2為本實用新型的路面灌縫機的質量流量計的位置示意圖；
[0022]圖3為本實用新型的路面灌縫機的質量流量計的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本實用新型進一步詳細說明。
[0024]在本實用新型中，通過在灌縫機上增設計量設備，能夠實時計量灌入裂縫中的灌縫材料的數量，據以得知灌縫材料的灌入深度，在灌縫實施的全過程中能夠實時評價灌縫的實際效果。通過熱熔釜的加熱作用和電加熱軟管的輸出保溫作用，能夠滿足灌縫材料的溫度要求，進一步保障灌縫質量。
[0025]圖1為本實用新型的路面灌縫機的結構示意圖，如圖1所示，本實用新型的這種路面灌縫機包括:容納并加熱灌縫材料的熱熔釜101、用于輸出熱熔釜內101的灌縫材料的浙青泵102、與熱熔釜101的輸出端連接的電加熱軟管103、以及計量輸出的灌縫材料的數量的質量流量計201。
[0026]其中，熱熔釜101內的灌縫材料用于填充至路面裂縫中，浙青泵102為輸出灌縫材料提供動力，灌縫材料在浙青泵102提供的動力下、通過電加熱軟管103灌入至路面裂縫內、并封住該裂縫。質量流量計用于計量輸出的灌縫材料的數量，即輸入至每個裂縫中的灌縫材料的數量。據以得知灌縫材料的灌入深度，能夠直觀、量化地評價灌縫效果。
[0027]為了能夠準確地測量輸出的灌縫材料的數量，優選地，如圖2所示，質量流量計201裝設于電加熱軟管103上，且臨近于熱熔釜的輸出端。優選地，質量流量計201與熱熔釜的輸出端之間的距離為10-20cm。
[0028]根據填充路面裂縫的實際情況，路面灌縫機的輸出端，即具有加熱保溫功能的電加熱軟管103的長度往往達到5-6米，如果將質量流量計201設置于電加熱軟管103的輸出端口會造成灌縫和測量過程的不便，因此將質量流量計201設置于電加熱軟管103的輸入端一側，即臨近熱熔釜的輸出端一側，不僅方便了灌縫過程的操作，對測量結果也不會造成影響。根據實際測量需要，質量流量計201的準確度等級為0.15級或0.2級。
[0029]具體地，如圖3所示，質量流量計201的兩端分別通過密封裝置與電加熱軟管103連接。
[0030]其中，密封裝置包括:與質量流量計201的兩端連接的第一法蘭片301、與電加熱軟管103連接的第二法蘭片302、以及將第一法蘭片301和第二法蘭片302密封連接的緊固件303。緊固件303通常為連接螺栓等。
[0031]優選地,第一法蘭片301和第二法蘭片302之間進一步包括密封墊304。
[0032]如圖1所示，本實用新型的路面灌縫機在工作時，帶有加熱套的熱熔釜101將其內的灌縫材料(密封膠)以最快的速度加熱到使用溫度185°C。熱熔釜101帶有自動溫控裝置，當加熱溫度達到使用溫度時，熱熔釜101自動停止加熱，其具有很好的保溫效果。當灌縫材料的溫度低于使用溫度時，熱熔釜101又自動點火，重新開始加熱，使灌縫材料始終保持在施工溫度要求185 °C。
[0033]當灌縫材料的溫度超過使用溫度時，容易造成老化，影響黏結效果，熱熔釜101的自動溫控裝置可有效控制密封膠的溫度范圍。另一方面，若溫度沒有達到使用溫度，灌縫材料的黏結力和流動性差，同樣黏結效果不好，也影響灌縫材料的灌入深度。所以，最好是加熱到材料供應商提供的建議使用溫度時，將其灌注到裂縫中去。
[0034]路面灌縫機的浙青泵102將加熱好的灌縫材料從熱熔釜101中引出，并采用壓力灌注法將灌縫材料灌注到裂縫中去。灌縫機的出料管——電加熱軟管103具有保溫功能，特別是冬季施工時尤為重要，因為出料管長達6m左右，冬季作業時環境溫度比較低，到達出料管的出口時，若沒有保溫功能，溫度就會顯著衰減，不能夠保證灌注的灌縫材料的溫度達到使用溫度要求。
[0035]本實用新型的路面灌縫機在電加熱軟管的輸入端加入了用于檢測灌縫材料的輸出數量的質量流量計，準確度等級達到0.2或0.15級。
[0036]現有的這種質量流量計多采用雙U型或雙C型流管設計，其高精度的測量能夠滿足用戶要求，完整提供質量流量、體積流量、密度、溫度測量和推算參數，無需繁瑣的換算就可得到可靠、準確的結果，可直接替代體積表，其一體化的安裝結構大大降低了安裝難度，節約了安裝成本。因此，本實用新型中所指的測量輸出的灌縫材料的數量可包括質量、體積等多項參數。
[0037]—臺質量流量計的計量系統包括一臺傳感器和一臺用于信號處理的變送器。
[0038]質量流量計依據牛頓第二定律:力=質量X加速度(F=ma)來進行計量。
[0039]當質量為m的質點以速度V在對P軸作角速度ω旋轉的管道內移動時，質點受兩個分量的加速度及其力:
[0040](I)法向加速度，即向心加速度ar，其量值等于2ω，朝向P軸；
[0041](2)切向角速度at，即科里奧利加速度，其值等于2ων，方向與a r垂直。由于復合運動，在質點的a t方向上作用著科里奧利力Fc=2?Vm，管道對質點作用著一個反向力 _Fc=_2 ωVm。
[0042]當密度為P的流體在旋轉管道中以恒定速度V流動時，任何一段長度Λ X的管道將受到一個切向科里奧利力
[0043]Δ Fe: Δ Fc=2 ω V P A Δ X (I)
[0044]公式(I)中，A為管道的流通截面積。
[0045]由于存在關系式:mq= P VA，所以
[0046]Δ Fc=2 ω qmΔ X (2)
[0047]因此，直接或間接測量在旋轉管中流動流體的科里奧利力就可以測得質量流量。
[0048]傳感器內是U型流量管，在沒有流體流經流量管時，流量管由安裝在流量管端部的電磁驅動線圈驅動，其振幅小于1mm，頻率約為80Hz，流體流入流量管時被強制接受流量管的上下垂直運動。在流量管向上振動的半個周期內，流體反抗管子向上運動而對流量管施加一個向下的力；反之，流出流量管的流體對流量管施加一個向上的力以反抗管子向下運動而使其垂直動量減少。這便導致流量管產生扭曲，在振動的另外半個周期，流量管向下振動，扭曲方向則相反，這一扭曲現象被稱之為科里奧利(Cor i ο I i s )現象，即科氏力。
[0049]根據牛頓第二定律，流量管扭曲量的大小完全與流經流量管的質量流量大小成正t匕，安裝于流量管兩側的電磁信號檢測器用于檢測流量管的振動。當沒有流體流過流量管時，流量管不產生扭曲，兩側電磁信號檢測器的檢測信號是同相位的；當有流體流經流量管時，流量管產生扭曲，從而導致兩個檢測信號產生相位差，這一相位差的大小直接正比于流經流量管的質量流量。
[0050]由于這種質量流量計主要依靠流量管的振動來進行流量測量，流量管的振動，以及流過管道的流體的沖力產生了科氏力，致使每個流管產生扭轉，扭轉量與振動周期內流過流管的質量流速成正比。由于一個流管的扭曲滯后于另一流管的扭曲，質量管上的傳感器輸出信號可通過電路比較，來確定扭曲量。
[0051]電路中由時間差檢測器測量左右檢測信號之間的滯后時間。這個“時間差”AT經過數字量測量、處理、濾波以減少噪聲，提高測量分辨率。時間差乘上流量標定系數來表示質量流量。由于溫度影響流管鋼性，科氏力產生的扭曲量也將受溫度影響。被測量的流量不斷由變送器調整，后者隨時檢測粘在流管外表上的鉬電阻溫度計輸出。變送器用一個三相的電阻溫度計電橋放大電路來測量傳感器溫度，放大器的輸出電壓轉化成頻率，并由計數器數字化后讀入微處理器。
[0052]本實用新型的路面灌縫機的工作過程為:
[0053](I)裂縫清理整潔后，根據裂縫的長度及寬度估算灌縫材料的理論用量。
[0054](2)檢查灌縫材料的溫度是否處于要求的溫度范圍；檢查路面灌縫機是否處于正常工作狀態。
[0055](3)開始灌縫直至結束。
[0056](4)灌縫結束后，根據質量流量計計量的灌縫材料的灌入量，與理論用量進行比較，據以得知灌縫材料的灌入深度，若在合理范圍內，說明該條縫的灌縫材料灌入量滿足要求，據此可以驗證:在該工作環境及條件下，即地溫、氣溫、該特定類型路面、該縫寬及深度范圍、該種灌縫材料及灌入溫度，以及使用該灌縫設備、計量設備組合的條件下，灌縫質量能滿足要求，可以進行灌封施工。否則，應對以上提到的各因素進行綜合分析，查找原因，調整到位后再行試驗，直至滿足要求。
[0057]本實用新型的路面灌縫機通過在出料管中增設質量計量設備，能夠時時計量灌入裂縫中的灌縫材料的數量，據以得知灌縫材料的灌入深度，在灌縫實施全過程中評價灌縫的實際效果，及時發現存在的問題，調整到位后再行施工，有效預防出現不合格的灌縫，確保灌縫質量，同時防止返工處理，影響施工進度，也會造成一定的經濟損失。
[0058]通過應用本實用新型的路面灌縫機，能夠確保灌縫質量應滿足以下幾個條件:
[0059](I)灌縫材料性能要求:灌縫材料要根據路面裂縫的類型、裂縫寬度及裂縫嚴重程度選擇采用滿足相應性能要求的灌縫材料。近年來經過科研機構和公路養護管理部門的研究，灌縫膠采用加入多種高分子聚合物等成份加工而成的橡膠類改性浙青灌縫材料，即橡膠浙青灌縫膠。該類灌縫材料在低溫時具有較大的延伸性，能夠適應浙青混凝土路面的收縮而不開裂；在高溫時具有較好的熱穩定性，不軟化、不流淌；而且具有粘結力強、彈性好、拉伸量大、不溶于水等性能，優異的抗砂石嵌入能力、以及抗老化和抗疲勞能力。
[0060](2)灌縫材料溫度要求:180°C _240°C，確保材料的流動性，從而保證灌縫材料的灌入深度；
[0061](3)計量灌縫材料灌入數量，據以得知灌縫材料的灌入深度，評價灌縫效果:采用此材料對路面裂縫進行灌縫時，由于材料屬于流體，利用灌縫機灌縫時，在出口處設一計量設備，可以對每條縫灌入的灌縫材料進行精確計量，一方面，能針對每條裂縫方便、準確、時時地計量，可操作性強；另一方面，防止后評價帶來的工作被動，影響進度及造成經濟損失。
[0062]由上述技術方案可見，在本實用新型中，通過在灌縫機上增設計量設備，能夠實時計量灌入裂縫中的灌縫材料的數量，據以得知灌縫材料的灌入深度，在灌縫實施的全過程中能夠實時評價灌縫的實際效果，及時發現存在的問題并做出調整，能夠有效預防出現不合格的灌縫，確保灌縫質量，同時防止返工處理影響施工進度。
[0063]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型保護的范圍之內。
【權利要求】
1.一種路面灌縫機，其特征在于，包括:容納并加熱灌縫材料的熱熔釜、用于輸出熱熔釜內的灌縫材料的浙青泵、與熱熔釜的輸出端連接的電加熱軟管、以及計量輸出的灌縫材料的數量的質量流量計； 所述熱熔釜內的灌縫材料在浙青泵提供的動力下、通過電加熱軟管灌入至路面裂縫內。
2.根據權利要求1所述的路面灌縫機，其特征在于，所述質量流量計裝設于所述電加熱軟管，且臨近所述熱熔釜的輸出端。
3.根據權利要求2所述的路面灌縫機，其特征在于，所述質量流量計與所述熱熔釜的輸出端之間的距離為10-20cm。
4.根據權利要求2所述的路面灌縫機，其特征在于，所述質量流量計的兩端分別通過密封裝置與所述電加熱軟管連接。
5.根據權利要求4所述的路面灌縫機，其特征在于，所述密封裝置包括與所述質量流量計的兩端連接的第一法蘭片、與電加熱軟管連接的第二法蘭片、以及將第一法蘭片和第二法蘭片密封連接的緊固件。
6.根據權利要求5所述的路面灌縫機，其特征在于，所述第一法蘭片和第二法蘭片之間進一步包括密封墊。
7.根據權利要求4所述的路面灌縫機，其特征在于，所述質量流量計的準確度等級為0.15級或0.2級。
8.根據權利要求1或7所述的路面灌縫機，其特征在于，所述熱熔釜包括全角度正反轉攪拌器。
9.根據權利要求8所述的路面灌縫機，其特征在于，所述熱熔釜包括溫度控制裝置。
【文檔編號】E01C23/09GK203583337SQ201320363904
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年6月24日 優先權日:2013年6月24日
【發明者】平樹江, 常成利, 李漢江, 許士麗, 趙越, 毛利建, 隋利建, 薄占順, 崔坤榮 申請人:交通運輸部公路科學研究所