一種瀝青路面自密封真空壓實裝置及方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于工程機械領域，涉及一種瀝青路面壓實裝置及方法。
【【背景技術】】
[0002]瀝青路面由于具有行車舒適、噪聲小、易于機械化施工、養(yǎng)護維修方便等優(yōu)越的性能得到廣泛應用。壓實是瀝青路面修建的重要環(huán)節(jié)，壓實方法和設備的性能直接影響壓實效率與瀝青路面的質量。目前國內外常用的瀝青路面壓實設備主要是靜碾壓路機和振動壓路機。靜碾壓路機主要有輪胎壓路機和光輪壓路機，工作時依靠壓路機的重力作用于瀝青混合料，使瀝青混合料發(fā)生塑性變形而密實。振動壓路機是利用振動輪中激振單元的振動效應使瀝青混合料中的顆粒重新排列而密實。因振動效應的引入，振動壓路機的作業(yè)質量和壓實效率優(yōu)于靜碾壓路機，雙鋼輪振動壓路機是用于瀝青路面壓實的主要機型。
[0003]雖然我國公路建設發(fā)展迅速、整體水平大幅提高，但因建設工期短、車輛超載嚴重等原因，部分工程出現(xiàn)了質量問題，特別是路面早期局部損壞現(xiàn)象突出，有的路面使用不到一年就出現(xiàn)了車轍、裂縫、龜裂、坑槽和水損壞等問題。這些問題不但造成巨額維修費用，而且極大影響路面使用性能和行車安全，造成經濟和社會效益的雙重損失。國內外大量研究表明，壓實不足是引起瀝青路面質量的主要原因之一，這是因為瀝青混合料是由氣相、液相和固相組成的復雜三相體系，壓實過程需盡量移除氣相、使液相和固相發(fā)生重新排列而減少空隙率。瀝青混合料中的空氣主要有兩部分，一部分是存在于開口孔隙與大氣連通的自由氣體，另一部分是以氣泡形式存在于閉口孔隙的封閉氣體。一般的，隨著壓實的進行，氣體不斷被排出，瀝青混合料持續(xù)發(fā)生塑性變形而密實。當壓實到一定程度時，自由氣體變得很少，剩下難以溢出、存在于閉口孔隙的封閉氣體。這些被瀝青包裹的大量氣泡形成了數(shù)量可觀的“氣體彈簧”，與所支撐的集料形成“彈簧-質量系統(tǒng)”，一方面消耗了大量壓實能量；另一方面，當壓實力撤去后，“氣體彈簧”會發(fā)生反彈，減小了每次壓實的塑性變形，降低了壓實的效率。也就是說，大量封閉氣體的“氣體彈簧”效應阻礙壓實過程的進行。
[0004]可見，若能減弱或消除瀝青混合料內部封閉氣體的“氣體彈簧”效應，則在同等壓實力的作用下，必然提升壓實效率和質量，降低能耗。
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【發(fā)明內容】
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[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種瀝青路面自密封真空壓實裝置及方法，以解決上述現(xiàn)有技術所存在的問題；本發(fā)明方法將瀝青混合料置于真空環(huán)境下進行壓實，通過減弱或消除氣體彈簧效應而強化壓實過程；本發(fā)明以此種方法作為技術支撐，提供一種可實現(xiàn)自密封真空壓實的裝置，以提高壓實效率和質量，延長路面使用壽命。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
[0007]—種瀝青路面自密封真空壓實裝置，包括橡膠層、滾輪和配氣機構；橡膠層沿圓周均勻包裹滾輪；配氣機構包括抽真空設備、換氣接頭和配氣盤；配氣盤上設有若干孔道；配氣盤包括大徑段和小徑段；大徑段固定在安裝在滾輪一端；所述換氣接頭安裝在于配氣盤的小徑段上；換氣接頭上設有排氣口和吸氣口 ；排氣口和吸氣口在換氣接頭的軸向上位于不同截面；換氣接頭上大徑段外徑比橡膠層的外徑小，壓實時橡膠層受壓變形而配氣盤外徑不會接觸地面；所述孔道從大徑段向配氣盤中心方向延伸，然后過渡到小徑段；每個孔道沿小徑段軸向均在小徑段圓周面上開有兩個出口，一個出口與換氣接頭上的吸氣口在同一截面內，另一個出口與換氣接頭上的排氣口在同一截面內；吸氣口連接抽真空設備的真空吸氣端；排氣口連接抽真空設備的排氣端；橡膠層上沿軸向均勻地開有若干排徑向孔，每排徑向孔在橡膠層內部通過對應的軸向孔相連通；軸向孔與配氣盤上的對應孔道相連通。
[0008]每個徑向孔是錐形孔，外口大、內口小。
[0009]換氣接頭內壁上在軸向不同位置處開有三個槽，槽的大小形狀相同；位于底部的一個槽為吸氣口，兩邊的兩個槽為排氣口 ；兩排氣口在同一截面內，周向相差90-180度，均與吸氣口周向相差60-120度。
[0010]換氣接頭內表面安裝有若干個密封圈將換氣接頭上吸氣口與排氣口密封成兩個獨立空間；換氣接頭兩端各有一個起支撐作用的軸承，使得換氣接頭與配氣盤能夠相對轉動。
[0011]所述抽真空設備為真空栗或高壓風機；所述滾輪是驅動輪或非驅動輪；所述滾輪是靜碾輪或振動輪。
[0012]橡膠層下方與地面接觸處形成自密封區(qū)域。
[0013]吸氣口連通自密封區(qū)域的軸向孔；排氣口連通自密封區(qū)域旁側的部分軸向孔。
[0014]一種瀝青路面自密封真空壓實方法，包括:橡膠層下方與地面接觸處形成自密封區(qū)域，吸氣口連通自密封區(qū)域的軸向孔；抽真空設備通過滾輪下方與地面接觸的橡膠層的徑向孔、對應的軸向孔、對應的通道和吸氣口對自密封區(qū)域的瀝青混合料中的氣體進行抽氣。
[0015]排氣口連通自密封區(qū)域旁側的部分軸向孔；抽真空設備將抽出的氣體經過依次通過換氣接頭的排氣口、配氣盤相應通道回到緊鄰自密封區(qū)域的橡膠層的軸向孔中，吹走橡膠層孔道里的堵塞物，實現(xiàn)了自清潔。
[0016]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0017]本發(fā)明是靠橡膠層上的徑向孔與地面接觸形成密閉空間，與地面接觸的帶狀橡膠層上密布的徑向孔和地面形成較小的真空室，需要抽真空的空間很小，可以較容易的達到較高的真空度要求。
[0018]本發(fā)明相對其他密封機構，形成的真空室依靠橡膠和地面自行密封，不需要額外密封裝置，兩者之間是滾動摩擦，一方面有效保證氣密性，另一方面，利用摩擦力實現(xiàn)了滾輪行走。
[0019]本發(fā)明中真空栗或高壓風機排出的氣體經過氣體通道從橡膠層上緊鄰自密封區(qū)域的孔道排出，可以吹掉孔中的可能堵塞物，達到了自清潔作用，保證了壓實裝置能持續(xù)有效工作。
[0020]本發(fā)明根據(jù)不同工況的要求，可以與其他壓實裝置組成復合壓實裝置，進一步強化壓實過程。如采用振動輪，在實現(xiàn)真空壓實的同時還有振動壓實效果。
[0021]本發(fā)明方案合理，結構簡單，能充分發(fā)揮真空壓實的優(yōu)勢。【【附圖說明】】
[0022]圖1為本發(fā)明的壓實裝置的正視結構示意圖。
[0023]圖2為圖1B處的局部放大結構示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明在正視圖中A-A處剖視圖。
[0025]圖中各個標號的含義為：1_橡膠層，2-滾輪，3-驅動系統(tǒng)，4-徑向孔，5-軸向孔，6-密封圈I，7-軸承，8-密封圈II，9-附加系統(tǒng)，10-軸承端蓋，11-換氣接頭，12-配氣盤，13-出氣口，14-排氣口。
【【具體實施方式】】
[0026]以下給出本發(fā)明的具體實施例，需要說明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護范圍。
[0027]請參閱圖1所示，本發(fā)明一種瀝青路面自密封真空壓實裝置，包括自密封真空機構、配氣機構、自清潔機構和滾輪機構。
[0028]自密封真空機構包括滾輪2和滾輪下方與地面接觸的橡膠層1，滾輪下方與地面接觸的橡膠層形成自密封區(qū)域。
[0029]配氣機構包括真空栗或高壓風機、配氣盤12、換氣接頭11、多個支撐、密封元件。
[0030]自清潔機構包括滾輪2和緊鄰自密封區(qū)域的橡膠層1。
[0031]滾輪機構中的滾輪2可以是驅動輪，也可以是非驅動輪；可以是靜碾輪，也可以是振動輪。自密封真空機構與配氣機構的真空吸氣端相連，自清潔機構與配氣機構的排氣端相連。
[0032]自密封真空機構中，由于滾輪2行進中，與地面接觸的橡膠層1不斷變化，故將橡膠層1沿圓周均勻包裹滾輪2。橡膠層1上沿軸向均勻地開有一排排孔徑和深度均相同的徑向孔4，每排徑向孔4在橡膠層1內部通過軸向孔5相連通。每個徑向孔4是錐形孔，夕卜口大、內口小。軸向孔5與配氣機構的真空吸氣端相連。
[0033]配氣機構中，真空栗或高壓風機是一種能使氣體不斷的吸入和排出，以達到抽氣目的的設備；真空栗可選氣體傳輸栗，高壓風機是風壓為30kPa?200KPa或壓縮比e =
1.3?3的風機。配氣盤12的一端與滾輪2固接；配氣盤12分為大徑段和小徑段。大徑段外徑比橡膠層小些，保證壓實時橡膠層1受壓變形而配氣盤12外徑不會接觸地面。大徑段在接近外邊緣處的圓周上有一圈孔，與橡膠層1上的軸向孔