在要被铺设的表面上沉积沥青垫层的方法技术

本发明专利技术公开了一种铺路机（１）的系统和装置，其用于获得路基的地形轮廓，然后根据该轮廓输送厚度变化的沥青垫层。该系统在横跨垫层的宽度方向和标准的纵向可使垫层厚度变化。通过获得被铺设表面的三维轮廓来开始该过程。扫描装置（１０）在路面上方移动以获得要被铺设表面的整个长度和宽度的轮廓从而获得详细的地形轮廓。在操作的第二阶段，扫描装置（１０）与沥青输送装置结合使用以输送厚度变化的沥青垫层。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及筑路设备，特别是多维沥青输送和压紧系统，其可根据路基的地形扫描将沥青输送到路面上。
技术介绍
各种不同类型的设备用于向街道、公路、停车场等提供硬的表面。这些大量的可利用设备之一是沥青铺路机，该沥青铺路机利用整平板使底层路基上的沥青材料的层或者垫层(mat)变平整。理想地，沥青铺路产生相对平坦的表面，以使经过的车辆平稳通过。因此，不同于对于产生底层地带的渐进弯曲和有意的“凸起”(促进表面水的排出)，沥青铺路机放置的垫层提供了基本上平坦的表面。如果底层的路基具有相对平坦的表面，这种结果是最佳的。由铺路机放置垫层后，用重型压路机压紧该垫层，在铺路机铺设时该压路机将沥青材料压制成垫层的厚度级。如果沥青材料具有均匀的密度和厚度，其大于相对于沥青材料中含有的总体尺寸中的某一最小的厚度，那么沥青垫层在压紧后的实际厚度要取决于被压路机压紧之前的沥青材料的厚度。在用压路机压紧前后的垫层厚度差(a)之间的比率，和被放置的沥青垫层的厚度(b)，通常被称为“压实系数”。如果底层路基和沥青材料垫层都是平坦的，且如果沥青材料具有均匀的密度，则正如所期望的，被压过的表面也将是平坦的。然而，在实际的情况下，底层路基表面通常具有凹陷和隆起，这会导致压紧垫层的表面不再是平坦的平面轮廓。因此，即使在沥青铺路机铺设时沥青材料垫层具有平坦的表面，该沥青材料垫层在某些地方也会比其他的地方厚。这样，在压紧后，沥青不再表现出基本上平坦的表面，相反，会具有与路基表面的凹陷和隆起类似的，但是与其相比不明显的凹陷和隆起。这种不平坦的结果有时被称为“差异压实”。举例来说，假定沥青材料在压紧之前被铺路机铺设的名义上期望的厚度是6英寸。并且还假定路基具有2英寸深的局部凹陷和2英寸高的隆脊或者局部隆起。因此，被铺路机铺设的沥青材料的厚度在局部凹陷上方将会有8英寸深，并且在局部隆起上方只具有4英寸高。进一步假定压路机将沥青材料压紧成铺路机铺设的原始厚度的75％，或是厚度减少25％。在由压路机压紧之后，在路基的基本上平坦的表面上方的沥青材料的厚度将会是4.5英寸。类似地，在凹陷处和局部隆起上方的压紧的沥青材料的厚度分别是6英寸和3英寸。换句话说，由于在被压路机压紧之前由铺路机铺设，沥青垫层的表面是基本上平坦的，现在该表面在位于名义上的垫层的表面下方0.5英寸处的凹陷处上方。另外，在局部隆起上方的压紧的沥青垫层的表面位于压紧的名义上的垫层的表面上方0.5英寸处，以及位于凹陷上方的压紧垫层的表面上方1英寸处。这样的情况很显然不会使通过表面的车辆行驶平稳。为了克服该影响，理想地，在局部隆起处应该放置较少的材料而在凹陷处应该放置较多的沥青材料。现有技术的铺路机的根本问题就是它们不能精确和充分地补偿以改变路基表面的隆起。在很大程度上，该问题与下述事实而引起，即，现代的整平板只能输送表现出平坦顶面的沥青垫层。这种输送沥青的方法不能提供充足的材料来克服“差异压实”的影响。现代的整平板只允许在垂直方向上有一定量的调整，操作该调整以沿着铺设的沥青垫层的长度和宽度方向具有斜坡和坡度。但是，这并不能充分地处理地面下的局部变化(例如在路基中的隆起和凹陷)。现有技术的铺路机通常将螺旋式作业与整平板共同使用以向局部区域提供较多或者较少的材料来补偿隆起的差异。一旦沥青垫层被压紧，将不能提供设置完全的平滑工作面所需的补偿度。现代的铺路机只能控制输送沿着三个整平机表面输送沥青，产生适合于路基表面的沥青垫层并呈现出平滑的平面。一旦该垫层被重型压路机进一步压紧后，它将再次只将路基改变成更小的程度。所需要的铺设方法包括如下几个步骤1、获得被铺设表面的地形轮廓。2、处理该信息以建立实际表面轮廓和需要的完成的路面轮廓。3、计算两个表面之间的距离以利用已知的压实系数来确定沥青的量，压实系数将会得到所需的完成路面。4、利用该信息以及在压紧阶段中产生的转移沥青垫层乘以系数(factor)来设计要被提供的沥青垫层的轮廓。5、根据轮廓来操作沥青垫层的装置使得供应恰好数量的沥青材料到所需的地下位置。实际上用于压紧的沥青垫层不应该是如现有技术铺路机所提供的平面。相反，它应该在某种程度上模仿路基表面的特征，这种成形的垫层一旦被压紧后将会得到期望的平滑表面。相应地，本专利技术的目的就是提供一种沥青输送系统，它根据路基表面的变化提供厚度变化的沥青垫层，因此利用“差异压实”来建造一个更好的道路。本专利技术的另一目的就是提供一种供应沥青垫层的方法，该垫层在压实后提供一个非常平的上表面。本专利技术的另一目的就是提供一种沥青输送机构，它包括一种用于获得和存储要被铺设的路基的地形轮廓的装置。
技术实现思路
本专利技术是一种用于获得路基的地形轮廓、处理这些数据以生成所需道面的道路轮廓、然后输送根据该轮廓而改变厚度的沥青垫层的方法。沥青输送系统使得在跨过垫层的宽度方向和标准的纵向上的垫层厚度发生改变。这个过程首先是获得被铺设表面的三维轮廓。扫描装置在路面上方移动以获得要被铺设表面的整个长度和宽度的轮廓。该扫描装置能够利用用于获得详细地形轮廓的任何已知的装置，并且最常用的是雷达、声纳、或者与全球定位系统(GPS)结合使用的激光测量装置。处理所获得的轮廓数据用于第二阶段的操作。轮廓的数据按照某种方式收集起来，该方式将提供诸如高度、倾斜度和坡度的具有足够小分辨等级的数据以产生要被铺设表面的准确的表现。该数据将用于设计控制铺路机的所有操作的道路轮廓。通过估计实际道路轮廓和期望的道路轮廓之间的差异，并乘以正确的“压实系数”，我们可以生成产生期望路面的最终的垫层轮廓。这种最终的垫层轮廓将以建造的方式利用“差异压实”的作用并向需要的地点输送较多的沥青材料，向不需要的地点输送较少的沥青材料。这种轮廓将被存入铺路机的车载计算机中，并且将精确地控制铺路机的运动以及沥青输送装置的操作。在操作的第二阶段，将扫描装置与沥青输送装置结合使用。扫描装置追踪沥青输送装置的确切位置，将该位置与扫描的轮廓相联系，从而控制沥青输送装置的操作。沥青输送装置输送变化的厚度的沥青垫层，该厚度是由地形轮廓和沥青材料的压缩系数共同确定的。该厚度不仅沿着垫层的长度方向上变化，而且还在横跨垫层的宽度方向上变化。可变的沥青输送装置的第一个关键的部件是内室。在其中，形成恒定密度的非常厚的沥青垫层，并使得第二个关键部件，可变整平板变得可利用。可变整平板包括多个单独的板，它们组合在一起形成了具有沥青垫层宽度的整平板。每一个单独的板都连接到双向的单活塞末端的液压缸上，它使板沿着垂直于沥青输送机的主要叶片(blade)宽度的轴向上下移动。当沥青垫层进入可变整平板时，操作多组单独的板，从而使得从预先形成的垫层中移除由存储的垫层轮廓决定量的沥青材料，因此控制通过系统输出的沥青材料的轮廓。本专利技术的优点在于其考虑到了沿路基宽度的变化以及沿长度的变化。本专利技术的另一优点在于可变整平板使得可以沿着路基的宽度沉积不同量的沥青。本专利技术的另一优点在于在压紧后形成的垫层是非常平滑的。本专利技术的这些和其他的目的和优点，对于本领域的技术人员而言，在通过阅读和理解在此所描述的以及通过附图示出的根据本专利技术的优选实施例之后会更加显而易见。附图说明图1是根据本专利技术的沥青输送装置的立体图。图2是在沥青被输送到内室之前的沥青输送装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在要被铺设的表面上沉积沥青垫层的方法，包括如下步骤：（ａ）进行第一次通过所述要被铺设的表面，从而使得扫描装置获得和存储所述要被铺设的表面的地形轮廓；（ｂ）在所述要被铺设的表面的所述地形轮廓的起始点对铺路机进行精确地定位；（ｃ）将沥青装载到所述铺路机的装料斗中；（ｄ）使得沥青流入到所述铺路机的内部分配室中；以及（ｅ）利用所述要被铺设的表面的所述地形轮廓，改变从所述分配室输出的所述沥青的流速，从而沉积沥青垫层，所述沥青垫层的厚度沿着所述垫层的宽度方向以及沿着所述垫层的纵向而变化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰保罗史密斯，
申请(专利权)人：先进铺筑技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]