一种道路面层局部预养护设备及相关的道路预养护方法技术

本发明专利技术公开一种道路面层局部预养护设备及相关的道路预养护方法。所述设备包括压力供给装置、进浆口、出浆口、出浆管路、气‑液二相存储罐、进气管路、气‑液隔离元件组、进气口、出气口、出气管路、气流控制元件组、进浆管路、浆液流控制装置和排液管；所述预养护设备设置有气流路径和浆液流路径，两条路径在气‑液二相存储罐交汇，所述相关道路预养护方法包括备浆、注浆和设备清洗等步骤。本发明专利技术实现在道路新建阶段、病害发生前或病害程度较轻微的阶段，以不扰动或较少扰动原有材料和结构的方式，降低道路面层局部空隙率，提高道路面层强度、抗渗性和抗水损坏性能。

A local road surface pre maintenance equipment and related road pre maintenance methods

【技术实现步骤摘要】
一种道路面层局部预养护设备及相关的道路预养护方法
本专利技术涉及道路工程领域，特别是涉及一种道路面层局部预养护设备及相关的道路预养护方法。
技术介绍
以沥青混合料为代表的柔性路面面层结构会因材料设计、施工误差、平面位置、必要的施工和养护条件控制不利等原因发生局部压实度不足和空隙率过大等缺陷。这类局部缺陷会降低柔性（沥青混合料）路面的强度、抗渗性和抗变形能力，加速车辙、局部沉降、裂缝、松散、层底脱空等多种病害的产生和发展，会对道路的通行能力、安全性、美观性和行车舒适性产生严重不利影响。现阶段通常采用局部破碎、移除并重新铺筑的方法对柔性路面面层的局部缺陷及其引起的病害进行养护和修复，但这种处治方法流程复杂、成本高昂（人员、材料、设备周转等），且存在修补处美观性差等诸多问题。传统养护和修复的工作流程至少包括破碎、清理、平整、锯切、清理、铺筑、压实等，其复杂程度远超新建路面。而局部缺陷多为随机或离散分布，采用传统的局部置换方法所需人员多，设备复杂，设备和人员周转效率低，成本高。此外，重新铺筑的区域颜色很难与周边协调，容易形成“补丁”状外观，严重影响道路美观。这类处治方法最严重的问题在于不仅存在严重的材料浪费，且往往耐久性不佳。传统的置换修补需要以局部病害为中心大幅扩大破碎的范围，不仅浪费病害发生区域材料的残余强度，还可能对面层周边区域产生不必要的扰动。实际上，针对局部的小范围铺筑或在井周、道路边缘等位置，出于成本或施工条件限制（如周边已有面层材料或道路附属设施的局限），通常无法采用大型摊铺或碾压机械或采用机械后仍会存在施工效果不佳的情况，导致重新铺筑的面层依然存在局部压实度不足和孔隙率过大等缺陷。因此置换式修复只能在表观上暂时消除车辙、局部沉降、裂缝、松散、层底脱空等病害，却不能彻底消除引起病害的原因，短期内相同位置极易再次发生相同或更为严重的病害。实际上，虽然局部孔隙率过大会影响材料强度、稳定性和抗渗性，但面层材料仍具有一定的强度，并能部分承载车辆荷载。若能在保留原有路面结构和材料的前提下，于道路新建阶段、病害发生前或病害程度较轻微的阶段，以不扰动或较少扰动原有材料和结构的方式，对柔性路面面层局部空隙率过大等缺陷进行提前处治，即预防性养护，就能够有效提高道路性能和耐久性。然而，现阶段相关的设想、方案、设备、方法和技术均较为缺乏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种道路面层局部预养护设备及相关的道路预养护方法。本专利技术提出的预养护方法的对象为已完成铺筑并存在局部空隙率过大等缺陷的柔性路面面层。本专利技术提出了道路面层局部预养护专用设备和及相关的道路预养护方法，在保留缺陷区域的80%~100%的原有面层材料的基础上，实现利用压缩气体压力和补强浆液自重使补强浆液渗流进入并填充补强对象内部空隙，经养护或固化等过程，形成固体或半固体，降低面层材料局部空隙率，提高面层强度、抗渗性和抗水损坏性能。所述补强浆液是指具有流动性的液体、固体-液体混合物、气体-液体混合物或气体-固体-液体混合物中任一种。本专利技术提出的一种道路面层局部预养护设备，包括压力供给装置1、出浆管路4、气-液二相存储罐5、进气管路8、气-液隔离元件组9、出气管路12、气流控制元件组13、进浆管路14、浆液流控制装置15和排液管16；所述预养护设备设置有气流路径和浆液流路径，两条路径在气-液二相存储罐5交汇，其中：所述气流路径是压缩气体在预养护设备内的流动路径；所述浆液流路径是指补强浆液在预养护设备内的流动路径；所述补强浆液是指具有流动性的液体、固体-液体混合物、气体-液体混合物或气体-固体-液体混合物中任一种；所述气-液二相存储罐5是包括空腔区6和浆液存储区7的容器；所述空腔区6是指气-液二相存储罐5上部无补强浆液的区域；所述浆液存储区7是指气-液二相存储罐5下部补强浆液或补强浆液原料的存储区域；气-液二相存储罐5设有进气口10、出气口11、进浆口2和出浆口3；压力供给装置1通过进气管路8与气-液二相存储罐5的进气口10连接，进气管路8中设置气-液隔离元件组9，防止补强浆液倒流进入压力供给装置1；所述出气口11连接出气管路12；所述进气管路8和/或出气管路12中设置气流控制元件组13；所述压力供给装置1、进气管路8、气流控制元件组13、气-液隔离元件组9、进气口10、气-液二相存储罐5、出气口11和出气管路12构成气流路径；完整的气流路径是压缩气体由压力供给装置1产生或放出，经进气管路8，由进气口10进入气-液二相存储罐5，在空腔区6聚集，最终经出气口11和出气管路12受控排出；所述浆液流路径由进浆管路14、进浆口2、气-液二相存储罐5、出浆口3、浆液流控制装置15和出浆管路4和/或排液管16构成；所述进浆口外接进浆管路14；所述出浆口3外接出浆管路4；所述出浆管路4或排液管16从出浆口3接出；所述出浆管路4中和/或出浆口3设置浆液流控制装置15；完整的浆液流路径是补强浆液由进浆管路14经进浆口2进入气-液二相存储罐5，在气-液二相存储罐5临时存储，最终或者通过出浆口3和出浆管路4，受控注入补强对象，或者通过排液管16排出。本专利技术中，当气-液二相存储罐5存有浆液且有压缩气体经进气口10流入气-液二相存储罐5时，压缩气体穿过气-液二相存储罐5内补强浆液，在空腔区6聚集。本专利技术中，所述进气口10设置于气-液二相存储罐5罐底或罐身，所述进气口10低于注浆时浆液的最低液面。本专利技术中，所述气流控制元件组13为关断阀、流量阀、定压阀、减压阀、单向阀或压力表等流体和流量控制元件中的一种或几种的串联、并联或串并联组合；所述气-液隔离元件组9为关断阀、流量阀、定压阀、减压阀、单向阀、压力表等流体或流量控制元件中的一种或几种的串联、并联或串并联组合。本专利技术中，所述出浆口3设置于气-液二相存储罐5罐底或罐身，所述出浆口3低于注浆时浆液的最低液面。本专利技术中，气-液二相存储罐5底部设有排液管16，用于排除废弃浆液或罐内其他液体，或可将出浆管路4作为排液管使用。本专利技术提出的道路面层局部预养护设备对柔性路面面层的预养护方法，所述养护方法包括备浆、注浆和设备清洗，具体步骤如下：（１）待预养护设备和补强浆液原料就位后进行备浆作业，根据气-液二相存储罐5的压力状态和浆液量的实际情况，备浆作业包括气-液二相存储罐5的泄压、补强浆液装灌和临时存储；（１.１）气-液二相存储罐5泄压：在气-液二相存储罐5装入补强浆液前执行；关闭进气管路8，开启出气管路12，使空腔区6内的压力与出气管路12远离气-液二相存储罐5一端的压力相等；（１.２）补强浆液装罐：采用自重下落、泵送、真空负压抽吸、气压压力推送中的一种或几种方法组合的方式将补强浆液或补强浆液原料通过进浆口３灌入气-液二相存储罐5，使气-液二相存储罐5内浆液液面至少高于出浆口3，并低于出气口11至少5cm；补强浆液装罐或补强浆液原料完成后，关闭进浆口2，浆液液面上方形成空腔区6；（１.３）临时存储：当有补强浆液或补强浆液原料滞本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道路面层预养护设备，其特征在于：包括压力供给装置(1)、出浆管路(4)、气-液二相存储罐(5)、进气管路(8)、气-液隔离元件组(9)、出气管路(12)、气流控制元件组(13)、进浆管路(14)、浆液流控制装置(15)和排液管(16)；所述预养护设备设置有气流路径和浆液流路径，两条路径在气-液二相存储罐(5)交汇，其中：/n所述气流路径是压缩气体在预养护设备内的流动路径；所述浆液流路径是指补强浆液在预养护设备内的流动路径；所述补强浆液是指具有流动性的液体、固体-液体混合物、气体-液体混合物或气体-固体-液体混合物中任一种；/n所述气-液二相存储罐(5)是包括空腔区(6)和浆液存储区(7)的容器，所述空腔区(6)是指气-液二相存储罐(5)上部无补强浆液的区域，所述浆液存储区(7)是指气-液二相存储罐(5)下部补强浆液的存储区域；气-液二相存储罐(5)设有进气口(10)、出气口(11)、进浆口(2)和出浆口(3)；/n压力供给装置(1)通过进气管路(8)与气-液二相存储罐(5)的进气口(10)连接，进气管路(8)中设置气-液隔离元件组(9)；所述出气口(11)连接出气管路(12)；所述进气管路(8)和/或出气管路(12)中设置气流控制元件组(13)；所述压力供给装置1、进气管路(8)、气流控制元件组(13)、气-液隔离元件组(9)、进气口(10)、气-液二相存储罐(5)、出气口(11)和出气管路(12)构成气流路径；完整的气流路径是压缩气体由压力供给装置(1)产生或放出，经进气管路(8)，由进气口(10)进入气-液二相存储罐(5)，在空腔区(6)聚集，最终经出气口(11)和出气管路(12)受控排出；/n所述浆液流路径由进浆管路(14)、进浆口(2)、气-液二相存储罐5、出浆口3、浆液流控制装置(15)和出浆管路(4)和/或排液管(16)构成；所述进浆口2外接进浆管路(14)，所述出浆口(3)外接出浆管路(4)；所述出浆管路(4)或排液管(16)从出浆口(3)接出；所述出浆管路(4)中和/或出浆口(3)设置浆液流控制装置(15)；完整的浆液流路径是补强浆液由进浆管路(14)经进浆口(2)进入气-液二相存储罐(5)，在气-液二相存储罐(5)临时存储，通过出浆口(3)和出浆管路(4)，受控注入补强对象，或者通过排液管(16)排出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种道路面层预养护设备，其特征在于：包括压力供给装置(1)、出浆管路(4)、气-液二相存储罐(5)、进气管路(8)、气-液隔离元件组(9)、出气管路(12)、气流控制元件组(13)、进浆管路(14)、浆液流控制装置(15)和排液管(16)；所述预养护设备设置有气流路径和浆液流路径，两条路径在气-液二相存储罐(5)交汇，其中：
所述气流路径是压缩气体在预养护设备内的流动路径；所述浆液流路径是指补强浆液在预养护设备内的流动路径；所述补强浆液是指具有流动性的液体、固体-液体混合物、气体-液体混合物或气体-固体-液体混合物中任一种；
所述气-液二相存储罐(5)是包括空腔区(6)和浆液存储区(7)的容器，所述空腔区(6)是指气-液二相存储罐(5)上部无补强浆液的区域，所述浆液存储区(7)是指气-液二相存储罐(5)下部补强浆液的存储区域；气-液二相存储罐(5)设有进气口(10)、出气口(11)、进浆口(2)和出浆口(3)；
压力供给装置(1)通过进气管路(8)与气-液二相存储罐(5)的进气口(10)连接，进气管路(8)中设置气-液隔离元件组(9)；所述出气口(11)连接出气管路(12)；所述进气管路(8)和/或出气管路(12)中设置气流控制元件组(13)；所述压力供给装置1、进气管路(8)、气流控制元件组(13)、气-液隔离元件组(9)、进气口(10)、气-液二相存储罐(5)、出气口(11)和出气管路(12)构成气流路径；完整的气流路径是压缩气体由压力供给装置(1)产生或放出，经进气管路(8)，由进气口(10)进入气-液二相存储罐(5)，在空腔区(6)聚集，最终经出气口(11)和出气管路(12)受控排出；
所述浆液流路径由进浆管路(14)、进浆口(2)、气-液二相存储罐5、出浆口3、浆液流控制装置(15)和出浆管路(4)和/或排液管(16)构成；所述进浆口2外接进浆管路(14)，所述出浆口(3)外接出浆管路(4)；所述出浆管路(4)或排液管(16)从出浆口(3)接出；所述出浆管路(4)中和/或出浆口(3)设置浆液流控制装置(15)；完整的浆液流路径是补强浆液由进浆管路(14)经进浆口(2)进入气-液二相存储罐(5)，在气-液二相存储罐(5)临时存储，通过出浆口(3)和出浆管路(4)，受控注入补强对象，或者通过排液管(16)排出。


2.根据权利要求1所述的一种道路面层局部预养护设备，其特征在于：当气-液二相存储罐(5)存有浆液且有压缩气体经进气口(10)流入气-液二相存储罐(5)时，压缩气体穿过气-液二相存储罐(5)内补强浆液，在空腔区(6)聚集。


3.根据权利要求1所述的一种道路面层局部预养护设备，其特征在于：所述进气口(10)设置于气-液二相存储罐5罐底或罐身，所述进气口(10)低于注浆时浆液的最低液面。


4.根据权利要求1所述的一种道路面层局部预养护设备，其特征在于：所述气流控制元件组(13)为关断阀、流量阀、定压阀、减压阀、单向阀或压力表中的一种或几种的串联、并联或串并联组合；所述气-液隔离元件组(9)为关断阀、流量阀、定压阀、减压阀、单向阀或压力表中的一种或几种的串联、并联或串并联组合。


5.根据权利要求1所述的一种道路面层局部预养护设备，其特征在于：所述出浆口(3)设置于气-液二相存储罐(5)罐底或罐身，所述出浆口(3)低于注浆时浆液的最低液面。


6.一种如权利要求1所述的道路面层局部预养护设备对柔性路面面层的预养护方法，其特征在于：所述预养护方法包括备浆、注浆和设备清洗实施工艺，具体步骤如下：
（1）待预养护设备和补强浆液原料就位后，进行备浆作业，根据气-液二相存储罐(5)的压力状态和浆液量的实际情况，备浆作业包括气-液二相存储罐(5)的泄压、补强浆液装灌和临时存储；
（1.1）气-液二相存储罐(5)泄压：在气-液二相存储罐(5)装入补强浆液前执行；关闭进气管路(8)，开启出气管路(12)，使空腔区(6)内的压力与出气管路(12)远离气-液二相存储罐(5)一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴怀睿，盛卫东，王鲸，吴加林，张小飞，高雷，柏世雄，李耀东，李炯，姜靖靖，颛孙硕恩，麻海舰，孙晋，谢弈飏，商鹏，武绍峰，印军，郑立志，马国华，吴小进，王植标，丁伟明，马力，丁世超，张元发，刑楠楠，陆培印，梁元元，王为忠，费秋琴，
申请(专利权)人：昆山加林工程项目管理有限公司，昆山交通发展控股集团有限公司，昆山城市建设投资发展集团有限公司，昆山市交通工程质量监督站，
类型：发明
国别省市：江苏;32