一种道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机及其工作方法，属于水泥混凝土加工机械领域，包括底部框架和位于底部框架上的主体框架，底部框架的四角处设置有钢轮；主体框架上沿前进方向依次设置有料斗、整平辊轴和压纹辊轴，料斗内放置有超高韧性水泥基复合材料，整平辊轴和压纹辊轴表面均涂有聚四氟乙烯涂层，压纹辊轴表面设置凸起，用于在新整平的超高韧性水泥基复合材料表面压纹刻槽。本发明专利技术的一体机整平效果好，整平后材料表面不会出现破损、坑洼不平或者呈现马蜂窝状，并且，采用压槽的方式进行压纹，不会破坏混凝土中的纤维，使得超高韧性水泥基复合材料的韧性、裂缝控制能力得到保障。

An integrated machine for leveling and texturing of ultra-high toughness cement-based composite materials used in road engineering and its working method

【技术实现步骤摘要】
一种道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机及其工作方法
本专利技术涉及一种道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机及其工作方法，属于水泥混凝土加工机械

技术介绍
上世纪九十年代，由于超高韧性水泥基复合材料相对于普通混凝土具有超高的韧性、延展性和裂缝控制能力而逐渐被人们应用到工程中去。超高韧性水泥基复合材料主要以水泥、矿物掺合料、以及平均粒径不大于0.15mm的石英砂作为基体，用PE纤维(聚乙烯纤维)或PVA纤维(聚乙烯醇纤维)做增强材料掺加外加剂搅拌而成。纤维的加入、增稠剂的使用、无粗骨料等原因，导致超高韧性水泥基复合材料基体稠度、粘度较大，又因为缺少合适的施工器械，这使得在施工浇筑时，新拌的超高韧性水泥基复合材料表面难以整平。目前现有的超高韧性水泥基复合材料施工整平方式多为人工整平或使用普通混凝土整平机进行整平，这导致整平效果并不理想，由于整平方式不当，导致材料内部进入空气，随着材料的使用，材料表面出现破损，坑洼不平，呈现马蜂窝状，如图1所示，严重影响了超高韧性水泥基复合材料的外观和超高的韧性、裂缝控制能力(如图2所示)等优异性能的表现，这成为了限制超高韧性水泥基复合材料大规模使用的原因之一。另外，目前在道路工程施工中，水泥混凝土路面的抗滑施工方法主要是拉毛和刻槽，但是采用拉毛施工时，施工过程很容易把混凝土中的纤维勾出，导致超高韧性水泥基复合材料中纤维增强增韧作用降低，进而影响材料的超高韧性和裂缝控制能力；在采用“硬刻槽”施工时也会把大部分的纤维给割断，同样会影响超高韧性水泥基复合材料的优异性能，另外考虑到刻槽机的锯片材料昂贵，致使工程造价较高，不经济。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机及其工作方法，整平效果好，材料表面不会出现破损、坑洼不平或者呈现马蜂窝状，并且，采用压槽的方式对新浇筑的超高韧性水泥基材料路面进行压纹，不会破坏混凝土中的纤维，使得超高韧性水泥基复合材料的韧性、裂缝控制能力得到保障。本专利技术采用以下技术方案：一种道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机，包括底部框架和位于底部框架上的主体框架，主体框架的高度能够相对于底部框架上下调节；所述底部框架的四角处设置有钢轮，位于前端的钢轮通过第一电机驱动，底部框架通过四个钢轮移动，一体机前端的两个钢轮为主动轮，后端两个钢轮为从动轮，第一电机驱动钢轮转动为现有技术，此处不再赘述；所述主体框架上沿前进方向依次设置有料斗、整平辊轴和压纹辊轴，料斗内放置有超高韧性水泥基复合材料，所述整平辊轴和压纹辊轴表面均涂有聚四氟乙烯涂层。由于超高韧性水泥基复合材料本身稠度大、粘度大，很难整平，本专利技术所采用的聚四氟乙烯涂层具有高润滑、不粘性的特点，整平和压纹过程中，超高韧性水泥基复合材料不容易黏附在辊轴上，进一步解决了难整平的问题；所述压纹辊轴表面设置凸起，用于在新整平的超高韧性水泥基复合材料表面压纹刻槽，以达到道路工程的摩擦系数要求，并起到降噪的功能。优选的，由于超高韧性水泥基复合材料中纤维的存在，导致整平之后两侧溢出的材料难以清理，因此，主体框架上在整平辊轴和压纹辊轴之间设置有切割圆刀系统，所述切割圆刀系统包括两个设置于主体框架两侧的切割圆刀，并均通过第二电机驱动转动，该一体机在工作向前行进时，切割圆刀在第二电机的带动下旋转，用于切割整平辊轴压实整平之后溢出的多余材料。优选的，两侧的切割圆刀之间固定连接有一连轴A，连轴A两端均通过轴承连接于主体框架上，连轴A一端连接有一皮带轮A，第二电机的输出轴与皮带轮A之间通过皮带传动，第二电机的输出轴的转动带动切割圆刀的转动。本专利技术在使用时，可直接将超高韧性水泥基复合材料倒入料斗，当超高韧性水泥基复合材料从料斗内流出堆积至高于路面两侧模板(即所需摊铺路面的高度)时，利用材料自身的重力和流动性来为材料自动摊铺提供外部条件，然后通过整平辊轴对高粘度的路面进行整平，辊轴表面的聚四氟乙烯涂层具有高润滑、不粘性的特性，整平和压纹过程中，超高韧性水泥基复合材料不容易黏附在辊轴上，进一步解决了难整平的问题，在一体机工作过程中，通过压纹辊轴在整平之后路面刻划道路表面纹理，起到提高摩擦系数的效果，并通过两个辊轴中间的切割圆刀切割整平溢出的多余材料，从而保证浇筑的道路边缘齐整，在硬化后期防止出现啃边现象。优选的，所述整平辊轴和压纹辊轴均通过第三电机驱动转动，整平辊轴和压纹辊轴的尺寸相同，且整平辊轴、压纹辊轴和钢轮的最大线速度相同，即整平辊轴、压纹辊轴和钢轮在相同时间内所走的路程一致，以保证钢轮、整平辊轴、压纹辊轴同步行进；优选的，第三电机固定于主体框架上，整平辊轴、压纹辊轴的两侧均通过一连轴B连接有皮带轮B，整平辊轴和压纹辊轴两侧的连轴B均通过轴承连接于主体框架上，第三电机的输出轴、整平辊轴的皮带轮B，以及压纹辊轴的皮带轮B之间通过皮带传动，实现同步转动，整平辊轴的皮带轮B与压纹辊轴的皮带轮B尺寸相同。优选的，聚四氟乙烯涂层的厚度为1-5mm，为“不粘涂层”，具有高润滑、不粘性的特性，是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，适合在施工现场复杂的环境中工作，在整平和压纹过程中，超高韧性水泥基复合材料不容易黏附在辊轴上，进一步解决了难整平的问题，保证超高韧性水泥基复合材料优异的性能的发挥，减少整平辊轴对于材料的粘结，保证良好的施工效果。优选的，所述料斗的宽度与主体框架的宽度相同，料斗的前下方螺栓连接有横挡板，横挡板能够上下调节，保证横挡板两侧与道路两侧模板相接，可防止材料向前流动，限制材料的流动区域。模板为方便路面摊铺整平所设置的，一般地，需要摊铺的超高韧性水泥基复合材料厚度与模板高度一致，横挡板两侧与道路两侧模板相接无间隙，即横挡板与两侧模板无缝连接，保证无浆体流出，控制大流动度的水泥基材料的流动区域，保证材料在自身重力和流动性下的良好自动摊铺效果；优选的，横挡板通过过渡板连接在料斗上，过渡板与料斗为一体结构，横挡板的横截面为“ㄇ”型，横档板的两侧面通过螺栓连接在过渡板的侧面上，过渡板上设置有多个螺栓孔，通过移动横挡板与过渡板的相对位置并用螺栓固定，实现调节横档板的目的，保证与道路两侧模板相接无间隙，主要为控制大流动度水泥基复合材料的流动区域，保证材料在自身重力和流动性下的良好自动摊铺效果。优选的，横挡板与主体框架之间的夹角α为45°～60°。优选的，压纹辊轴表面的凸起可采用以下六种类型：A、横截面为倒梯形的横向凸起，横向凸起是指凸起长度沿压纹辊轴的长度方向；B、横截面为矩形的横向凸起；C、横截面为三角形的横向凸起；D、横截面为倒梯形的纵向凸起，纵向凸起是指凸起长度沿压纹辊轴的圆周方向；E、横截面为矩形的纵向凸起；F、横截面为三角形的纵向凸起；优选的，凸起高度为3～5mm，凸起的最大宽度为4～6mm，相邻两凸起的间距为5～20mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机，其特征在于，包括底部框架和位于底部框架上的主体框架，主体框架的高度能够相对于底部框架上下调节；/n所述底部框架的四角处设置有钢轮，位于前端的钢轮通过第一电机驱动；/n所述主体框架上沿前进方向依次设置有料斗、整平辊轴和压纹辊轴，料斗内放置有超高韧性水泥基复合材料，所述整平辊轴和压纹辊轴表面均涂有聚四氟乙烯涂层，所述压纹辊轴表面设置凸起，用于在新整平的超高韧性水泥基复合材料表面压纹刻槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机，其特征在于，包括底部框架和位于底部框架上的主体框架，主体框架的高度能够相对于底部框架上下调节；
所述底部框架的四角处设置有钢轮，位于前端的钢轮通过第一电机驱动；
所述主体框架上沿前进方向依次设置有料斗、整平辊轴和压纹辊轴，料斗内放置有超高韧性水泥基复合材料，所述整平辊轴和压纹辊轴表面均涂有聚四氟乙烯涂层，所述压纹辊轴表面设置凸起，用于在新整平的超高韧性水泥基复合材料表面压纹刻槽。


2.根据权利要求1所述的道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机，其特征在于，所述主体框架上在整平辊轴和压纹辊轴之间设置有切割圆刀系统，所述切割圆刀系统包括两个设置于主体框架两侧的切割圆刀，并均通过第二电机驱动转动，用于切割整平辊轴压实整平之后溢出的多余材料。


3.根据权利要求1所述的道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机，其特征在于，所述整平辊轴和压纹辊轴均通过第三电机驱动转动，整平辊轴和压纹辊轴的尺寸相同，且整平辊轴、压纹辊轴和钢轮的最大线速度相同；
优选的，聚四氟乙烯涂层的厚度为1-5mm。


4.根据权利要求1所述的道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机，其特征在于，所述料斗的宽度与主体框架的宽度相同，料斗的前下方螺栓连接有横挡板，横挡板能够上下调节，保证横挡板两侧与道路两侧模板相接；
优选的，横挡板与主体框架之间的夹角α为45°～60°。


5.根据权利要求1所述的道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机，其特征在于，压纹辊轴表面的凸起为横截面为倒梯形、矩形或三角形的横向凸起；
或者，压纹辊轴表面的凸起为横截面为倒梯形、矩形或三角形的纵向凸起。


6.根据权利要求5所述的道路工程用超高韧性水泥基复合材料整平纹理一体机，其特征在于，凸起高度为3～5mm，凸起的最大宽度为4～6mm，相邻两凸起的间距为...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛智，姜能栋，胡艳秋，毕玉峰，齐辉，管延华，刘赫然，方晨，李一帆，黄河滨，
申请(专利权)人：山东大学，齐鲁交通发展集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37