一种公路高填方路基施工装置及施工方法

技术领域

本发明涉及高填方路基施工装置领域，更具体地说，它涉及一种公路高填方路基施工装置及施工方法。

背景技术

高填方路堤应采用分层填筑、分层压实的方法施工，每层填筑厚度根据所采用的填料决定。

高填方路基常见的病害有路基整体沉陷或局部沉陷、路基纵向开裂、路基滑动或边坡滑坍，在高填方路基施工时，需要进行边坡码砌、分层填筑、分层碾压，而在碾压过程中，需要沿着边坡斜面施加垂直于斜坡面的压覆力，以防止在碾压的过程中，边坡出现突出或滑坡现象，而目前常见的方式是通过在边坡上码垛石砖，施工难度较大，耗时较长，且石砖的压覆效果也并不稳定。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种公路高填方路基施工装置及施工方法。

本发明提供了一种公路高填方路基施工装置，包括两个对称设置的斜向提升机构、拼接式压覆机构、若干个端面限位模板、依次设于斜向提升机构上的压实机构、贴附机构和夹持机构以及设于拼接式压覆机构上的辅助定位机构，所述端面限位模板用于限定路基长度并限制回填土的移动方向，斜向提升机构用于驱使压实机构、贴附机构和夹持机构沿着斜向提升机构的倾斜方向移动，压实机构用于压实路基斜坡，贴附机构用于将拼接式压覆机构的指定部分压覆在路基斜坡上的指定位置处，夹持机构用于限位夹持拼接式压覆机构未贴附在路基斜坡上的部分，所述辅助定位机构用于将拼接式压覆机构限位固定并使拼接式压覆机构紧密贴附在路基斜坡面上；

所述拼接式压覆机构包括若干个交替分布的第一压覆板和第二压覆板、若干个对称连接在第一压覆板顶端面上的第一铰接件、若干个对称连接在第二压覆板顶端面上的第二铰接件，第一铰接件和第二铰接件铰接，当第一压覆板和第二压覆板的相向侧壁接触并相互限位时，第一压覆板顶、底端面和第二压覆板顶、底端面均分别处于共面状态，第一压覆板和第二压覆板的底端面与路基斜坡面接触。

作为本发明的进一步优化方案，所述斜向提升机构包括斜向提升框架、设于斜向提升框架上的斜向滑动槽、从上至下依次滑动连接在斜向滑动槽内的第一滑块、第二滑块和第三滑块、设于斜向提升框架顶部的导向轮以及设于地基上的若干个牵引机，若干个牵引机的输出端分别通过第一牵引绳、第二牵引绳和第三牵引绳与第一滑块、第二滑块和第三滑块连接，第一滑块上设有供第二牵引绳和第三牵引绳穿过的穿孔，第二滑块上设有供第三牵引绳穿过的穿孔，第一牵引绳、第二牵引绳和第三牵引绳均绕过导向轮。

作为本发明的进一步优化方案，所述压实机构包括活动连接在第一滑块上的第一液压缸、连接在第一液压缸输出端的压板、固定连接在第一滑块上的转向电机、连接在第一液压缸与第一滑块连接的活动轴体上的第一齿轮以及连接在转向电机输出端的第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮相啮合。

作为本发明的进一步优化方案，所述贴附机构包括连接在第二滑块上的第二液压缸、连接在第二液压缸输出端的第一连接架以及活动连接在第一连接架上的第一滚筒，第一滚筒与第一压覆板或第二压覆板的顶端面接触。

作为本发明的进一步优化方案，所述夹持机构包括连接在第三滑块上的第三液压缸、连接在第三液压缸输出端的第二连接架、活动连接在第二连接架上的第二滚筒、设于第二连接架上的限位滑槽、滑动连接在限位滑槽内的第四滑块、活动连接在第四滑块上的第三滚筒以及连接在第四滑块和限位滑槽内壁之间的弹簧，当第三滚筒与第一铰接件或第二铰接件接触时，弹簧处于被挤压状态，第二滚筒与第一压覆板或第二压覆板的底端面接触。

作为本发明的进一步优化方案，当路基斜坡面上出现外突式的转折角时，相应位置处的第一压覆板和第二压覆板相接触的侧壁上均设有倾斜切割面，第一压覆板上的倾斜切割面和第二压覆板的倾斜切割面接触并形成限位作用时，第一压覆板和第二压覆板之间的夹角度数与路基斜坡面上外突式的转折角度数相同。

作为本发明的进一步优化方案，当路基斜坡面上出现内凹式的转折角时，相应位置处的第一压覆板和第二压覆板相接触的侧壁上均焊接有直角梯形式补充材料，第一压覆板上的直角梯形材料与第二压覆板上的直角梯形式补充材料接触并形成限位作用时，第一压覆板和第二压覆板之间的夹角度数与路基斜坡面上内凹式的转折角度数相同。

作为本发明的进一步优化方案，所述辅助定位机构包括若干个定位杆，定位杆用于将位于路基斜坡底端处的第一压覆板或第二压覆板限位固定在地基上。

一种公路高填方路基施工方法，采用如上述的公路高填方路基施工装置，包括以下步骤：

架设端面限位模板和斜向提升机构，对两个端面限位模板或已有路基与端面限位模板之间的区域进行填土，设定高度时，进行斜坡处理，通过斜向提升机构驱使压实机构沿着路基斜坡移动并对途经的斜坡区域进行压实处理；

将拼接式压覆机构的一端通过辅助定位机构限位固定在地基上，然后通过斜向提升机构驱使贴附机构沿着路基斜坡移动，在移动过程中，将后续的第一压覆板、第二压覆板沿着压实过的斜坡面进行贴附；

当路基斜坡面出现外突式的转折角时，对相应位置处的第一压覆板和第二压覆板相接触的侧壁进行切割，并于切割处形成倾斜切割面，第一压覆板上的倾斜切割面和第二压覆板的倾斜切割面接触并形成限位作用时，第一压覆板和第二压覆板之间的夹角度数与路基斜坡面上外突式的转折角度数相同，切割下的直角梯形材料待用；

当路基斜坡面上出现内凹式的转折角时，将切割下的直角梯形材料焊接在相应位置处的第一压覆板和第二压覆板相接触的侧壁上，第一压覆板上的直角梯形材料与第二压覆板上的直角梯形材料接触并形成限位作用，使得第一压覆板和第二压覆板之间的夹角度数与路基斜坡面上内凹式的转折角度数始终保持在相同的状态；

直至整个拼接式压覆机构完全覆盖斜坡区域时结束，并对路基平行面区域进行压实处理。

本发明的有益效果在于：本发明通过斜向提升机构、设于斜向提升机构上的压实机构、贴附机构以及夹持机构，可对路基斜坡进行自动化压实处理，将拼接式压覆机构自动化的压覆在路基斜坡上，仅需要通过辅助定位机构对拼接式压覆机构的首尾端以及转折角处进行限位固定即可对整个路基斜坡进行压覆限位，可以使得路基顶平面压实过程中，路基斜坡不会出现外突、坍塌或滑坡，不仅提高了路基施工速率，且提高了路基的施工质量。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明图1中A处的放大视图；

图3是本发明图1中B处的放大视图；

图4是本发明图1中C处的放大视图；

图5是本发明图1中D处的放大视图；

图6是本发明图1中E处的放大视图；

图7是本发明第一压覆板、第二压覆板的切割材料互补示意图；

图8是本发明的第一压覆板和第二压覆板的相配合视图。

图中：1、斜向提升机构；101、斜向提升框架；102、斜向滑动槽；103、第一滑块；104、第一牵引绳；105、第二滑块；106、第二牵引绳；107、第三滑块；108、第三牵引绳；2、压实机构；201、第一液压缸；202、压板；3、贴附机构；301、第二液压缸；302、第一连接架；303、第一滚筒；4、夹持机构；401、第三液压缸；402、第二连接架；403、第二滚筒；404、限位滑槽；405、第三滚筒；406、弹簧；5、拼接式压覆机构；501、第一压覆板；502、第二压覆板；503、第一铰接件；504、第二铰接件；6、端面限位模板；7、辅助定位机构；701、定位杆。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

如图1、图7和图8所示，一种公路高填方路基施工装置，包括两个对称设置的斜向提升机构1、拼接式压覆机构5、若干个端面限位模板6、依次设于斜向提升机构1上的压实机构2、贴附机构3和夹持机构4以及设于拼接式压覆机构5上的辅助定位机构7，端面限位模板6用于限定路基长度并限制回填土的移动方向，斜向提升机构1用于驱使压实机构2、贴附机构3和夹持机构4沿着斜向提升机构1的倾斜方向移动，压实机构2用于压实路基斜坡，贴附机构3用于将拼接式压覆机构5的指定部分压覆在路基斜坡上的指定位置处，夹持机构4用于限位夹持拼接式压覆机构5未贴附在路基斜坡上的部分，辅助定位机构7用于将拼接式压覆机构5限位固定并使拼接式压覆机构5紧密贴附在路基斜坡面上；

拼接式压覆机构5包括若干个交替分布的第一压覆板501和第二压覆板502、若干个对称连接在第一压覆板501顶端面上的第一铰接件503、若干个对称连接在第二压覆板502顶端面上的第二铰接件504，第一铰接件503和第二铰接件504铰接，当第一压覆板501和第二压覆板502的相向侧壁接触并相互限位时，第一压覆板501顶、底端面和第二压覆板502顶、底端面均分别处于共面状态，第一压覆板501和第二压覆板502的底端面与路基斜坡面接触。

需要说明的是，在进行路基施工时，先架设端面限位模板6和斜向提升机构1，对两个端面限位模板6或已有路基与端面限位模板6之间的区域进行填土，设定高度时，进行斜坡处理，通过斜向提升机构1驱使压实机构2沿着路基斜坡移动并对途经的斜坡区域进行压实处理；

将拼接式压覆机构5的一端通过辅助定位机构7限位固定在地基上，然后通过斜向提升机构1驱使贴附机构3沿着路基斜坡移动，在移动过程中，将后续的第一压覆板501、第二压覆板502沿着压实过的斜坡面进行贴附；

当路基斜坡面出现外突式的转折角时，对相应位置处的第一压覆板501和第二压覆板502相接触的侧壁进行切割，并于切割处形成倾斜切割面，第一压覆板501上的倾斜切割面和第二压覆板502的倾斜切割面接触并形成限位作用时，第一压覆板501和第二压覆板502之间的夹角度数与路基斜坡面上外突式的转折角度数相同，切割下的直角梯形材料待用；

当路基斜坡面上出现内凹式的转折角时，将切割下的直角梯形材料焊接在相应位置处的第一压覆板501和第二压覆板502相接触的侧壁上，第一压覆板501上的直角梯形材料与第二压覆板502上的直角梯形材料接触并形成限位作用时，使得第一压覆板501和第二压覆板502之间的夹角度数与路基斜坡面上内凹式的转折角度数始终保持在相同的状态；

直至整个拼接式压覆机构5完全覆盖斜坡区域时结束，并对路基平行面区域进行压实处理。

如图1和图2所示，斜向提升机构1包括斜向提升框架101、设于斜向提升框架101上的斜向滑动槽102、从上至下依次滑动连接在斜向滑动槽102内的第一滑块103、第二滑块105和第三滑块107、设于斜向提升框架101顶部的导向轮以及设于地基上的若干个牵引机，若干个牵引机的输出端分别通过第一牵引绳104、第二牵引绳106和第三牵引绳108与第一滑块103、第二滑块105和第三滑块107连接，第一滑块103上设有供第二牵引绳106和第三牵引绳108穿过的穿孔，第二滑块105上设有供第三牵引绳108穿过的穿孔，第一牵引绳104、第二牵引绳106和第三牵引绳108均绕过导向轮。

需要说明的是，如上述，在通过斜向提升机构1分别对压实机构2、贴附机构3以及夹持机构4的位置进行调整时，通过相应的牵引机收放相应的牵引绳即可，如，调节压实机构2的位置时，通过相应的牵引机收放第一牵引绳104，第一牵引绳104在收放的过程中可以带动第一滑块103沿着斜向滑动槽102进行移动，而第一滑块103在移动的过程中，其上设置的穿孔可供第二牵引绳106和第三牵引绳108穿过，不会带动第二牵引绳106和第三牵引绳108一同移动，同理，在调节第二滑块105的位置时，第二滑块105也不会带动第三牵引绳108移动。

如图1和图2所示，压实机构2包括活动连接在第一滑块103上的第一液压缸201、连接在第一液压缸201输出端的压板202、固定连接在第一滑块103上的转向电机、连接在第一液压缸201与第一滑块103连接的活动轴体上的第一齿轮以及连接在转向电机输出端的第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮相啮合。

需要说明的是，第一液压缸201跟随第一滑块103沿着斜向滑动槽102进行移动，在移动至路基斜坡相应位置处时，通过转向电机驱动第二齿轮转动，第二齿轮转动时可以带动第一齿轮转动，第一齿轮转动时带动第一液压缸201同向、同角度的转动，可以调节第一液压缸201与水平面之间的夹角，以适应路基斜坡相应位置处的倾斜度，然后通过第一液压缸201驱使压板202朝向路基斜坡移动，并以一定的压力对斜坡进行压实处理。

如图1、图2和图3所示，贴附机构3包括连接在第二滑块105上的第二液压缸301、连接在第二液压缸301输出端的第一连接架302以及活动连接在第一连接架302上的第一滚筒303，第一滚筒303与第一压覆板501或第二压覆板502的顶端面接触。

需要说明的是，初始时，第一液压缸201驱动压板202对斜坡与地基交接处进行压实的时候，将拼接式压覆机构5的一端覆盖在被压实的斜坡区域，该一端可以是第一压覆板501，也可以是第二压覆板502，这根据实际进行拼装时的顺序决定，但不影响拼接式压覆机构5的功能，然后通过辅助定位机构7将第一压覆板501或第二压覆板502限位固定在斜坡区域上，具体为，穿过或不穿过斜坡区域，将限位件穿过第一压覆板501或第二压覆板502并扎入地基中，形成稳定的限位作用，此时，第一压覆板501或第二压覆板502的底端面与斜坡接触，第一滚筒303与第一压覆板501或第二压覆板502的顶端面接触，第二液压缸301随着第二滑块105移动时，可以使得第一滚筒303不断的对后续将要覆盖在斜坡上的第一压覆板501或第二压覆板502施加压力，并使得相应的第一压覆板501或第二压覆板502压覆在斜坡上相应的区域处，在此过程中，可以通过第二液压缸301调节第一滚筒303的位置，以使其不被第一铰接件503或第二铰接件504阻挡，且在此过程中，夹持机构4不断的放出后续的第一压覆板501或第二压覆板502。

如图1、图2和图4所示，夹持机构4包括连接在第三滑块107上的第三液压缸401、连接在第三液压缸401输出端的第二连接架402、活动连接在第二连接架402上的第二滚筒403、设于第二连接架402上的限位滑槽404、滑动连接在限位滑槽404内的第四滑块、活动连接在第四滑块上的第三滚筒405以及连接在第四滑块和限位滑槽404内壁之间的弹簧406，当第三滚筒405与第一铰接件503或第二铰接件504接触时，弹簧406处于被挤压状态，第二滚筒403与第一压覆板501或第二压覆板502的底端面接触。

需要说明的是，第一压覆板501或第二压覆板502被夹持在第二滚筒403和第三滚筒405之间，第三滚筒405可沿着限位滑槽404朝向或远离第二滚筒403的方向移动，以适配第一铰接件503或第二铰接件504经过第二滚筒403和第三滚筒405之间的区域，使得后续未被压覆的第一压覆板501或第二压覆板502不断的被放出，并逐渐的被第一滚筒303压覆在斜坡上，可以实现自动化铺设的效果。

如图1、图5、图6和图7所示，当路基斜坡面上出现外突式的转折角时，相应位置处的第一压覆板501和第二压覆板502相接触的侧壁上均设有倾斜切割面，第一压覆板501上的倾斜切割面和第二压覆板502的倾斜切割面接触并形成限位作用时，第一压覆板501和第二压覆板502之间的夹角度数与路基斜坡面上外突式的转折角度数相同；

当路基斜坡面上出现内凹式的转折角时，相应位置处的第一压覆板501和第二压覆板502相接触的侧壁上均焊接有直角梯形式补充材料，第一压覆板501上的直角梯形材料与第二压覆板502上的直角梯形式补充材料接触并形成限位作用时，第一压覆板501和第二压覆板502之间的夹角度数与路基斜坡面上内凹式的转折角度数相同。

需要说明的是，对第一压覆板501和第二压覆板502相接触的侧壁进行切割或焊接补充，均是为了可以实现第一压覆板501和第二压覆板502连接的连续性，使得限位处于共面状态的第一压覆板501和第二压覆板502之间的夹角能够在设定范围内进行调整，而且切割下的材料可以用于补充相同角度但突出方向相反的转折角处，以提高第一压覆板501和第二压覆板502之间的密封性，并实现稳定限位功能，只需要首尾位置处的第一压覆板501或第二压覆板502被限位固定，则中间所有的第一压覆板501和第二压覆板502均无法被顶开，可以实现稳定的压覆效果，且无需其他的辅助限位装置。

如图5、图6和图7所示，辅助定位机构7包括若干个定位杆701，定位杆701用于将位于路基斜坡底端处的第一压覆板501或第二压覆板502限位固定在地基上。

需要说明的是，在通过定位杆701将第一压覆板501或第二压覆板502与地基进行连接时，通过在相应的第一压覆板501上开设钻孔，并将定位杆701插入钻孔，并扎入地基中设定深度，即可实现对第一压覆板501或第二压覆板502的限位固定，而位于斜坡上的尾端，则可以通过压实机构2中的压板202进行压覆，或辅以定位杆701进行限位固定，只需要将首尾端的第一压覆板501或第二压覆板502进行限位固定后，位于中间区域的所有第一压覆板501和第二压覆板502均不会被路基土壤外突力顶开或使变形，整体的压覆效果更佳。

上面对本实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。