道路钻芯取样后遗留孔洞修复机

技术领域

本发明属于道路养护作业技术领域，具体涉及道路钻芯取样后遗留孔洞修复机。

背景技术

道路钻芯取样技术在道路病害分析和质量检测中具有重要应用，然而其往往会在道路表面遗留孔洞，导致道路结构二次破损以及可能引发材料老化等问题。针对这一问题，现有的方法为对道路钻芯后进行孔洞修复，现方法多采用现拌水泥混凝土进行回填，但是此类方法通常存在修复材料与原道路材料不兼容、修复效果不良、耐久性差、修复效率低下等局限性。

为此，有许多学者开发了用于封堵路面钻芯取样后遗留孔洞的装置，如授权公告号为CN203360989U的中国实用新型专利“一种沥青路面钻芯取样后的填充压实装置”、授权公告号为CN217782056U的中国实用新型专利“沥青心墙钻芯取样孔洞夯实装置”、授权公告号为CN211257901 U的中国实用新型专利“一种混凝土钻芯后修补装置”等。都是在夯实或孔洞填充处理等角度优化使用场景。但是对于提高施工质量与自动化程度提升方面优化程度不足，不能实现高效、精准、耐久的路面修复需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种道路钻芯取样后遗留孔洞修复机，以解决现有技术中施工质量和自动化程度不高，难以实现高效、精准修复路面的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

道路钻芯取样后遗留孔洞修复机，包括：托载装置和预制件模板，所述托载装置上设置有储料箱，储料箱通过水泥砂浆泵体连通有泵体连接管，泵体连接管的出口通过导管连通有浆体导流管，浆体导流管设置在电机固定盘上，电机固定盘上设置有升降电机；

电机固定盘的下端面设置有的若干个浆体喷射管，浆体导流管的下部设置有若干个出口，每一个浆体喷射管的上端穿过电机固定盘和一个出口连通；每一个浆体喷射管的下部分设置有一个压力传感器模组；

电极固定盘的中心位置处螺纹连接有螺杆，升降电机的动力输出端和螺杆连接；螺杆的下端转动连接有下连接盘，下连接盘固定设置在地面支座上；电机固定盘和下连接盘之间设置有导杆，电机固定盘和导杆滑动连接，导杆的下端固定设置在下连接盘上；

压力传感器模组、升降电机和水泥砂浆泵体共同连接有控制装置；

当灌注时，预制件模板置于孔洞中，浆体喷射管插入在预制件模板中灌注水泥砂浆，孔洞的上端通过冷板沥青混料找平。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述泵体连接管和浆体导流管均为刚性材质，所述导管为柔性材质。

优选的，所述浆体导流管的中心部分开设有孔洞，螺杆穿过孔洞；浆体导流管的下端面沿周向等分的设置有四个出口，每一出口和一个浆体喷射管连通。

优选的，所述浆体导流管分别设置在电机固定盘下端面的四个顶角处。

优选的，所述压力传感器模组的设置位置和浆体喷射管的下端面之间距离为100mm。

优选的，所述托载装置上还设置有发电机组，发电机组为升降电机和水泥砂浆泵体供电。

优选的，所述储料箱的上端设置有进料筛，所述进料筛的筛孔尺寸≤2mm。

优选的，所述预制件模板包括两个横截面为半圆形且相对设置的模板侧壁，两个模板侧壁之间通过侧向密封螺栓连接，每一个模板侧壁的底部固定连接有端部固定片，每一个模板侧壁上开设有孔洞；

每一个模板侧壁的内侧壁表面沿高度方向设置有若干个模板内塑形条，一个浆体喷射管插入在一个模板内塑形条中。

优选的，两个模板侧壁之间通过侧向密封条密封；

所述模板内塑形条的内径大于浆体喷射管外径3mm。

优选的，所述预制件模板的横截面内径为145mm或95mm，长度为200mm、400mm或600mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种道路钻芯取样后遗留孔洞修复机，该道路钻芯取样后遗留孔洞修复机将储料箱、水泥砂浆泵体和灌注装置集成在托载装置上，使得该遗留孔洞修复机能够跟随待修复孔洞的具体位置进行移动调整。灌注装置上设置有电机，通过电机驱动螺杆，螺杆通过自身的转动带动整个灌注装置能够做竖向直线往复运动，进而控制浆体喷射管在孔洞中的位置和深度，控制更加精准，保证水泥浆体分布充盈，孔洞封闭效果好；道路钻芯后孔洞修复技术不仅可以保障道路交通的安全畅通，还可以延长道路使用寿命，减少维护成本，并为道路工程提供更准确的材料性能数据。该装置采用在孔洞内填充预制件，强度保证率较高，承载能力较好，可以最大程度恢复公路使用性能，使用水泥砂浆封闭孔洞，最上层使用冷拌沥青混合料找平的方式，能够快速高质量填补孔洞，恢复路面使用性能，恢复路基承载能力，封闭透水通道，遏制路面二次破坏产生。通过预制构件填充的方式，保证了孔洞修补的施工效果，提高了作业效率，缩短了交通封闭时间。与此同时，本发明根据压力传感器模组数据精确控制泵送压力与升降电机速度，提高作业效率与施工质量，可以保障水泥浆体有较好的密实性，结构协调变形能力好，减少二次破坏风险。

进一步的，泵体连接管和浆体连接管均为刚性材质，为水泥的传递提供刚性支撑，导管为柔性材质，能够调整泵体连接管和浆体连接之间的距离。

进一步的，浆体导流管分别设置在电机固定盘下端面的四个顶角处，使得浆体导流管能够穿过下连接盘，插入在预制件模板中。

进一步的，托载装置上设置发电机组，方便为升降电机和水泥砂浆泵体供电。

进一步的，预制件模板尺寸多样，适用于多工况下的孔洞修补问题。

附图说明

图1为本发明的填充装置结构示意图，其中1为储料箱，2为水泥砂浆泵体，3为灌注装置，4为托载装置，5为发电机组；

图2为本发明中储料箱4的结构示意图，101为进料筛，102为盖板挡块，103为箱体，104为泵体连接口，105为盖板把手，106为盖板。

图3为本发明中灌注装置1的结构示意图，其中301为泵体连接管，302为导管，303为浆体导流管，304为浆体喷射管，305为压力传感器模组，306为电机固定盘，307为升降电机，308为限位盘，309为螺杆，310为下连接盘，311为地面支座。

图4为本发明灌注装置1的侧视结构图，其中303为浆体导流管，304为浆体喷射管，306为电机固定盘，307为升降电机，308为限位盘，309为螺杆，310为下连接盘，311为地面支座，3031为连接部分，3032分流部分。

图5为本发明的预制件模板结构示意图，其中6为预制件模板，601为模板侧壁，602为开模把手，603为端部固定片，604为侧向密封螺栓，605为侧向密封条，606为端部密封螺栓，607为模板内塑形条。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考图1，本发明所述的道路钻芯取样孔洞修补装置由储料箱1、水泥砂浆泵体2、灌注装置3、托载装置4、发电机组5和预制件模板6组成。

储料箱1、水泥砂浆泵体2、灌注装置3和发电机组5均放置在托载装置4上。所述储料箱1，固定于托载装置4后部，用于储存填充用水泥砂浆，储料箱1的前侧壁下部开设有泵体连接口104，储料箱1与水泥砂浆泵体2之间通过泵体连接口104连通。所述水泥砂浆泵体2的前端与灌注装置3连接，安装于托载装置4中部，水泥砂浆泵体2用于提供水泥砂泵送压力。所述灌注装置3通过浆体喷射管304将带有一定压力的浆体注入预制件模板6制作的圆柱体混凝土块与孔壁之间，起到封闭孔洞与固定预制件模板6制作的圆柱体混凝土块的功能。发电机组5为灌注装置3中的升降电机107与水泥砂浆泵体2提供电源，发电机组5设置在水泥砂泵体2的旁侧。所述预制件模板6用于制作不同尺寸的填充用预制件。

托载装置4作为载体，能够为框架结构或板状结构，但是托载装置4需要有足够的面积和空间放置储料箱1、水泥砂泵体2、灌注装置3和发电机组5。作为优选的方案，托载装置4为轮式拖车，方便搭载设备移动。

参考图2，本发明的一些实施方案中，所述储料箱1包括箱体103、箱体上部的盖板106与进料筛101，所述箱体103为水泥砂浆存放区域，上端为敞开口，进料筛101和盖板106都设置在箱体103的上端，进料筛101在盖板106的上方，进料筛101和箱体103可拆卸连接。所述盖板106用于在作业时临时封闭箱体103，减少水分蒸发，保证水泥砂浆在作业时间段内的和易性，盖板106一侧设置盖板把手105，另三侧设置盖板挡块102，盖板106与箱体103上端为滑动连接。所述盖板把手105用于安放和取出盖板106时施工员握紧使用。所述盖板挡块102用于盖板106限位，使得盖板106紧密覆盖箱体103。所述进料筛101用于防止进料时有大型杂质或大粒径集料进入导致箱体103堵塞导管102。

参见图3和图4，本发明的一些实施方案中，灌注装置3的主体结构包括电机固定盘306、浆体导流管303、限位盘308、螺杆309、地面支座311和升降电机307。

灌注装置3还包括连接水泥砂浆泵体2与导管102后端的泵体连接管301。泵体连接管301为刚性材质，形状为倒置的“U型”，泵体连接管301连通浆体导流管302和水泥砂浆泵体2，同时有密封作用，保障水泥浆体泵送压力并加强泵体连接，并在导管302活动的情况下保障导管302的紧密连接。导管302为柔性材质，以适应不同位置的孔洞填充场景，所述导管302一端连接泵体连接管301，另一端与浆体导流管303相接，用于输送水泥浆体；浆体导流管303为刚性材质，用于连接与分流，浆体导流管303分为连接部分3031和分流部分3032，连接部分的进口和导管302的出口连通，连接部分3031的出口和分流部分3032进口连通，分流部分为环形，其下部设置有若干个出口，出口的数量和浆体喷射管304的数量匹配，每一个出口和一个浆体喷射管304的进口连通。浆体导流管303连接导管302与浆体喷射管304并将水泥浆体分流于四根浆体喷射管304中。

螺杆309一方面作为支撑装置，另一方面是作为整个灌注装置3的竖向高度调节装置。地面支座311、下连接盘310和螺杆309同轴，地面支座311和下连接盘310固定连接，螺杆309的下端通过轴承和下连接盘310转动连接，螺杆309和电机固定盘306为转动连接。

本发明的一些实施方案中，地面支座311中间部分设置为圆盘状，直径为120mm，与下连接盘110固定，四周四处条状外延与地面相接触，用于承载上部结构重力并固定灌注装置3位置。

本发明的一些实施方案中，升降电机307固定设置在电机固定盘306上，电机固定盘306上设置有浆体导流管303。所述升降电机307上部和电机固定盘306固定连接，升降电机307上部和电机固定盘306均与螺杆309为转动连接，升降电机307的动力输出端和螺杆309连接，用于驱动螺杆309转动，用于为灌注装置3竖向运动提供动力。电机固定盘306和下连接盘310之间设置有导杆，导杆的下端和下连接盘310的上端固定连接，电极固定盘306和导杆为滑动连接；电机固定盘306的下端固定连接有限位盘308，限位盘308和螺杆309同样为螺纹连接，能够沿着螺杆309进行上下运动，限位盘308具有锁死功能，具体的形式能够为通过卡扣或其他常见的锁死形式，使得当电机固定盘306带动浆体导流管303向下运动时，运动到固定位置，除了升降电机不再驱动以外，还能够通过限位盘308锁死。通过导杆的设置，使得电机固定盘306、升降电机307和浆体喷射管304能够在螺杆309转动的带动下，做竖向的往复运动。通过升降电机307的动力输出运行及停止能够使得螺杆进行转动或暂停运动，进而控制整个电极固定盘306和浆体喷射管304向下或向上的移动；进一步的通过限位盘308，还能够对整个电机固定盘306及其上的设备进行支撑，提供在浇注过程整个装置的稳定性。

螺杆309与升降电机307共同实现灌注装置3的竖向移动，通过限位盘308与下连接盘130带动灌注装置3的往复运动。

本发明的一些实施方案中，电机固定盘306的下端面围绕其周向设置有四个浆体喷射管304，每一个浆体喷射管304设置在电机固定盘306的一个顶角处。浆体喷射管304上端穿过电机固定盘306和分流装置3032的一个出口连通，下部设置压力传感器模组305，用于伸入孔洞中喷射压力水泥砂浆封闭孔洞并固定预制件模板6制作的圆柱体混凝土块，可以在螺杆309的带动下自动提升。

所述压力传感器模组305用于确定水泥浆体充盈情况，压力传感器模组305、升降电机307和水泥砂浆泵体2共同连接有控制装置，压力传感器模组305将检测到的压力传递至控制装置，控制装置根据内部提前设置程序，控制升降电机307的动力输出，进而控制升降电机307上升或下降速率，以及水泥砂浆泵体2泵送压力。

参考图4，为灌注装置3工作时的状态，浆体导流管303、浆体喷射管304、电机固定盘306、升降电机307和限位盘308在作业过程中协同移动，浆体喷射管304下端伸入孔底缓慢提升，其余构件随浆体喷射管304移动。螺杆309在运动过程中逐渐于电机固定盘306和浆体导流管303间的孔洞伸出，压力传感器模组305于孔洞中。

优选的，升降电机307可以根据压力传感器模组305的情况自动调整上升速度，以减轻人工劳动强度。

优选的，水泥砂浆泵体2可以根据压力传感器模组305的情况自动调节泵送压力，以保障填充密实度。

优选的，所述压力传感器模组305位于浆体喷射管304下端上100mm，以保证填充用预制件与孔洞壁之间水泥砂浆灌注充盈。

优选的，浆体导流管303的中间位置预留有孔洞，保障螺杆正常运作。

优选的，升降电机307所连接的电源线布设于电路导管中，电路导管与整个泵体连接管301、导管302和浆体导流管303一体连接，使得电路导管的另一端连接发电机组，以保障升降电机正常运作。

优选的，地面支座311与地面相接触一侧采用防滑材料，以保障灌注装置在作业过程中可以稳定的固定于孔洞位置处。

参考图5，所述预制件模板6包括模板侧壁601与端部固定片603。所述模板侧壁601为圆柱体模板，用于预制件成型，其可拆开一分为二，通过侧向密封条605与侧向密封螺栓604紧固，中部设置开模把手602，内设模板内塑形条607。所述端部固定片603用于端部密封，通过端部密封螺栓606紧固。所述侧向密封条605用于两侧的模板侧壁601密封连接。所述侧向密封螺栓604用于两模板侧壁601紧密连接。所述端部密封螺栓606用于端部固定片603与模板侧壁601紧密连接。所述开模把手602用于打开两侧的模板侧壁601时使用。所述模板内塑形条607在预制件侧面形成半圆形凹槽，契合浆体喷射管104形状，便于浆体喷射管104插入与向上提升。

优选的，所述模板内塑形条607的形状尺寸为半圆形且大于浆体喷射管304的外径3mm，以保障所制成的预制体在浆体喷射管下放和上拔时顺畅。

优选的，所述预制件模板6的横截面内直径为145mm及95mm，长度包含200mm、400mm、600mm三种型号，以保障不同使用工况下的孔洞深。

优选的，所述进料筛筛孔尺寸应不大于2mm，以保障筛余水泥砂浆的使用性能。

优选的，所述灌注装置将接近孔洞深度的预制件封堵固定完成后，使用冷拌沥青料填补剩余孔体积孔洞，所选取预制件尺寸应适当，填补冷拌沥青料厚度不超过100mm，以保证路面结构承载性能与行车舒适性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。