一种透水混凝土装饰铺石机

技术领域

本发明涉及一种铺路设备，具体地说，是涉及一种针对透水混凝土装饰用的弹石和造景夜光石等的铺路设备。

背景技术

为解决我国城市建设中常见的“逢雨必涝，遇涝则瘫”的工程难题，自2013年12月以来，国家在城镇化建设上提出要建设对雨水“自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。目前，我国已在30几个城市开展海绵城市建设。而在海绵城市建设中，透水路面的铺装又是海绵城市建设至关重要的一环。

随着透水路面铺装技术的日益成熟，我国绝大多数城市建设均离不开透水路面的设计与施工。但透水混凝土路面颜色单一，机械化程度低，特别是路面装饰造型，仍然以支模浇筑改变透水混凝土颜色或在透水混凝土上表面手工绘制为主。

问题之一就是：为装饰而改变透水混凝土面层，需要改变透水混凝土的颜色。而常见的改变颜色的方法，即在搅拌机中掺杂不同的颜料，这需要一定的搅拌量。同时，掺加的颜料在搅拌机中清洗困难。这加大了清洗的难度和造成了施工进度拖慢等不良影响。问题之二就是：手绘透水路面的面层，对施工人员要求较高。而就路面施工效果而言，尺规清晰的图案，更能满足透水路面外观装饰效果的要求。夜光石是道路铺设中用于装饰的一种石子，目前道路铺设中夜光石的铺设主要以人工放置为主。在透水混凝土施工中放置起来耗费时间长，难度较大，费时费力。这就需要研制具有外观装饰铺石效果的施工机械，满足在如今大量铺设透水路面过程中，人们日益增长的对铺设效果装饰观赏性的要求。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种透水混凝土装饰铺石机，该种铺石机可铺设出不同半径的，圆弧形状的透水混凝土表面装饰花纹，具有施工方便、迅速、图案绘制准确等优于传统手工铺设的优点。

本发明的技术方案是：该种透水混凝土装饰铺石机，包括上车体围护板20以及下部车体，其独特之处在于：

所述铺石机还包括放料桶1、平滑槽3、发射装置、第一马达9、车体中心轴14、下部锥形固定器11、蜗轮18、蜗杆17、第二马达12、变频器13、底车支撑盘24以及上车体转盘26；

其中，放料桶1内经由连有螺旋轨道的单孔隔板21分为两层；放料桶1的出料口下方放置单孔挡板2，单孔挡板2的开孔对应平滑槽3的上端石材入口；；平滑槽3的下端石材出口位于所述发射装置中两个塑性旋转轮5之间的空隙；放料桶1中心固定有车体中心轴14的上端；

所述发射装置包括两个由第一马达9带动旋转的塑性旋转轮5、发射管8以及发射管支架7，两个第一马达9提供大小相同，方向相反的转动驱动；塑性旋转轮5与水平面夹角为30º，以促使装饰石材4经由摩擦，进入发射管8；发射管8经由发射管支架7固定在上车体围护板20上；两个第一马达9与塑性旋转轮5通过转轮连接架6实现与发射管支架7以及上车体围护板20之间的固定连接，以实现所述发射装置和上车体围护板20可一起在车体中心轴14的带动下转动；

下部车体与上车体围护板20分离，下部车体包括4轮小车、车底支架22和车底支撑盘24；车底支架22固定在4轮小车上，底车支撑盘24经由4根底车下支架22固定；

上车体转盘26经4根上车体支架25与单孔挡板2固定连接，上车体转盘26与下车体支撑盘24间有转动轨道，可使得上车体转盘26在在车体中心轴14的带动下在下车体支撑盘24上旋转；

在下部车体的4轮小车内固定下部锥形固定器11、蜗轮18、蜗杆17、第二马达12以及变频器13；车体中心轴14的下端通过螺纹与蜗轮18的上端相连接，下部锥形固定器11固定于蜗轮18的下端，可上下旋转以调整高度；蜗杆17经由第二马达12驱动，第二马达12由变频器13控制，以使得蜗杆17的旋转带动蜗轮18的转动，且带动上部车体围护板及发射装置与放料桶1共同旋转。

优选的，单孔隔板21和单孔挡板2可根据石材的尺寸分别更换为不同孔径的替换部件。

本发明具有如下有益效果：

首先，本透水混凝土装饰铺石机，在机构构型上具有创新性，丰富了透水混凝土装饰施工机具的内容，具有创新意义。

其次，该透水混凝土装饰铺石机拥有机械化铺石的优点，即通过马达转速与发射管尺寸控制装饰石发射距离。使得上部装饰石绘制的花纹整体性更为精准，具备透水路面整体效果上的美观性要求。

再次，发射装置是由两个圆柱形塑性软胶材料构成，其半径选择为30 mm，在马达的带动下，二者逆向旋转，通过摩擦将平滑槽上的装饰石射出。通过对金属、石材、橡胶等多种材料研发试验，选择圆柱形塑性软胶材料，使得发射夜光石等装饰性石材更为有力、准确。

然后，可定位该铺石机下端的锥形固定器，可旋转下调，使得机器固定于下方刚浇筑好的透水混凝土面层中，从而使在旋转铺设装饰石过程中，有相应的稳定性。

最后，采用了辅助足单元，可以用马达带动4 轮小车的移动改变透水路面装饰的位置。也可以推动或者在施工现场立模位置架设轨道，移动本铺路设备。可通过4 个底轮与附加钢制轨道相连，使铺路机行走机构行走平稳。

综上所述，本发明提出的一种新型的透水混凝土装饰石铺设装置，采用了一种新型机器铺设机构，并进行了实验室制备与机具优化，效果良好。目前，还未见有报道涉及透水混凝土此类装饰石铺设装置。本发明创新性的设计了在透水混凝土施工的装饰环节机构中的装饰碎石发射装置，为该领域的研究人员提供了新思路。

以往的透水混凝土装饰施工依靠模具大规模浇注，或在透水路面上表面手绘完成，其施工较复杂，人工费高。本发明结构简单，节约成本，且能够实现足够多样的路面环状花纹的绘制。

附图说明：

图1是本种透水混凝土装饰弹石铺路机主体结构图。

图2 是发射装置细部构造示意图。

图3 是放料桶细部构造示意图。

图4是下部车体支撑构造示意图。

图5是上车体连接构造示意图。

图6是下车体连接构造示意图。

图中1、放料桶；2、单孔挡板；3、平滑槽；4、装饰石材；5、塑性旋转轮；6、转轮连接架；7、发射管支架；8、发射管；9、第一马达；10、车底水平支撑；11、锥形固定器；12、第二马达；13、变频器；14、车体中心轴；15、下部车体；16、车轮；17、蜗杆；18、蜗轮；19、支撑连接螺栓；20、上车体围护板；21、单孔隔板；22、底车下支架；23、底车扶手；24、底车支撑盘； 25、上车体支架；26、上车体转盘。

具体实施方式：

夜光石是道路铺设中用于装饰的一种石子，目前道路铺设中夜光石的铺设主要以人工放置为主。在透水混凝土施工中放置起来耗费时间长，难度较大，费时费力。没有自动的装置，用来在道路铺设中铺设夜光石，以求简单高效的装饰效果。

在透水混凝土施工过程中，其施工次序为：

碎石是透水道路铺设常用的材料。碎石垫层是用于提高基础底面以下地基浅层的承载力，同时起到排水的作用。其施工操作主要以人工为主，而对于透水路面，最常见为碎石拌合的透水混凝土，其主要施工方法有拌和法、灌浆法、层铺法三种，其施工程序都需要人工摊铺碎石。

在透水混凝土路面面层浇筑后，初凝前应立即施工，采用本发明所提出的装饰层，铺设夜光石等装饰性石材于面层上表面。铺摊好后，使用低频的平板振动器轻振并辊压。

覆盖塑料布养护，1 天后洒水，至少养护7 天。最后涂刷透水混凝土罩面剂。

透水混凝土路面与其他施工材料路面相比，透水混凝土孔隙大，可以吸收车辆的噪音，结合丰富美观的装饰性效果路面，更可以创造出安静舒畅的路面环境。透水路面可使得雨后无积水，雪后无结冰、不打滑，可以避免路面积水，防止夜间路面反光，保证了车辆、行人的通行的安全性。利用雨、雪降水，增大地表相对湿度，补充城区日益枯竭的地下水资源，发挥透水性路基的“蓄水池”功能，改善城市地表植物和土壤微生物的生存条件和调整生态平衡。大量的空隙能吸附城市污染物，减少扬尘污染，而且可以调节城市空间的温度和湿度，改善城市热循环，缓解热岛效应，同时又增加了城市可透水、透气面积。

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本种装饰铺石机，机体上方为放料桶1。放料桶详图如图2所示，桶内经由连有螺旋轨道的单孔隔板21，分为两层。根据孔洞不同，挡板可替换，便于装饰石在轨道中下落。放料桶下方为单孔挡板2，挡板可更换为不同孔径。装饰石材4，依次下落至平滑槽3。

发射装置详图如图3所示，平滑槽底部两侧各设有一个塑性旋转轮5，两个塑性旋转轮分别连接马达9，两侧马达提供大小相同，方向相反的转动驱动，并且转轮与水平面夹角为30º，促使装饰石经由摩擦，进入发射管8。两侧马达与转轮通过转轮连接架6与发射管支架7与上车体维护板20相连，并与其一起绕主轴共同转动。发射管8经由发射管支架7固定在上车体维护板20上。

下部车体见图4，下部车体与上部车架分离，下部车体为4轮小车，由车底支架22连同车底支撑盘24，支撑着上部车身。车底支架22固定在下部车体结构上。小车可推行也可固定在浇筑透水混凝土现浇路面上。

车体中心轴14连接上部放料桶1与下部锥形固定器11，车体中心轴14下方设有蜗轮18。下部车体连接固定了蜗杆17，蜗杆17经由马达12驱动与变频器13控制。蜗杆17的旋转带动蜗轮18的转动，且带动上部车体维护及发射机构与放料桶1共同旋转，同时通过变频器控制蜗杆17的转速，以带动中心轴14与上部车体。最终实现装饰石发射轨迹可调控，发射环状装饰石在透水混凝土路面面层。

上下车体连接详图见图5，为保证上下车体各自稳定，底车支撑盘24经由4根底车下支架22固定于底车。上车体转盘26经4根上车体支架25固定于放料桶的桶底单孔挡板2上，上车体转盘26与下车体支撑盘24间设有轨道，可使得上车体转盘26连同中心轴的转动在下车体支撑盘24上旋转，以保证车体旋转稳定。放料桶下方有四个支架，固定在上转盘上，下转盘有四个支架固定在下部车体结构上。上转盘连同上车体随放料桶与中心轴转动，下转盘不动，上下转盘间有转动槽，保证上转盘的自由转动。以上过程需要在透水混凝土初凝前完成，需要配合下一步的振动、压实等透水混凝土面层的施工工序。

具体应用时，由于平滑槽的尽端连接着发射装置，两个马达设在发射装置的两侧，两个塑性软胶材料圆柱体逆向旋转，摩擦射出装饰石。通过下车体马达变频器，可远程操控中心轴转速，呈现不同直径的圆环形状的路面装饰石铺装。

由于所述放料桶为双层结构，上层桶底部设有可调节孔径的单孔隔板，且放料桶随马达转动，便于调控出料量，避免物料一次性涌出堆积在平滑槽上，帮助装饰石有序下落。单孔隔板下层的螺旋轨道设有护壁，确保装饰石依次滑落通过底部挡板。所述挡板与平滑槽接口处有一挡板口，挡板口可以调整大小，与单孔挡板孔径一致。

发射装置的发射距离可通过改变发射筒长短进行控制，最终本装置的发射距离在0至1米范围内可调控。

通过锥形固定器，可上下旋转以调整高度。固定器深入至面层下方初凝前的透水混凝土中，以找到适合的车体高度。

本发明可以令夜光石等装饰石，弹射在新浇筑铺设的透水混凝土路面面层上，其结构牢固，便于移动，为携带、施工带来便利。可单发石子弹射，弹石距离可以通过对变频器的远程控制来实现，并且可以弹射出大小不等的夜光石，弹石口可以进行旋转，使得石子360°旋转，形成不同画面感的透水路面，例如营造出夜间（星空）的既视感。现有透水混凝土装饰技术仍然依靠人工，主要为支模板分颜色浇筑或手工在透水路面最外层绘制。本弹石铺路装饰机，便于移动，给外出携带使用带来便利，而且能够控制铺设量。装饰为环状、星空等透水路面装饰图案，适合有装饰要求的大小透水路面及透水广场使用，绘图准确，节约造价。

旋转发射机构的传动效率较高，能量损耗较少。较手工撒石或手工绘制或现浇等装饰施工方案，具有更佳的美学效果与更好的图案精确度，有很高的实际应用价值。

本发明提出的这种透水混凝土装饰铺石装置，如上所述，仅用以对本申请的技术方案进行了详细介绍，只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。