[發明專利]鋪設系統及方法

有效

• 申請號: 200810178782.2
• 申請日: 2008-12-01
• 公開（公告）號: CN101446059A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: K·C·格利;D·R·波茨;P·T·柯科蘭;T·L·拉斯穆森
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: E01C19/48
• 分類號: E01C19/48;G05B19/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳 鵬;牛曉玲

技術領域

本發明一般地涉及用于鋪設的系統和方法，更具體地涉及在鋪設期間 對鋪設材料的溫度數據進行評價以用于控制和/或記錄鋪設系統的操作和 性能。

背景技術

通常的用于鋪設一工作區域(如停車場或道路)的系統可包括多個不 同的機械。供給機械(如拖運卡車)可用于傳送分布和壓實在工作表面上 的鋪設材料。可由拖運卡車或材料運輸車輛直接為鋪設機械進行供給。鋪 設機械通常分配鋪設材料并以安裝在鋪設機械后端的平板對鋪設材料的 “罩面(面層，mat)”進行初步壓實。在很多系統中，在本領域中已知 為壓碎錕子(breakdown?roller)的壓實機械較為接近地跟隨在鋪設機械后 面。在某些系統中，另一個已知為中間錕子的壓實機械通常跟隨壓碎錕子， 最后的精整錕子可跟隨中間錕子。各種不同的因素(如操作者對各種機械 的經驗、環境條件和鋪設材料在鋪設過程的不同階段的溫度)可影響鋪設 工作的效率和成功性。在最優的溫度條件下操作鋪設材料已被公認為是很 重要的，但迄今為止都難以在不通過支持人員手動測量的情況下確保和檢 驗此溫度條件。

在瀝青制備裝置中得到的鋪設材料通常處于較高的溫度。部分地根據 供給機械需要行駛以達到工作場地的距離、交通、環境溫度等，瀝青在傳 送前即在一定程度上冷卻。鋪設機械和壓實機的行進也可能變化，如果鋪 設減慢則拖運卡車可能需要等待以將鋪設材料卸下。不同的系統中向鋪設 機械傳送鋪設材料的方式也可不同，例如經由材料運輸車輛或“MTV”與 從拖運卡車直接傳送。由于影響鋪設過程中各種不同事件的定時的變量， 鋪設材料在最終達到鋪設機械時的溫度至少在某種程度上是不可預測的。 一旦被傳送到鋪設機械中，鋪設材料在被分配到工作表面上之前常常會進 一步冷卻。進入鋪設機械內后的冷卻程度可根據鋪設材料在傳送時的溫度、 環境因素、鋪設機械的適當的或不適當的操作等而改變。在某些情況下， 鋪設材料可在鋪設機械內分離，因此機械中可能存在材料的較冷和較熱的 塊，導致被分配到工作表面上之后的鋪設材料中存在意料不到的溫度梯度。 當鋪設材料最終被鋪設機械排出并分配、由其平板處理并可供各種壓實機 械壓實時，該鋪設材料的溫度可與預期的溫度顯著地不同，并且甚至由于 非計劃的分離或混合不良而在各鋪設區域中分布不均勻。如上文暗指的， 能夠在某種條件下(如最優溫度)操作鋪設材料通常是極為重要的。

例如，取決于鋪設材料的特別混合物，可能具有現有技術中已知為“不 穩定區(敏感區，tender?zone)”的溫度范圍，在該溫度范圍中試圖壓實 幾乎不可能成功。鋪設材料當處于不穩定區中時傾向于推擠而在壓實鼓的 前面可能有一“波紋”。在鋪設領域公知的是成功的壓實可發生在鋪設材 料的溫度高于不穩定區或低于不穩定區，而不是在不穩定區內的情況下。 理想地，上文所述的壓碎錕子足夠接近地跟隨鋪設機械從而在鋪設材料冷 卻到不穩定區之前壓實該鋪設材料。中間錕子通常足夠遠地跟隨在壓碎錕 子后面，使得鋪設材料在中間錕子達到鋪設材料特別的一段時已冷卻到低 于不穩定區。通常希望在鋪設材料冷卻到使其變得過于硬之前采用精整錕 子。

對于大多數鋪設系統，在各鋪設動作(如鋪設與壓實)之間至少存在 大致的理論上的相對定時，希望這可以導致最優的鋪設質量。一段時間以 來，工程師們已認識到鋪設材料的成分、環境條件、機械速度和間隔以及 其它變量會使得在特定時刻預測鋪設材料的溫度很有挑戰性。盡管可使用 手動測量或估計時間、空氣溫度、瀝青溫度、風速、濕度、云量以及其它 因素來做決定，但機械操作者和鋪設場地的管理人員在控制操作時仍然很 大程度上依賴于經驗和猜測。

除了首先應對成功鋪設的挑戰之外，很多管轄機構現在要求在鋪設操 作期間記錄與鋪設材料的溫度和機械活動相關的數據。在鋪設場地對這種 操作的記錄允許鋪設承包商證實鋪設是按照規格進行的，并通常涉及到合 同審定、獎金以及建設的預測和取證方面。迄今為止，這種數據記錄的標 準程序理論上依賴于在對特定區域進行操作時對鋪設材料溫度的手動觀察 和記錄。