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1、开题报告1 选题目的的理论价值和现实意义中国高速公路通车里程居世界第二，仅次于美国。在已通车的高速公路中，刚性和半刚性沥青基层沥青路面约占80%，与国外沥青路面相比较，中国沥青路面整体质量不高，绝大多数沥青路面在交付使用23年后就出现路面的早期破坏，严重影响道路的使用率和通过率，同时带来巨大的经济损失1。早期破坏形式为：厚度不准、平整度差、离析、裂纹、拉沟等，离析尤为普遍。离析曾是摊铺机大宽度摊铺很难解决的问题。用摊铺机摊铺路面产生物料离析有四种情况2：（1）横向离析（2）竖向离析（3）纵向带状离析（4）窝状离析摊铺机的使用产生离析的原因：（1）摊铺宽度大，螺旋分料器运送过程过长，混合料温度下
2、降严重，两边和中间的温度不一致造成温度离析。（2）摊铺机螺旋分料器转速太高，造成其起停的加减速度也大，从而产生不平稳输送，加之各螺旋轴之间的同轴度误差而产生的振动，造成粗骨料集于铺层表面而形成离析，且摊铺宽度越宽，离析越严重。（3）摊铺机操作手操作不当如摊铺速度不均匀，受料斗两侧粗骨料堆积过多，受料斗侧壁翻转频繁也会造成混合料的离析。（4）摊铺机自身设计缺陷如发动机功率小，不能连续均匀输送物料，料槽尺寸、螺旋支撑设计不合理造成输料阻滞而产生离析3。由以上原因可知产生离析主要在于螺旋分料器，要解决这一难题就要在螺旋分料器的设计上下功夫。鉴于此，提高路面摊铺的质量解决路面早期破坏将刻不容缓，其中摊
3、铺机“螺旋分料器”设计优良好坏将直接影响路面铺筑状况。2.本课题在国内外的研究状况及发展趋势早在上世纪30年代，美国BLAW-LNOX，BABER-GREENE公司就已生产出了早期的专用摊铺机，用于当时道路的铺筑，到目前已有70多年的发展历史。随着世界整体工业技术水平和相关技术设备的不断发展和提高，摊铺机也发展成为具有多种功能结构形式的系列装备，在修筑公路中起着至关重要的作用。美国，欧洲和日本等工业发达国家和地区，均有多家摊铺机专业制造厂商与相应的开发研制机构，随着市场需要和科技进步而不断地开发一代又一代的新产品。例如，从1931年就生产制造的美国BLAW-KNOX公司，目前已开发研制出了摊铺
4、宽度为2.5m12.5m的全系列轮胎式或履带式摊铺机，共有20多个荣获了22项专利技术，生产能力达到20000台套，覆盖了55%以上的美国市场何70%以上的英国市场，是目前最大和品种齐全的摊铺机生产厂商。此外，德国的ABG、VO、GELE、DEMAG、DYNAPAC等厂家生产制造的系列摊铺机产品均系市场上的优良产品，其中从80年代开始开发研究的高密度摊铺机具有多种机型，预压密度要比标准摊铺机提高5%7%，有效地提高了摊铺机的质量和生产效率，减少了对摊铺层材料的施压遍数，尤其是对于摊铺需要快速成型的碾压混凝土材料以及各种基层，低层稳定材料效果良好，受到了施工单位的欢迎和好评。我国在五六十年代，修
5、筑沥青路面采用的大部分是二级以下的公路标准。由于当时各方面条件的限制，沥青面层多采用层铺发施工，即先用沥青撒布机在已修筑好的路基上喷洒沥青，在用人工或机械均匀地撒布石料，最后用压路机压实。当时也曾从日本等国进口过少量的摊铺机，但也仅用于少数城市的个别路段施工。七十年代初期，交通部公路科学研究所与交通部西安筑路机械厂共同开发研制了我国第一台摊铺宽度为4.5m的LT6型轮胎式沥青混合料摊铺机。迄今为止该机已成为我国累计生产量和年生产量最多的摊铺机品种。累计共生产了1000多台套，年生产量已达到可120150 台套。近年来，西安筑路机械厂在引进制造技术和生产了LT6型摊铺机的基础，又先后开发出了LT
6、5，LTY4500以及LTV4型摊铺机。从1978年我国实行改革开放以后，随着高等级公路建设迅速发展，开始逐步进口使用于高等级公路路面摊铺机作业的高级摊铺机，据粗略估计到1995年底已累计进口4000多台套这类摊铺机，在进口的高级摊铺机中，大多数是德国的ABG和VOGELE，DYNAPAC(制造厂在德国)，美国BLAW-KNOX，BARBER-GREENE，意大利MARINI以及日本NIIGATA等公司的产品。目前，进口的摊铺机多为摊铺宽度为9m以上的高密实度摊铺机产品。通过多种形式的技术交流和多种进口摊铺机的使用经验的积累，使国内逐步了解了高等级摊铺机的先进技术和结构形式。为了尽快的掌握和赶
7、上世界先进技术水平，交通部西安筑路机械厂与交通部公路科学研究所合作与1987年引进另外德国DYNAPAC-HOSE公司的摊铺机制造技术。经过消化，吸收的国产化工作，分别研制出了，摊铺宽度为8m的LT89(轮式)和GT-LY750(履带式)高级摊铺机，目前已形成了批量生产的能力，国产化率达80%以上4。九十年代初期，徐州工程机械厂和陕西建设机械厂先后从德国VOGELE公司与ABG公司引进了多种型号的沥青混合料摊铺机的制造技术，目前已不同程度的形成了批量生产能力。通过引进多家的摊铺机制造技术，一方面我国具备了批量生产制造高等级摊铺机的能力，更重要的是，使我国的整体技术水平上了一个台阶，向世界先进水
8、平跨进了一大步。但同时也应该清楚的认识到，由于我国整体工业水平仍与发达国家产品存在一定的差距，尤其是在可靠性，使用寿命等方面还有待于不断地改善与提高，还需要做大量的工作。螺旋分料器也被称为螺旋布料器，处于刮板输送器末端和熨平板之间，一般都配置在机架后壁下方，可作垂直方向高低位置调整，以便根据不同摊铺厚度提供均匀的料流。它的作用是将刮板输送来的混合料分别送到熨平板的前端。螺旋分料器一般分成左右两根，各自独立驱动，螺旋方向相反，旋转方向相同，这样可以将刮板输送器送来的料横向铺开5。为解决离析难题，20世纪初几种抗离析摊铺机相继问世，螺旋分料器结构设计日趋成熟。其发展趋势是，经过对摊铺机螺旋分料器的
9、工作参数及结构不断优化改进来减少或者消除离析。 3 研究重点摊铺机产生离析的主要环节在螺旋分料过程，在作业中功率消耗最大的环节也在螺旋分析过程（约为整机的50%60%）。摊铺机在设计过程中，主要考虑功率因素，使螺旋分料器中的物料表面位于螺旋直径的1/2-2/3处。按照这种情况，当用于大宽度、大厚度摊铺时，由于输料量加大，而螺旋只有位于物料内部的部分才有输料能力，因此为满足作业要求，只能将转速提高。这样，高速旋转且暴露在空中的螺旋分料器顶端就会向物料层上部的空间抛送物料，这是分料过程中形成离析的主要原因6。通过在施工现场的观察，可以十分清楚地看到这一点。所以通过对产生各种离析的原因分析我们的研究
10、重点是：螺旋分料器的转速、功率、分料方式、螺旋参数（螺距、叶片、螺旋轴）的匹配等。4 参考文献 1 赵文声,范进昌,曾利文. 沥青摊铺机螺旋分料离析产生机理及解决措施运用研究J. 中国公路学会2005年学术年会论文集（上） , 2005 ， 185-191.2 吴永平，姚怀新.工程机械设计M. 北京：人民交通出版社，2005.6.3 冯忠绪.工程机械理论M. 北京：人民交通出版社，2004.1.4 田流.现代高等级路面机械M. 北京：人民交通出版社，2003.Brock，5 郭小宏，曹源文，阎佐庭.公路工程机械化施工与管理M. 北京：人民交通出版社，2005.6. 6 朱奇，李自光.摊铺机螺旋
11、分料器的改进及应用J. 工程机械，2007，38， 40-43.7 殷岳川.公路沥青路面施工M. 北京：人民交通出版社，2000.8 何挺继.筑路机械手册S. 北京：人民交通出版社，1998.5.9 JDonSegregation of Asphaltic MixturesJProceedings of the Association of Asphalt Paving Technologists，Vo155198610 周萼秋.现代工程机械M. 北京：人民交通出版社，1997.2.11 M.Stroup-Cardiner, etc. NCHRPR export 441 Segregation in Hot-Mix Asphalt Pavements J, 2000, Transportation Research Board, National Research Council, U.S.5 指导教师意见 指导教师： 6 学院毕业设计（论文）指导小组意见 负责人：
