世界交通运输大会 || 姚怀新教授专题报告

姚怀新教授《发挥道路材料极致性能的设备要求》报告视频

        2019世界交通运输大会，姚怀新教授在国家会议中心211会议厅作了题为《发挥道路材料极致性能的设备要求》的专题报告。

        高速公路施工，从路面结构设计、材料设计与选用、施工质量管理、施工工艺、车辆超载限制等方面采取大量措施，以提高公路使用寿命，然而仍产生坑洞、车辙、剥离等早期损坏现象。

        研究表明：摊铺离析是路面早期损坏的关键因素之一。

        这一问题，多年来未引起相关部门重视，认为进口摊铺机不存在问题，使这一问题一直未能很好解决。

        1、从搅拌站卸料到摊铺前产生的离析

        2、传统摊铺机的摊铺离析

        世界上流行的摊铺机基本原理形成于半世纪前，当时路面材料结构简单、负荷小、铺层薄、摊铺机只是将搅拌好的混合料摊铺于路面，只要平整度保证即可，未考虑摊铺机前道工序产生各种离析和摊铺中自身产生的离析。

         3、传统摊铺机的工作原理与缺陷

        传统摊铺机指按传统设计理念设计的无二次搅拌只是布料摊铺的摊铺机，包括新生产的摊铺机

        传统摊铺机输料布料器工作原理示意图

        工作原理：1.开放式料仓自由布料，大料从卸料口滚落离析。

                         2.物料非满埋螺旋，无上下对流搅拌，只有输料布料的横向运动。

                        3.输料截面小，为满足需要螺旋高速旋转，产生抛扬筛分的布料离析。

                        4.螺旋为布料功能，除产生离析外，预密实度低，摊铺平整度差。

                        5.不可单机大宽幅、大厚度摊铺。

                        6.双机并铺和分层摊铺的施工规范就是针对此类摊铺机制定的。

        原因：以节省功率为目标，放低了作业质量要求，将摊铺机此类作业质量优先要求的设备等同于一般追求作业效率和节省功率的通用设备。

        结果：牺牲摊铺质量，应对施工需要。

料位时高时低，螺旋转动时快时慢状态下，结构层初密实度很难保持一致

        1.核心原理

        在熨平板前的摊铺终端进行二次搅拌，将前道工序产生的所有离析进行重新拌和，自身不产生

        现代抗离析摊铺机全封闭料槽、物料满埋螺旋、二次搅拌挤压输料原理

        工作原理：1.料仓要封闭，螺旋搅拌器在封闭空间强制挤压搅拌，改善前道工序离析，自身不生产离析。

                        2.搅拌器的搅拌空间必须充满物料，已拌物料与未拌物料形成上下对流，物料的运动为下部横向运动+上下部对流运动的复合运动。

                        3.输料断面大，螺旋只要低速转动即可满足输料量需要，只是形成低速搅拌作用，不会产生高速筛分的离析作用。

                        4.螺旋在封闭空间的挤压搅拌提高了预密实度，使大厚度摊铺成为可能。

                        5.二次搅拌原理，使大宽幅摊铺成为可能。

        必要结构一：需要大功率、大扭矩的螺旋驱动装置，同等摊铺宽度下功率增大一倍以上。

        必要结构二：需要快速卸料，减少卸料离析的伸缩料斗。

        1.超大容量的主料斗和伸缩辅助料斗的衔接配合，形成了可变容积的卸料空间（长度和宽度），料车一次举升倾翻角度到位，保证了料车内物料整体顺料车厢底下滑，卸料顺畅，避免了多次举升大料滚落、举升不及时供料不足等造成的滚落离析、摊铺密实均匀度离析。

        2.主料斗容积10m³，伸缩辅助料斗容积2m³，变容积的双料斗装置，使料斗储料充足，实现了物料转运的部分功能，保证满埋螺旋的供料需求，解决了快速、连续、顺畅卸料难题，提高了摊铺密实均匀度、平整度、效率。

        3.伸缩辅助料斗的前推，改变了卸料位置，解决了料斗尾料卸料不畅的难题，缩短了料车卸料时间，保证了施工连续作业。料车尾料卸料快捷干净，避免了尾料倒在待铺路面上，产生“结核”的质量隐患。避免了尾料倒在待铺路面上，产生摊铺阻力变化而造成行进方向跑偏（摊铺摇摆），熨平板两侧预密实度不均，影响压实后的平整度。

        4.伸缩辅助料多的倾翻收料功能，防止料车交替间歇时刮板刮空，保证连续摊铺。同时收缩倾翻料斗前部物料清空，保证料车举升时下部不垫料。

        5.伸缩料斗的前推，增大了接料空间，避免物料从料斗前部散落，减少辅助作业，降低劳动强度。

        6.液压伸缩推辊，减缓料车冲击，提高平整度。

        7.大容量的料斗，热容量达，缓解了温度离析的程度。

        必要结构三：需要螺旋多级折叠式防离析伸缩熨平装置适应各种工况。

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