水泥砼路面曲线拉槽机随动刀架刀具设计(编辑修改稿)

水泥砼路面曲线拉槽机随动刀架刀具设计(编辑修改稿)内容摘要：

故死亡人数均在万人以上，居世界第一，并频频被国外媒体所报道。 鉴于这种情况，在 2020年 ~2020 年，国家加大对交通运输的投资力度，并推出一系列 交通安全的管制措施，建立了更为广泛的道路网络，以减缓由于交通量骤然增大引发的交通事故，尤其是对高速公路超限超载治理有所成效，使得交通事故发生率较前几年有所下降。 大量交通事故的调查分析表明，引发交通事故的原因是多方面的，但主要可分为人、车、路和环境四个方面的综合作用。 这四种因素中，人、车和环境因素是随机出现，不易短期得到解决，只能通过长期普及交通安全知识等手段来加以限制。 然而，在道路因素上，却可通过改善道路使用性能，降低交通事故发生率。 在道路的使用性能中，引发交通事故发生的主要因素是路表抗滑性能不足。 研究资料表明伙湿路面事故 (雨天事故 )的严重性与路面的抗滑能力密切相关。 因此，路面在使用过程中保持一定的抗滑性能，对减少因滑溜而产生的事故是十分重要的。 分析抗滑力对交通事故的影响主要路面表面特性，以及道路的最不利状态一表面积水对抗滑性的影响有关。 水的润滑作用降低了粗糙表面的摩擦系数，当水膜达到一定的厚度时，高速滚动的轮胎和水膜之间会由于真空吸力而产生一种悬浮力，使得轮胎脱离与面层材料的接触状态，如同在水垫上行驶一般。 此时，制动和转向操作几乎失灵，极容易诱发交通事故。 速度 / km h1 图 刻槽路 面路龄 1~4 年路面路龄与摩擦系数下降率关系 下降率 % 4 图 刻槽路面路龄 7~10 年路面路龄与摩擦系数下降率关系 上图中的下降率为动态摩擦系数值 (DF)从速度 20km/h增加到 80km/h时下降的百分率。 从图中可以看出，刻槽 1~4 年后，路面的 DF 值年均下降率随速度增加迅速降低，既高速行驶受路龄影响更大。 这是因为在路面使用初期，车辆首先磨损粗构造，而粗构造对高速行车的影响大于低速行车。 7~10 年后，刻槽路表的 DF 值年均下降率也随速度增加而降低。 这是因为，随着 使用年限增加，细观构造和宏观构造都处于一个稳定的磨耗状态，故摩擦系数变化较平稳。 由上述分析可知，路面抗滑性能随着车轮对路面的磨损作用而呈现逐渐降低的趋势。 当磨损到一定时间后，路面的抗滑性会降低到一种无法满足安全行驶的要求，将会使行驶车辆转向不灵，制动距离加大，极易引发交通事故。 因此，应采取措施，避免水泥混凝土路表构造衰减过快，则问题又演变成采用何种方法评价不同技术措施的改善效果。 所以，对水泥混凝土路表拉槽防滑进行研究，是有重要的工程意义和社会意义。 截止目前，通过对国内外研究资料的调查发现，涉及水泥混凝土路 面抗滑性能衰减规律的相关研究较少，而沥青混凝土路面在抗滑衰减规律研究方面内容较多。 国内外研究机构对于路面抗滑构造衰减规律的研究方法主要有两种 :一是现场调查统计法，二是室内模拟法，两种方法各有优劣。 现场调查统计法是通过对试验路段 (含环道试验 )或路网抗滑性能指标进行长期、连续地观测，来获得路面抗滑性能衰减的一般性规律。 这种方法出现较早，最初可能来自于路段 (网 )抗滑性能的定期检测，以及相关路段的事故率统计。 研究人员在对数据分析的过程中发现，路面的使用寿命不同，其发生交通事故的概率水平也不相同，抗滑性能检测数据具 有不同的分布水平 :通过分析连续数年累计的路面抗滑性能检测资料，在一定程度上，可以获知路面抗滑性能的变化规律，并且可以为养护决策服务提供参考。 后来，由于路网调查路面管理系统数据库日益完善，为抗滑性能衰减研究提供了便利。 抗滑性能衰减方面的研究，以英国运输和道路研究所速度 / km h1 下降率/ % 5 (TRRL)的研究起步最早，并且最具有代表性。 在利用自制设备连续多年的抗滑性能检测的基础上， TRRL 早在 1973 年就以国家道路网抗滑标准指南 LR51o 的形式，按照路段的抗滑困睡情况，根据由难至易的次序规定了 4 种不同路段的抗滑标准建议值；英国运输部 1976 年公布的技术备忘录 H16/76 中，又根据公路设计类型、交通流量的不同，对新建公路的骨料性质和构造深度提出了要求 :考虑到一年当中抗滑性能的变化高达 25%，因此 TRRL 采用夏季平均 SCRIM 系数法 (即 MASSC 法，在限定的试验季节 5~9 月份获得至三个 SCRIM 系数平均值 )作为不同季节路面抗滑能力比较的基础。 目前，国外对水泥路面的抗滑衰减规律研究主要是以现场调查统计法为主，如美国华盛顿州交通部 (WSDOT)，在 1998 年 8 月对该区十三段道路进行路面磨损、轮迹带和表面构造关系进行了评价。 这十三段道路均在 1995 年 9 月开通使用，且都满足1994 年 WSDOT 标准规范要求 (规范要求槽深大约 英尺 =，槽间距 英寸=)，按抗折强度分为三种 :抗折强度 550psi，水灰比 :；抗折强度 650psi，水灰比 :；抗折强度 900psi，水灰比：。 经实际监测发现，在 1998 年 ~2020 年间，抗折强度为 900Psi 的混凝土路面在经过 3 个冬季后，车轮磨损程度很小，而抗折强度为 550psi 和 650psi 的混凝土路面的表面纹理已经开始出现一定程度的破损。 我国在公路发展前期对路 面抗滑能力研究的重点，主要是集中在抗滑石料的选择、混合料的配合比设计以及施工环节监控，而在路面使用状态下抗滑性能的衰减方面进行的研究工作相对较少，主要原因是衰减历时较长、实际行车条件难以准确模拟、试验方式及结果的差异性等。 交通部路面石料抗滑性能研究攻关组在进行路面抗滑标准的研究时，采用与路面同种材料、同种工艺制成的规格为 220xll0x25mm 的路面试块，并埋设于行车道上，每季度测定一次试块的摆值，观察其抗滑性能的衰变。 经观测发现，在路面使用初期，摩擦系数下降很快，在 1 年左右时间达到稳定状态，之后下降缓慢。 因此，仅以路面竣工时验收的摩擦系数表征路面抗滑性能不合理。 因为，即使是最差的石灰岩，这时也能达到要求，但其在通车后，会快速被磨损，造成抗滑性能急剧降低。 课题研究的意义 为提供足够的行车附着力，新铺筑的水泥混凝土路面需要进行糙化，方法有拉毛、拉槽等。 拉毛是在水泥混凝土路面刚刚铺筑完毕时，用粗糙的织物在表面拖出粗糙纹理，达到防滑目的；但 在我国 更常见的是拉制防滑槽，就是用专用工具在刚铺筑完的未完全凝结的 水泥混凝土路面上刻划出 2～ 3mm 深、 5～ 10mm 宽、均匀分布的浅槽。 拉槽方向通常有垂直于道路方向（横 向拉槽）和平行于道路方向（纵向拉槽）两种， 6 分别在道路纵向和横向提供较大的摩擦力，而以垂直于道路方向的拉槽即横拉槽较常见。 拉槽方法一般是以类似多齿耙子的工具进行手工拉槽，全凭操作人员感觉控制拉槽质量，不仅效率低，而且工艺和质量不稳定；实际工作中迫切需要采用机械拉槽。 1998 年长江特大洪水后，为贯彻党中央、国务院灾后重建工作要 “ 运用先进技术，坚持质量第一 ” 的指示精神，长江水利委员会综合勘测局研制了 LC2 型全自动监控式拉槽机。 该机为机电、液压、电脑监控一体化设计，在工程中得到广泛应用。 本机具有成槽连续、不分叉 、槽形规则完整、成槽效率高、结构紧凑、操作简单、自动化程度高、使用方便等特点；具有电脑监控、调整、显示和打印等功能，全机为自动化控制。 该机结构示意图如下： 图 13 LC2 型全自动监控式拉槽机机头结构示意图 据了解，关于非直线拉槽的研究很少。 国外有采用圆筒形刀具在经过长期使用已经磨光的水泥砼路面上磨制圆环防滑槽的试验，由于效率低 、 刀具耗损大，难以大面积使用。 1998 年，黑龙江省交通科学研究所研制出在水泥砼路面铺筑过程中能够压制折线形防滑槽的辊子，并 在哈同公路方正支线铺筑了 试验路；但压槽辊加工复杂，费用昂贵，而且难以适应路面起伏，同时仍然是手工操作。 设计的主要内容与意义 本设计的主要内容是设计一种能够在新铺筑的水泥混凝土路面上拉制折线形状防滑槽的拉槽机械的关键部件 —— 刀架和刀具，在实际路面有微小起伏的情况下仍然能够拉制出需要的防滑槽，而且能够实现预定的曲线槽型。 与常用的横拉槽相比，折线形状的拉槽能够产生多向防滑性能，在车辆转弯或行驶意外失控时，能够提供更大的侧向防滑力。 折线防滑槽由于线形复杂，相邻作业面间槽形需要匹配，单纯手工操作难以实现 ；采用机械拉槽既能减轻劳动强度，提高劳动效率，又能可靠地实现复杂槽型，提高拉槽质量，是水泥混凝土路面防滑槽作业的发展趋势，但在技术上有一定难度。 进给油缸 电机 减速器 进给滑架 机身 刀架 刀头架 滑块 连杆 偏心盘 7 第 2 章 水泥混凝土路面特点分析和施工工艺概述 根据我国的资源环境，因地制宜、积极推广和发展水泥混凝土路面，有利于合理利用我国的水泥资源，带动相关行业发展，同时，可降低对进口沥青资源的依赖， 提高国家在公路建设中投入资金的使用率。 水泥混凝土路面概念 水泥混凝土路面包括素混凝土、钢筋混凝土、纤维混凝土和混凝土小块铺砌等面层板和基层所组成的路面。 目前采用最广泛 的就是素混凝土路面，简称混凝土路面，即除接缝区和局部范围边缘和角隅外不能配筋的混凝土路面。 在我国，水泥混凝土路面主要有以下几种。 常规混凝土路面 我国于 20 世纪 80 年代末从国外引进，而且抗冲击、抗冻、抗裂等性能也大大提高，有利于延长路面使用寿命、减小路面截面厚度。 碾压混凝土路面 我国于 20 世纪 80 年代末从国外引进，收效较大，目前主要用于低速和重荷载道路、重型汽车停放场等的铺筑。 钢纤维混凝土路面 钢纤维能提高路面强度和韧性，而且抗冲击、抗冻、抗裂等性能也大大提高，有利于延长路面使用寿命、减小路面截面厚度。 接缝钢筋混凝土路面 该种路面的横向接缝的间距较常规混凝土路面大，可大大减少接缝数量，但造价较高。 水泥混凝土路面结构特征 水泥混凝土路面具有良好的使用特性，具体说明如下：水泥混凝土具有较高的抗压、抗弯、抗拉和抗磨等力学强度。 混凝土路面的抗弯强度达 ～ ，抗压力强度达 30MPa～ 40MPa，具有较高的承载力和扩散荷载能力。 稳定性好 水泥混凝土路面的水稳定性好、热稳定性好，特别是其强度能随时间而增长，因而，水泥混凝土 路面用于气倏条件急剧变化地区时，不易出现沥青路面的某些稳定性不足的损坏。 8 耐久性好 由于水泥混凝土路面的强度和稳定性好，无需很多的养护和维修，使用耐久。 抗侵蚀能力强 水泥混凝土对油和大多化学物质不敏感，具有较强的抗侵蚀能力。 养护费用少 在正常设计和施工养护的条件小，水泥混凝土路面的养护工作量和养护费用仅约为沥青路面的 1/3～ 1/4。 当然，水泥混凝土路面也存在一些不足之处，具体说明如下：①筑初期投资大； ② 水泥和水的用量大； ③ 水泥混凝土路面接缝是水泥混凝土路面的薄弱点，一方面 增加了施工的复杂性，另一方面在施工和养护不当时易于导致错台和断裂等操作的出现，影响路面平整度； ④ 修筑时养生时间长（ 14～ 21 天）；⑤修补困难。 水泥混凝土路面的不足之处需要通过良好的施工工艺、合理的管理措施以及高效的资金利用率来逐步解决， 而其具有的显著特点，能适应现代汽车运输载重量大、速度高且密度大的要求，决定了水泥混凝土路面具有良好的应用前景。 水泥混凝土路面的施工工艺 水泥混凝土路面施工工序为：施工前期准备→安装模板或轨模→筑作接缝和安装钢筋→制备和运送水泥混凝土→水泥混凝土的摊铺与捣实→水泥混 凝土层的修整与光面→拉毛防滑槽→拆模与养生→添缝与开通。 完成上述工序，应视机械化强度、机械的类型和施工方法来决定。 传统的水泥混凝土路面施工方法 为减少大型设备的购置，传统的水泥混凝土路面施工均在不同程度上采用了人工和机械施工相结合的施工工艺，比如水泥混凝土的拌和、运输借助机械工具完成，而摊铺、振捣、压入杆件、切缝、整平和拉毛等工序全部由人工完成。 为提高施工效率，保证施工质量，结合工程实践经验，又出现了“ 4222”法，即在人工进行水泥混凝土路面浇筑过程中，根据现有机具的使用性能，如何能使混凝土路面的 平整度、密实度、强度都能达到设计要求的各种机具的最佳组合方式，即 4 根插入式振动棒、 2 块平板振动器、 2 根振动梁、 2 根提浆滚筒、 2 把刮尺，取得了一定的效果，但传统的施工方法越来越难于适应我国水泥混凝土路面里程增长的需要，近几年，一些现代化的施工方法不断从国外引进，得到推广应用。 水泥混凝土路面滑模施工 水泥混凝土路面滑模施工以滑模摊铺机为核心，是国际上建设高质量水泥混凝土路面的现代化机械施工技术，适用于新建、加铺水泥混凝土路面、连续桥面，尤其是 9 新建高等级路面，一级路、高速路等的连续施工， 可同时完成 2～ 3 车道路面及道牙施工， 最佳摊铺速度为 1m/min～ 2m/min。 水泥混凝土路面滑模施工工艺流程为： 混凝土搅拌→混凝土运输→混凝土布料→滑模摊铺→抗滑构造制作→后置缝制作→路面养护。 滑模摊铺机行走在平整稳定的基层上，布料机铺料松铺系数应根据具体的坍落度选择。 为保证路面的平整度，一般摊铺机都设置有超铺角，带超铺角的摊铺机超高按坍落度的 1/4 设置超铺高度， 但不宜超过 8mm。 路面纵缝拉杆靠滑模摊铺机配备的拉杆插入装置自动插入；横向施工缝、胀缝的传力杆一般采用带固定支架的传力杆预先固定。 抗滑。