基于摊铺机布料槽内粒料运动均匀性与充盈稳定性的螺旋布料器结构研究

摘要

沥青混合料离析是造成路面不均匀的主要原因，是降低路面使用性能的顽症。摊铺过程中，混合料在螺旋布料器的输送下，向两端运动的同时还会跟随螺旋轴旋转，导致混合料出现过渡搅拌，从而产生离析现象。沥青混合料最严重的离析出现在摊铺现场，原因是在施工中螺旋布料器结构与螺旋轴转速、摊铺机速度、刮料板速度等不能很好的相互协调匹配。
　　 本论文对当前沥青摊铺机螺旋布料器内沥青混合料运动均匀性和充盈稳定性深入分析的基础上，充分探讨布料器结构对混合料运动的影响，从螺旋布料器摊铺粒料过程中存在的问题出发，在保证粒料运动均匀和充盈稳定的条件下，建立变径、变螺距的螺旋轴参数化设计的计算模型。基于面积平均加权函数的混合理论，通过分析变径、变螺距下粒料的运动性，并利用螺旋轴参数设计的工程应用实例，从而建立在设计螺旋轴驱动下的物料流动的三维分析模型。通过数值分析和模拟，研究螺旋轴工作转速、螺径/螺距比对物料三维流动和混合均匀化效果的影响，探讨螺旋轴工作转速与物料输送性能之间的关系，得到螺旋轴流场的面积平均加权函数的分布云图及相关的结论，为变径、变螺距螺旋轴的结构设计提供理论依据。另外，利用本研究可以指导布料器的改进，使施工企业在摊铺路面过程中减少沥青混合料的离析。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2高等级公路沥青路面破坏类型及原因

1.2.1沥青路面破坏的类型

1.2.2沥青路面早期破坏的原因分析

1.3现行施工工艺下沥青混合料离析分析

1.4施工机械设备对沥青混合料离析的影响

1.5国内外对影响沥青混合料粒料运动的研究现状

1.6研究目标及内容

第二章沥青混凝土摊铺机布料系统分析

2.1螺旋布料器介绍

2.1.1螺旋布料器的基本构造

2.1.2螺旋布料器输送沥青混合料的工作机理

2.2螺旋布料器作用下的沥青混合料动力学分析

2.3螺旋布料器作用下的沥青混合料粒料运动学分析

2.3.1沥青混合料等螺距圆周速度函数的分析

2.3.2沥青混合料等螺距轴向速度函数分析

2.3.3沥青混合料变螺距轴向速度函数分析

2.3.4沥青混合料变螺距圆周方向角速度函数的分析

2.3.5混合料在叶片上不同位置的速度变化分析

第三章螺旋布料器主要设计参数及影响分析

3.1沥青混合料输送量分析

3.2螺旋叶片直径的分析

3.2.1螺旋叶片等直径分析

3.2.2螺旋叶片变直径确定

3.3螺旋布料器转速分析

3.4螺旋布料器螺距分析

3.4.1等螺距

3.4.2变螺距

3.5变螺距螺旋线的确定

3.6螺距、螺旋半径对沥青混合料粒料运动的影响

3.6.1等径、等螺距的螺旋布料器对粒料运动影响分析

3.6.2变径、变螺距的螺旋布料器对粒料运动影响分析

第四章螺旋布料器内粒料运动均匀性与充盈稳定性的模拟分析

4.1沥青混合料在螺旋布料器内的运动情况

4.1.1螺旋布料器内混合料运动均匀性的分析

4.1.2螺旋布料器内混合料充盈稳定性的分析

4.2传统螺旋布料器作用下的模拟分析

4.3螺旋布料器结构改进模型模拟研究

4.3.1螺旋流场仿真基础理论

4.3.2螺旋布料器变径变螺距参数模型

4.3.3螺旋布料器内粒料流动仿真模型分析

4.4螺旋布料器的结构参数优化分析

4.5螺旋布料器改进后模型分析

第五章摊铺机施工中的摊铺稳定性

5.1施工过程中沥青混合料流动的基本原理

5.2摊铺机摊铺速度的确定

5.3刮料板速度的确定

5.4螺旋布料器转动速度的确定

5.5摊铺机、刮料板、螺旋布料器三速度的影响因素

5.6摊铺三速度的关系分析总结

第六章主要结论与建议

6.1主要研究结论

6.2对当前摊铺机改进的建议

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况