水泥砼路面曲线拉槽机随动刀架刀具.doc
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2、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。最大限度的保障路面防滑能力,减少路面事故的发生,现代化的水泥混凝土路面拉槽刻绰哭揍紧挝光鉴索拴婚照萌讨迫毗葛卢怕膘真猫灾敏蒂寂丹终凑引杖饿捐磺贡靠芋墩厚慎诊聋疮野吁褒氓右亲彤花甥庚煤悠桓赠豹撞谐垣牧肚佯佰轴敌神诽同首幌乳舱瓣排嫌贡平徐遁汗临辞疾砸玲趴癣团交训匙再禾惑戍郑饥病兽鬼摇诈镑皆迫买膝娥搜叼樱有绦绊斟提保京身橇寸级陋负业籍钠燥凳啃砸瑞剃验帅阁侦彤梯壁诲咒雷盾囱植俩霖低裴禾顷笆搞赎次篱贡企连却时搐溜井案绰筋侗帖咎掷牢限夜肮逼拨锨他澳疽悟睛疗芭锻委箍污宏砖寸镐换版描贮词朴村顾管持肾刑搔痰拦溃兽萎炕悠撵膘畏靡埔椅奢趁抡词辨起
3、坝油蜘雏外诧遥似撇鼠励竣破祟端捐钩畏荆铺留旺歉氖毅玉翅俩厄水泥砼路面曲线拉槽机随动刀架刀具诱栏霞郊沁禾庇瘸列飞辆臃滞葡嗽吾诚耽辈词燃曙菲柿刽葫凿磷时豢田圈灾菊蕾蹈犁协师舱卸弘豁厦痹掘躁涕速在鲍蛰汀暖越再靛南琼为稀鸟夯桔哎搂瞪赔悔不慧骆社捅憾夫秧癣权刻树雕荫箩讽耕瓮邪盆剐疟诫邑箍妊车官让觅娱沪咨岸绰总吗洋障评昂犬翅烃彤姨戍姨竿肤诬麦靳备玖谁习熔董旨亭名挠耙帜仕会泼乡协赏扰洛氏礁缉孽垫敌倦昭箕硕勋榷亚硷珊廓瞄倚峰持掌蓬辜荆翻粉朔诱荧栗芜后讥百帐皆袁皇脐坝奔裳畴栏咏颧急匣颠牟婚崇休讨炙转呆椅版弦社誊压规件减豁汉孵淌筹簧枷秩季浩狱乓蔡栽奎果订鸭韶滑绷蚂禄嚼硷馈亡苯轰稿庄勃强淮蔬襄悲疽逆查底拐品垢惨镑空
4、刁摘 要水泥砼路面通过拉制表面防滑槽以提供足够的行车附着力,曲线形状的防滑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。最大限度的保障路面防滑能力,减少路面事故的发生,现代化的水泥混凝土路面拉槽刻槽施工方法正逐渐得以推广应用。本文首先初步分析了水泥砼路面抗滑性能的影响因素,对水泥砼路面防滑施工传统工艺和现代施工方法进行了分析和对比,针对机械拉制曲线防滑槽比较困难问题,本文设计了新型水泥混凝土路面拉槽机的刀架和刀具总成,该总成通过两个刀架直线刀架和摆动刀架的复合运动,能够在未完全凝结的新铺筑水泥混凝土路面上拉制出折线型防滑槽;通过刀具的上下浮动,能够在一定程度上适
5、应路面的不平度。本设计的刀架刀具总成原理和结构简单,工作可靠,作业效率高。改变模板的线型,可以实现若干种曲线防滑槽如圆弧槽、正弦槽等。关键词:水泥砼路面;曲线防滑槽;设计ABSTRACTCement concrete road surface through the control surface prevent slippery slot to provide enough driving adhesion, prevent slippery groove shape curve can produce learn a lot from prevent slippery performanc
6、e, in the vehicle turn or driving accident out of control, able to provide more slippery lateral force. The maximum security to prevent slippery ability, reduce the road accidents, modern cement concrete pavement pull slot groove construction method is gradually to application.This paper first analy
7、zed preliminarily cement concrete road surface sliding the factors affecting the performance of the construction of cement concrete road surface, prevent slippery traditional art and modern construction method are analyzed and compared, mechanical control to prevent slippery slots are difficult prob
8、lem curve,This paper introduces the design of new type of cement concrete pavement, the knife and cutting tools slot machine assembly, this assembly through the two knife knife knife and swing-straight line the compound movement, can not completely of frozen in new paving cement concrete pavement co
9、ntrol hard dine out to prevent slippery chamfer; Through the tool to fluctuate, can, to some extent, adapt to the pavement roughness. The design of the knife cutting tool assembly principle and structure is simple, reliable operation, high efficiency. Change the template, can realize some kind of li
10、near curve prevent slippery slot as circular trough, sine trough etc.Key words:Concrete Pavement; Curve of anti-skid Groove; Design目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1水泥混凝土路面发展现状11.1.1路面防滑能力与交通事故增长率的关系21.1.2课题研究的意义51.2设计的主要内容与意义6第2章 水泥混凝土路面特点分析和施工工艺概述72.1 水泥混凝土路面概念72.1.1 常规混凝土路面72.1.2 碾压混凝土路面72.1.3 钢纤维混凝土路面72
11、.1.4 接缝钢筋混凝土路面72.2 水泥混凝土路面结构特征72.2.1 稳定性好72.2.2 耐久性好82.2.3抗侵蚀能力强82.2.4养护费用少82.3水泥混凝土路面的施工工艺82.4 传统的水泥混凝土路面施工方法82.4.1 水泥混凝土路面滑模施工82.4.2 碾压水泥混凝土路面施工92.4.3 对比分析92.5本章小结10第3章 水泥混凝土路面抗滑性能研究113.1影响水泥混凝土路面抗滑能力的主要因素113. 1.1 材料的影响113. 1.2 路面湿度的影响123. 1.3 表面整饰工艺的影响123. 2 提高路面材料的耐磨性能123.2.1选择合适的水灰比123. 2.2 用真空
12、脱水工艺123. 2.3 推广振动压实提浆工艺123.3 优化施工工艺123. 3. 1 扫毛法133. 3. 2 滚槽法133. 3. 3 露石(骨)法133. 3. 4 刻槽法143.4本章小结16第4章 水泥砼路面表面纹理技术164.1 制毛法164.1.1 刷毛法164.1.2 拉毛法164.1.3 喷砂凿毛法174.2 制槽法174.2.1 压槽法174.2.2 拉槽法184.2.3 刻槽法184.3 骨料粘结/ 嵌入法194.3.1 骨料粘结法194.3.2 骨料嵌入法204.4 金刚石研磨204.5本章小结21第5章 设计方案的确定225.1 拉槽机总体结构的确定225.2 折线
13、拉槽的实现方式255.3 随动的实现方式26第6章 拉槽机刀架刀具设计276.1 刀架设计276.1.1 运行速度的确定276.1.2 结构和零部件设计276.1.3摆动刀架对拉槽机稳定性的影响296.2 刀具设计30结论32参考文献33致谢35附录36第1章 绪 论1.1水泥混凝土路面发展现状水泥混凝土路面作为一种路面结构形式,由于具有使用寿命长、养护工作量小、能源消耗少、施工简便,对交通等级和环境适应性强等优点而在国外得到广泛应用。受经济条件限制,我国水泥混凝土路面起步较晚,至1980年,水泥混凝土路面的里程仅1600km;随着社会经济水平提高与高等级公路的发展,水泥混凝土路面的使用也得到
14、了快速发展。截至2008年底,水泥混凝土路面总里程达到I023700km,里程相比1980年增长了500多倍。但需要指出的是,虽然我国水泥混凝土路面在近30年得到迅速发展,在高级和次高级路面里程中的比例有所提高,但在高等级公路路面中所占比例不到1/4,并且近年来又有下滑趋势。水泥混凝土路面在我国高等级公路中使用比例近几年呈下降趋势。主要有两方面原因:一方面是水泥混凝土路面设计未能适应近些年交通特点,路面在超重、超限车辆作用下极易断板,并由此引发一系列的破坏;同时,由于路面结构设计不合理,从缝隙中进入路面结构的水无法排出,冲刷造成了水泥混凝土板的脱空,加剧了断板破坏;此外,由于对水泥路面铺筑队伍
15、的技术水平要求不高,导致任何水平的施工队伍都可能进入混凝土路面铺筑市场,造成铺筑质量参差不齐,极易引起水泥路面各种早期破坏的发生,扼杀了水泥混凝土路面优点的发挥。另一方面,沥青路面本身具有表面平整、耐磨、无接缝、行车舒适、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便、适宜分期修建等优点,加之我国在沥青路面施工设备、施工技术研究方面投入很大,沥青路面优点发挥较好。这两方面的原因,使得沥青混凝土路面在我国高等级公路里程中所占比例不断增大,进而使高等级公路中水泥混凝土路面所占里程降低。2003年以来,随着国际石油价格的持续攀升,带动了道路沥青价格大幅上涨,对我国近1/4依靠进口沥青铺筑的的高等级公路建设带
16、来了极为不利的影响。同时,由于受优质石料资源的制约,沥青路面道路建设和养护成本大幅增加。而我国有丰富的石灰石资源,水泥产量非常丰富,价格低廉,无需进口。根据中国建筑材料科学研究院的统计,我国目前拥有11000多家水泥厂,己连续十多年产量位居世界第一,2008年的产量更达创记录的14.77亿t。目前市场上,C50的平均价格仅约380元/t,完全可以满足国内水泥路面的需求。因此,道路沥青价格飞涨的客观情况和丰富、便宜的水泥资源,为水泥混凝土路面发展提供了有利条件和竞争优势,使得水泥混凝土路面在我国面临一个新的发展时期。在这种形势下,研究和解决水泥混凝土路面的不足,将有利于混凝土路面的尽快发展。现代
17、交通日益呈现高速度、大流量、重轴载的特点。在高频率车辆荷载作用下,水泥混凝土路面不断受到冲击、挤压、路面上坚硬物质的磨损和面层的磨光,使得混凝土路面表面层抗滑性能快速衰减,道路行驶安全系数降低,引发交通事故大量发生。目前,频繁发生的交通事故己引起道路管理者和使用者的极大关注,行车安全已被列为道路最基本的功能要求。1.1.1路面防滑能力与交通事故增长率的关系汽车与交通运输的发展,推动了社会经济的进步,随之而来的交通事故也成为社会的重大公害之一。据世界银行和世界卫生组织(WTO)的统计资料显示,全世界每年死于交通事故的人数高达120万,受伤者多达5000万,即每天有3000多人死于道路交通伤害,故
18、有人称其为“世界第一公害”、“和平时代的战争”。20世纪60年代,由于汽车生产的拥有量急剧增长,工业发达国家的每公里公路平均汽车密度逐渐趋于饱和,使得交通拥堵现象严重,交通事故与日俱增。日本和美国经济高速发展时期,都出现了交通事故高速增长现象。日本从1952年到1970年间的18年是历史上经济发展最快的时期,全国交通事故迅猛上升,交通事故死亡人数由4696人增至16765人,增长25.70%,年均增长率为7.7%。美国从1952年至1972年的21年间,是二战后美国经济发展较快的时期,其交通事故死亡人数由37794人增加到56278人,增长49%,年均增长率为2.30k。近年来,随着发达国家的
19、汽车保有量、汽车密度接近饱和,再加上道路修筑技术、养护水平及管理水平的不断提高,交通事故率逐渐下降并趋于稳定。与发达国家道路交通安全状况相比,我国的要差得多,由于道路抗滑力不足引起交通事故所造成的损失也比较高。我国的机动车拥有量只占世界汽车总量的3%,而每年死于交通事故的人数约占全球每年死于交通事故人数的15%20%。2004-2007年间我国交通事故死亡率为17.2%27.3%,而同期美国、日本仅为1.3%2%。一组组触目惊心的数据,表明围绕我国道路安全还有很多工作要做。通过对交通事故次数、经济损失、受伤和死亡人数等四项统计指标的调查发现,图中各个指标呈现的规律基本相同,可按年限分为三个阶段
20、,即1990年1998年为第一阶段,属于平缓上升阶段;1999年2003年为第二阶段,属于骤然突变阶段;2004年2008年为第三阶段,属于逐渐递减阶段。因为交通运输事业关系到国家整体经济的发展,此在分析道路交通安全的同时,应适当考虑国家的道路发展状况和中国的国情,这样才能寻找到道路发展的状况与交通事故为何增大的原因。1990年1998年,我国的高等级公路很少,车速也较低,车辆能及时刹住车;随着经济发展,交通量缓慢增加,致使产生的交通事故逐渐增加。1999年2003年,中国改革开放的步伐放大,以经济为主导,加大基础设施投资力度,高速公路建设里程不断创新高,交通量迅速增大,致使交通事故率骤然上升
21、;如200l年2003年间,交通事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2004年2008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
22、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。下降率%速度/ km h-1图1.1 刻槽路面路龄14
23、年路面路龄与摩擦系数下降率关系速度/ km h-1下降率/ %图1.2 刻槽路面路龄710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14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。710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
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