沥青混凝土摊铺机抗离析研究初探
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近几年，有些高速公路刚刚通车就开始损坏。剖开
送点输送，其充满系数影响着输送过程和能量的消耗， 一般取充满系数小于 #’$。 对于螺旋输送机，学者们研究得比较多。有学者从 动力学分析认为，在充满系数较大时，被输送的物料在 料槽中的分布可近似地认为沿料槽的圆弧呈扇形分布。 越靠近螺 旋 轴的 物料 颗 粒，螺 旋 升 角 越 大，圆 周 力 越 大。当圆周力大到一定程度，使物料摩擦力及自重无法 平衡时，就开始随螺旋轴翻滚。该研究结论指出，水平 螺旋输送机的充满系数是最主要的技术参数，对物料的 输送效果影响最大。当充满系数超过 #’& 时，物料容易 引起翻滚。有学者从运动学分析认为，靠近螺旋轴的物 料圆周速度要比外层的大，但该处的轴向输送速度却显 著降低。所以使内层的物料较快地绕轴进行转动，较早 地到达表面，这就产生了一个附加的物料流。当充满系 数较小时，物料颗粒在垂直于输送方向的附加物料流不 严重；反之，在圆 周 方向 的 运动 将 比 输 送 方 向 的 运 动 强。螺旋在达到一定的转速前，对物料颗粒运动的影响 不显著；但是，当超过一定的转速时，物料颗粒便开始 产生在垂直于输送方向内沿径向方向跳跃。 在研究了螺旋输送机的机理以后，再对摊铺机螺旋 输料进行分析。摊铺机螺旋输 料，当 充 满系 数 小 于 "， 即物料未满埋螺旋叶片输料时，与螺旋输送机有相似之 处。如果不考虑由物料围成的料槽与被输送的物料之间 的内摩擦阻力对螺旋叶片直径处物料颗粒的影响，也不 考虑在输料过程中部分物料改变输送方向向下面落料， 仅从两者相似之处考虑，用螺旋输送机的研究成果对摊 铺机螺旋输料的过程进行分析，将有助于分析产生离析
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实际效果
根据以上研究分析，经过几年的努力，摊铺机抗离
析研究工作已初见成效，$))( 年作者在西筑公司参与开 发了履带式 #$$%!! 型摊铺机，%!!! 年作者在中大公司 参与开发了轮胎式 %$*!! 型多功能摊铺机，%!!% 年又参 与开发了履带式 %$$&!! 型多功能摊铺机。这些摊铺机 都较好地解决了稳定土摊铺的离析问题，其抗离析效果 都得到了业主和监理的认可。如在西（安）—户（县） 高速公路摊铺二灰碎石时，测试了路边与路中的离析程 度（按大颗粒质量计） ，其结果不大于 # & ，优于业主自 检标准 ( & 。现在，摊铺机抗离析研究工作仍需继续深 入，抗离析的新工 艺、新 方 法、新 标 准 急 待 进 一 步 研 究。
试验研究
沥青混凝土摊铺机抗离析研究初探
于槐三
（陕西中大机械集团有限责任公司，陕西
［中图分类号］ %&"$’$( ) " ［文献标识码］ *
西安
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［文章编号］"##"+$$&, （(##&） #"+##!-+#(
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!" #"$%&’$( " 问题提出
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窝状离析 摊铺机在摊铺作业时，如果料斗中剩余的料不足以
刮板满载输料，就需要收合料斗向刮板上集料。在料斗 收合的过程中，大粒料顷刻间向刮板上滚落，集成堆， 经刮板输往螺旋，由螺旋横向分料，再经过熨平板熨平 后，摊铺层上就形成了一窝大料。这就是摊铺机作业时 由摊铺机自身产生的窝状离析的原因，但产生窝状离析 的主要原因是料车卸料时产生的。
摊铺机螺旋输料的工作原理是：带有螺旋叶片的传 动轴在料槽内旋转，使进入料槽的物料沿料槽向输送方 向运移，并不停地向螺旋下面落料，同时向熨平板前沿 塞料，整个工作过程是在摊铺机的行进中进行的。与摊 铺机螺旋输料不同而又相似的是螺旋输送机，螺旋输送 机的叶片随轴一起旋转，物料是在一封闭的料槽内向输
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的原因。 从动力学分析可 知，充 满 系 数 超 过 !"# 小于 $ 时， 物料容易引起翻滚。从运动学分析可知，充满系数较大 时，物料在圆周方向的运动要比输送方向的运动强，容 易产生垂直于输送方向上的附加物料流。两者都认为， 在靠近螺旋轴的物料比外层的物料容易跳跃翻滚，较早 地到达物料表面。这就是摊铺机作业时产生横向离析的 根本原因。 如果充满系数小于 !"#，螺旋输送的生产率将很低， 需要成倍提高螺旋转速，这样既不适应摊铺机的作业要 求，又不现实。已往使用摊铺机时一般充满系数都超过 了 !"# 而小于 $，国外某摊铺机公司还刻意要求物料埋 螺旋直径的 % ! &（即充满系数 !"’）输料。这样在输料过 程中必然会将物料大颗粒分离出来，输向路边，造成横 向离析，严重影响路面质量。 按螺旋输送机计算螺旋的最大许用转速，对于摊铺 机来说仍然偏小。所以，当充满系数小于 $ 时，横向离 析现象是客观存在的；当物料将螺旋分料器全部掩埋， 即保证充满系数等于 $ 时，不会出现横向离析现象。
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解决办法
针对这些产生离析的原因，抗离析应采取以下措
施：!采用螺旋叶片全埋输料方法，大小粒料能被均匀 输送，使摊铺层宽度方向上粒料均匀，以避免横向离 析。"螺旋前面导料板的离地间隙应可调整，能减少粒 料向基层表面滚落，使摊铺层厚度方向上粒料均匀，以 避免竖向离析。#螺旋高度应多级调整，可对摊铺层表 层的粒料起到再次连续搅拌作用，使摊铺层厚度方向上 粒料均匀，以避免竖向离析。$合理设计反向叶片、料 槽宽度、螺旋支撑，改善输料阻滞现象，以避免纵向带 状离析。%合理设计刮板宽度和料斗形状，减少料斗收 合时的集料量，减少大粒料滚落成堆，以避免窝状离 析。
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竖向离析 用钻芯法从路面上取样芯，如果样芯的最下部是一
层大粒料，说明此处路面出现竖向离析。用挖剖路面的 方法观察剖面，也能发现竖向离析。经过观察分析，竖 向离析产生的原因是由于螺旋前面导料板高度不合适造 成的。导料板下沿离地应有一个间隙，以适应通过性能 的要求。从通过性能考虑一般离地间隙在 $(!"" 以上， 但是这个被通常认可的离地间隙，从螺旋输料效果考 虑，显得过大。螺旋在输料时，物料从这个间隙挤出， 大粒料极易滚落，铺散在基层上，形成一层大粒料，这 就是摊铺机作业时产生竖向离析的主要原因。此外，如 果螺旋离地过高，物料得不到充分搅拌，也会造成摊铺 层表面细料过多，产生竖向离析。 %"& 纵向带状离析 纵向带状离析产生在熨平板的中缝和每个螺旋支撑 处。究其原因，这是由于向螺旋链轮箱（中置驱动链轮 箱）下方填料不足及螺旋支撑阻滞料流，大粒料易析出 产生。
［收稿日期］(##. / #! / (［通讯地址］于槐三，西安市高新技术开发区高新路 ($ 号
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检查，发现沥青面层和水稳基层都出现了严重的离析现 象。离析处路边和下层大粒料多、细粒料少，或是呈现 一窝一窝的大粒料。这样不能形成大小粒料填充镶嵌、 相互咬合的板块结构，路面丧失了承载能力，导致早期 损坏。离析到底是什么原因造成的，是否路面摊铺宽度 过大就必然产生离析？
［责任编辑：冯磊］
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研究分析
温度离析、配比离析、储料离析、装料离析、运输
离析、卸料离析等在物料倒入摊铺机料斗之前所产生的 各种离析，都与摊铺宽度没有因果关系。摊铺机在摊铺 过程中，无论铺宽铺窄，抗离析研究的重点应为大粒料 是如何分离出来的，原来均匀的物料为什么在摊铺后会 呈现离析。 物料从料斗到熨平板前沿有三个运输环节：一是刮 板向螺旋纵向送料，二是螺旋向熨平板前沿横向分料， 三是料斗中剩余的物料经料斗收合向刮板上集料。 摊铺机摊铺路面时物料离析有四种情况：一是横向 离析，二是竖向离析，三是纵向带状离析，四是窝状离 析。横向离析最容易产生，危害程度最大。 (’" 横向离析
送点输送，其充满系数影响着输送过程和能量的消耗， 一般取充满系数小于 #’$。 对于螺旋输送机，学者们研究得比较多。有学者从 动力学分析认为，在充满系数较大时，被输送的物料在 料槽中的分布可近似地认为沿料槽的圆弧呈扇形分布。 越靠近螺 旋 轴的 物料 颗 粒，螺 旋 升 角 越 大，圆 周 力 越 大。当圆周力大到一定程度，使物料摩擦力及自重无法 平衡时，就开始随螺旋轴翻滚。该研究结论指出，水平 螺旋输送机的充满系数是最主要的技术参数，对物料的 输送效果影响最大。当充满系数超过 #’& 时，物料容易 引起翻滚。有学者从运动学分析认为，靠近螺旋轴的物 料圆周速度要比外层的大，但该处的轴向输送速度却显 著降低。所以使内层的物料较快地绕轴进行转动，较早 地到达表面，这就产生了一个附加的物料流。当充满系 数较小时，物料颗粒在垂直于输送方向的附加物料流不 严重；反之，在圆 周 方向 的 运动 将 比 输 送 方 向 的 运 动 强。螺旋在达到一定的转速前，对物料颗粒运动的影响 不显著；但是，当超过一定的转速时，物料颗粒便开始 产生在垂直于输送方向内沿径向方向跳跃。 在研究了螺旋输送机的机理以后，再对摊铺机螺旋 输料进行分析。摊铺机螺旋输 料，当 充 满系 数 小 于 "， 即物料未满埋螺旋叶片输料时，与螺旋输送机有相似之 处。如果不考虑由物料围成的料槽与被输送的物料之间 的内摩擦阻力对螺旋叶片直径处物料颗粒的影响，也不 考虑在输料过程中部分物料改变输送方向向下面落料， 仅从两者相似之处考虑，用螺旋输送机的研究成果对摊 铺机螺旋输料的过程进行分析，将有助于分析产生离析
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实际效果
根据以上研究分析，经过几年的努力，摊铺机抗离
析研究工作已初见成效，$))( 年作者在西筑公司参与开 发了履带式 #$$%!! 型摊铺机，%!!! 年作者在中大公司 参与开发了轮胎式 %$*!! 型多功能摊铺机，%!!% 年又参 与开发了履带式 %$$&!! 型多功能摊铺机。这些摊铺机 都较好地解决了稳定土摊铺的离析问题，其抗离析效果 都得到了业主和监理的认可。如在西（安）—户（县） 高速公路摊铺二灰碎石时，测试了路边与路中的离析程 度（按大颗粒质量计） ，其结果不大于 # & ，优于业主自 检标准 ( & 。现在，摊铺机抗离析研究工作仍需继续深 入，抗离析的新工 艺、新 方 法、新 标 准 急 待 进 一 步 研 究。
试验研究
沥青混凝土摊铺机抗离析研究初探
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（陕西中大机械集团有限责任公司，陕西
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窝状离析 摊铺机在摊铺作业时，如果料斗中剩余的料不足以
刮板满载输料，就需要收合料斗向刮板上集料。在料斗 收合的过程中，大粒料顷刻间向刮板上滚落，集成堆， 经刮板输往螺旋，由螺旋横向分料，再经过熨平板熨平 后，摊铺层上就形成了一窝大料。这就是摊铺机作业时 由摊铺机自身产生的窝状离析的原因，但产生窝状离析 的主要原因是料车卸料时产生的。
摊铺机螺旋输料的工作原理是：带有螺旋叶片的传 动轴在料槽内旋转，使进入料槽的物料沿料槽向输送方 向运移，并不停地向螺旋下面落料，同时向熨平板前沿 塞料，整个工作过程是在摊铺机的行进中进行的。与摊 铺机螺旋输料不同而又相似的是螺旋输送机，螺旋输送 机的叶片随轴一起旋转，物料是在一封闭的料槽内向输
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的原因。 从动力学分析可 知，充 满 系 数 超 过 !"# 小于 $ 时， 物料容易引起翻滚。从运动学分析可知，充满系数较大 时，物料在圆周方向的运动要比输送方向的运动强，容 易产生垂直于输送方向上的附加物料流。两者都认为， 在靠近螺旋轴的物料比外层的物料容易跳跃翻滚，较早 地到达物料表面。这就是摊铺机作业时产生横向离析的 根本原因。 如果充满系数小于 !"#，螺旋输送的生产率将很低， 需要成倍提高螺旋转速，这样既不适应摊铺机的作业要 求，又不现实。已往使用摊铺机时一般充满系数都超过 了 !"# 而小于 $，国外某摊铺机公司还刻意要求物料埋 螺旋直径的 % ! &（即充满系数 !"’）输料。这样在输料过 程中必然会将物料大颗粒分离出来，输向路边，造成横 向离析，严重影响路面质量。 按螺旋输送机计算螺旋的最大许用转速，对于摊铺 机来说仍然偏小。所以，当充满系数小于 $ 时，横向离 析现象是客观存在的；当物料将螺旋分料器全部掩埋， 即保证充满系数等于 $ 时，不会出现横向离析现象。
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解决办法
针对这些产生离析的原因，抗离析应采取以下措
施：!采用螺旋叶片全埋输料方法，大小粒料能被均匀 输送，使摊铺层宽度方向上粒料均匀，以避免横向离 析。"螺旋前面导料板的离地间隙应可调整，能减少粒 料向基层表面滚落，使摊铺层厚度方向上粒料均匀，以 避免竖向离析。#螺旋高度应多级调整，可对摊铺层表 层的粒料起到再次连续搅拌作用，使摊铺层厚度方向上 粒料均匀，以避免竖向离析。$合理设计反向叶片、料 槽宽度、螺旋支撑，改善输料阻滞现象，以避免纵向带 状离析。%合理设计刮板宽度和料斗形状，减少料斗收 合时的集料量，减少大粒料滚落成堆，以避免窝状离 析。
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竖向离析 用钻芯法从路面上取样芯，如果样芯的最下部是一
层大粒料，说明此处路面出现竖向离析。用挖剖路面的 方法观察剖面，也能发现竖向离析。经过观察分析，竖 向离析产生的原因是由于螺旋前面导料板高度不合适造 成的。导料板下沿离地应有一个间隙，以适应通过性能 的要求。从通过性能考虑一般离地间隙在 $(!"" 以上， 但是这个被通常认可的离地间隙，从螺旋输料效果考 虑，显得过大。螺旋在输料时，物料从这个间隙挤出， 大粒料极易滚落，铺散在基层上，形成一层大粒料，这 就是摊铺机作业时产生竖向离析的主要原因。此外，如 果螺旋离地过高，物料得不到充分搅拌，也会造成摊铺 层表面细料过多，产生竖向离析。 %"& 纵向带状离析 纵向带状离析产生在熨平板的中缝和每个螺旋支撑 处。究其原因，这是由于向螺旋链轮箱（中置驱动链轮 箱）下方填料不足及螺旋支撑阻滞料流，大粒料易析出 产生。
［收稿日期］(##. / #! / (［通讯地址］于槐三，西安市高新技术开发区高新路 ($ 号
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检查，发现沥青面层和水稳基层都出现了严重的离析现 象。离析处路边和下层大粒料多、细粒料少，或是呈现 一窝一窝的大粒料。这样不能形成大小粒料填充镶嵌、 相互咬合的板块结构，路面丧失了承载能力，导致早期 损坏。离析到底是什么原因造成的，是否路面摊铺宽度 过大就必然产生离析？
［责任编辑：冯磊］
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研究分析
温度离析、配比离析、储料离析、装料离析、运输
离析、卸料离析等在物料倒入摊铺机料斗之前所产生的 各种离析，都与摊铺宽度没有因果关系。摊铺机在摊铺 过程中，无论铺宽铺窄，抗离析研究的重点应为大粒料 是如何分离出来的，原来均匀的物料为什么在摊铺后会 呈现离析。 物料从料斗到熨平板前沿有三个运输环节：一是刮 板向螺旋纵向送料，二是螺旋向熨平板前沿横向分料， 三是料斗中剩余的物料经料斗收合向刮板上集料。 摊铺机摊铺路面时物料离析有四种情况：一是横向 离析，二是竖向离析，三是纵向带状离析，四是窝状离 析。横向离析最容易产生，危害程度最大。 (’" 横向离析
