【正文】 刀架部分是此次設計的主要部分之一，其作用主 要是用來固定刀具。其中一 個刀架 是沿 支架 的上沿做直線運動的，另一 個刀架有 兩個方向的運動，一方面它隨 直線刀架 做直線運動，另一方面它沿著模板的形狀做曲線運動。其選取是根據拉槽機的工作速度來決定的。兩個 刀架 同時運動即可拉出規(guī)定的曲線槽型。 圖 是拉槽機支架結構示意圖。刀頭回轉是實現折線槽型的基礎，擬采用軸與套筒的結構；刀頭浮動擬采用類似琴鍵的結構 。 （ 4） 刀具 刀具 包括刀頭及其支架。 （ 3） 刀架 刀架用來固定刀 具，實現直線和擺動的復合運動，包括直線刀架和擺動刀架 。 （ 1） 機架 機架 是 拉槽機所有 零 部 件包括電機、鋼索 —— 滑輪傳動、直線刀架、擺動刀架以及刀具、控制部分的載體； 并且 拉槽沿道路方向的延伸也是通過整體搬移機架更換工位實現的，所以機架應選擇 質量較輕的材料 制作， 由于鋁合金 型材 質量輕，便于工人在工作的時候搬運，剛度 和 強度足夠，所以本設計選取鋁合金 型材制作機架 。 23 由于面層鋪筑現場有充足的電力供應，而且水泥混凝土面層鋪筑速度不超過每日二、三百米，位置變動不大，而拉槽機在未完全凝結的路面上拉槽，所需動力很小，所以拉槽機擬采用小型電機作為動力，體積小、重量輕，容易控制。這種運動的實現方式有多種，例如采用電液控制；但考慮到拉槽這項作業(yè)的性質、可行性和降低造價等需要，初步擬定采用機械方式實現，利用橫向直線運動的刀架（簡稱直線刀架）與縱向擺動的刀架（簡 稱擺動刀架）合成平面線形，利用刀具的豎向浮動適應路面的不平度。 圖 設計的折線防滑槽形狀和規(guī)格 道路縱向 圖 折線防滑槽在路面上的拉制方位 要實現所設計的防滑槽線形，需要拉槽刀具在道路的橫向和縱向進行復合運動；同時，為使刀具在實際路面有微小不平度（高度 ≤ 3mm）時仍然能夠拉制出一定深度的防滑槽，刀具還必須隨路面上下浮動。 22 第 5 章 設計方案的確定 拉槽機總體結構的確定 折線型式的拉槽由于要提供多向防滑力，拉槽方向應介于橫拉槽與縱拉槽之間。我國道路工作者應根據我國的具體情況 ,積極開發(fā)水泥路面表面紋理制作機械設備 。 本章小結 水泥砼路面表 面紋理形式直接決定著其路面表面功能的好壞 ,也影響著路面使用性能的評價。 金剛石研磨 金剛石研磨是修復水泥砼路面表面功能的養(yǎng)護技術 , 是指采用密間距的金剛石刀片切割研磨水泥砼路面 ,將 4~6mm的薄層研磨掉 ,形成一定的縱向紋理構造 (見圖 ) 圖 金剛石研磨紋理 金剛石研磨技術能夠很好地恢復舊水泥砼路面的表面功能 ,恢復表面紋理構造 ,增加摩擦性能 。撒布量為 6~ 8 ①耐磨碎石骨料（粒徑 36mm） ②粘結 材料（厚度 28mm） ③水泥砼 21 kg/ m2 ,人工和機械撒布均可 ,骨料撒布和壓入的時間間隔不宜超過 90min。骨料磨光值一般應不低于 50BPN,對于危險路段或重交通量路段 ,則應為60 BPN。耐磨光碎石骨料應具有棱角 ,呈立方體形 ,質地堅硬、潔凈。 骨料嵌入法 骨料嵌入法是在已經整平、振實、尚未硬化的新澆砼表面 上均勻地撒布一層一定尺寸的耐磨光碎石骨料 ,并用輥筒將其壓入未完全凝固的水泥砼中。骨料粘結法主要適用于隧道、橋梁、機場跑道和高等級路面彎道等特殊路面的鋪筑和舊水泥砼路面的修復。 骨料粘結 / 嵌入法 骨料粘結法 在經過處理的水泥砼路面表面噴涂 2~ 8mm厚的聚合物改性瀝青或環(huán)氧樹脂等結合劑 , 再撒布粒徑為 3~ 6mm 的耐磨骨料或粒徑為 3~ 4mm 的軋碎鉻礦渣。 刻槽法的缺點 :施工費用高 ,效率低 ,使用的人工多 ,鋸片損耗多 ,且鋸片較貴。這種刻槽形式的施工工藝比較復雜 ,刻槽質量難以控制。AASHTO《 防滑路面設計指南》中認為 ,縱向刻槽雖然不能極大地提高路面滑溜數 ( SN),但它能增進方向控制 ,行車導向性較好 ,能有效降低事故率 ,適用于彎道以及對噪音敏 20 感程度較高的路段。 縱向刻槽可以大大增加轉向摩擦力 ,有效地防止橫向側滑與橫向風力所造成的事故 , 同時還具有很好的降低路面噪音的效果。同時 ,車輛在橫向刻槽路面上行駛時 ,輪胎會產生額外的低沉隆隆聲 ,行車噪音較大。橫向刻槽路面美觀 ,雨天排水效率高 ,摩擦系數略高于縱向刻槽。 圖 刻槽施工 與拉毛、拉槽、壓槽等方法相比 ,刻槽法是在水泥砼具有一定強度后硬性刻制 ,不受砼拌和料初期結構強度和凝固強度的影響 ,平整度較好。 刻槽法 采用一組人造金剛石鋸片 ,以一定的間距安裝在同一根軸上形成刀排。形成的溝槽邊緣不整齊 ,槽型不可控制 ,往往是有損傷的倒臺形 ,耐磨性較差 。 拉槽法的優(yōu)點 :施工工藝簡單 ,機械施工速度與滑模攤鋪速度幾乎同步 ,費用省 ,縱向拉槽具有一定的降噪作用。 拉槽法 拉槽法是將具有一定剛度的條狀物 ( 如鋼片、鋼條或塑料 )制作成 齒耙 ,置于抹光 19 后的砼表面上 ,在一定的壓力下拉動 ,將條狀物下面的砼刮向兩邊形成溝槽 ,橫向、縱向均可。而且當壓槽輥在滾動過程中遇到較大顆粒骨料時 ,會被整體抬高 ,減小槽深。壓晚了 ,水泥砼表面已具有一定強度 ,砼拌和料差異性對平整度影響較少 ,平整度較好 ,但紋理深度較淺。 ② 控制好壓槽作業(yè)時間。槽型斷面多為矩形 ,一般寬 5 mm、深 1~ 2 mm,間距 15 mm。而刻槽法是在水泥砼達到一定的強度 (約 40%)時 ,采用刻槽機械刻制。 該法能顯著提高水泥砼路面的抗滑能力 ,主要用于舊水泥砼路面整體摩擦系數的提高和抗滑性能的改善 ,在新建砼橋面處理方面也具有優(yōu)越性能。 圖 噴砂鑿毛法技術原理圖 高壓空氣 噴嘴 小鋼球 路面 18 在施工過程中 ,噴灑到路面上的小鋼球將與路面碎屑混雜在一起 ,可以將小鋼球和路面碎屑一同抽進分離設備 ,將碎屑與小鋼球分離開來。 噴砂鑿毛法 噴砂鑿毛法是指使用專門的機械設備在路面上噴射小鋼球或金剛砂 ,形成一定的表面紋理構造。同時 ,還要采取必要措施來提高其摩擦的耐久性 ,如選擇磨耗性較好的材料等。 使用大型滑模攤鋪機施工時 ,可直接在攤鋪機后面拖拽人工草皮或粗麻布進行拉毛 (見圖 )。 刷毛法具有施工簡單、方便、成本低等優(yōu)點 ,但由于其形成的紋理深度較淺 ,耐磨耗性能較差 ,一般多用于交通量少的低等級水泥路面或鄉(xiāng)村公路中。 刷毛法 一般采用人工方式 ,在水泥砼路面初凝前用刷子或掃帚刷毛 ,形成的紋理深度一般在 ~ 。 制毛法 制毛法主要包括刷毛法、拉毛法、鑿毛法 3種。 16 第 4章 水泥砼路面表面紋理技術 隨著公路等級和行車速度的不斷提高 , 對水泥砼路面表面功能的要求越來越高 , 先后出現了拉毛、壓槽、拉槽和刻槽等水泥砼路面表面紋理構造施工工藝。 通過對試驗路的觀測結果 ,建議在水泥混凝土路面的一般路段采用橫向拉槽 ,縮短制動距離 。建議在混凝土形成 3d 強度后進行硬性刻槽 ,這樣可以不受混凝土拌和料初期結構強度和凝固強度的影響 ,但要改進拉槽器構造 ,調整拉槽條彎起的角度 ,增加必要的配重 ,保證拉槽深度?？滩圯^晚 ,混凝土強度太高 , 刻槽難以滿足深度要求 ?，F行刻槽機施工時存在的問題是刻槽時間掌握不當。 采用刻槽工藝 ,可以提高路面平整度。 本章小結 路面抗滑耐磨對行車安全和路面使用壽命有著相當大的影響。綜合國外的研究成果和我們自己的試驗數據 ,建議在一般路段采用橫向拉槽 ,在彎道處和大縱坡路段可采用縱向拉槽 ,即橫向槽和縱向槽結合使用。當其他因素完全相同而只有槽方向不同時 ,橫槽的橫向力系數略高于縱向槽 ,但這種差別不明顯 。 在這幾條試驗路上 ,分別做了橫槽和縱向槽。橫向槽能提高滑溜系數 ,但噪音較大。美國混凝土學會 (ACI)認為橫向槽的摩擦系數比縱向槽的大 ,橫向槽主要增加縱向制動摩擦力而縱向槽能大大增加轉向摩擦力 ,這就是說橫向槽能縮短制動距離而縱向槽能防止側滑。綜合考慮抗滑力、施工方便性和構造耐久性等因素 ,槽間距以20mm為宜。但槽間距受槽寬的制約。 通過對幾條試驗路的觀測 ,橫向力系數隨槽間距的增大而減小 ,構造深度與槽間距的關系也是如此。近年來 ,特別在高等級公路上 ,主張采用不等距壓槽形式。從橫向力系數、構造深度、噪音、平整度和施工方便性的角度綜合考慮 , 最大槽寬不宜大于 5mm。增加槽寬可以提高排水能力 ,但槽寬也有一定限度 ,超過該限度 ,對路面抗滑性能不再有明顯影響 ,而且可能影響平整度。綜合施工水平和構造耐久性 2 個方面 ,最小槽深以 2. 5mm為宜。 槽深影響到排水能力的大小 ,還影 響宏觀構造使用的耐久性。 刻槽結構參數包括槽寬、槽深、槽間距和槽走向 4 個要素。 1) 刻槽形狀和結構參數選擇 刻槽的形狀影響槽的排水能力和抗滑能力 ,一般分為矩形、梯形和非標準形。使用較為普遍的是橫向等距壓槽。根據槽的方向 ,壓槽分橫向、縱向和斜向 。采用硬性刻槽工藝的路面 ,很容易達到檢測要求。該施工方法節(jié)省了人工抹面、收光工序 ,但由于其構造 深度最大 ,平整度不理想 , 均勻性較差 ,難以保證行車平穩(wěn)和舒適性 ,施工工藝還有待改進。 3. 3. 3 露石 ( 骨 ) 法 露石 (骨 )法是通過優(yōu)化水泥混凝土配合比 ,在混凝土路面未硬化時 ,通過表面刷漿(1mm左右 ),使粗骨料裸露 ,從而提高路面粗糙度?；炷帘砻鏌o泌水時是滾槽的最佳時機 ,滾槽要均勻、慢速進行。 3. 3. 1 掃毛法 掃毛法是提高路面防滑性能的傳統(tǒng)施工方法 ,其具體操作方法是 :混凝土澆筑密實最后一次抹面結束后 ,在泥板加壓抹面出現水光時 ,采用硬度適中的蘆花掃帚或長臂棕刷 , 人工順橫坡方向進行拉掃 ,均勻掃出路表面紋理 ,以提高路面的粗糙度 ,這種方法操作簡單、成本低 ,但其紋理淺 ,行車磨耗 ~ 1a,基本磨光 ,抗滑性能差 ,使用壽命極短 ,對一些等級比較低的公路適用。因此 ,將混凝土拌和物的粗骨料振壓下去 ,同時把水泥砂漿提吊上來 ,不但 13 是粗骨料保護層的要求 ,而且是路面平整和飾紋的需要 。 3. 推廣振動壓實提漿工藝 組成路面材料的水泥砂漿稱為粗骨料保護層 ,其厚度為 5~ 10mm。最佳水灰比取決于振搗能力、混合料組成、集料的類型和比例 ,通常通過多次試驗確定 [ 4] 。 選擇合適的水灰比 影響混凝土路面抗滑耐磨能力的一個重要因素是混凝土的強度 ,水灰比越大 ,強度越低。普通硅酸鹽水泥的強度高、收縮性小、耐磨性強、抗凍性能好 ,其耐 磨性及早期強度較礦渣水泥好 ,因此應選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。 3. 2 提高路面材料的耐磨性能 路面耐磨性是防滑性能能否持久的重要保證。為此 ,要達到足夠的抗滑性能 ,關鍵還在于表面整飾工藝。因此可以定性認為 ,濕度和摩擦系數成反比關系。 3. 路面濕度的影響 干燥的情況下 ,水泥路面的摩擦系數較大 ,具有很好的抗滑性 ,但在潮濕的情況下 ,水泥路面的摩擦系數則較小 ,尤其是雨天 ,車在行駛中會出現有打滑現象。酸性集料吸附力差 ,但大多強度高、耐磨。 粗集料 在混凝土路面上 ,只有當粗集料裸露出來之后才能發(fā)揮其抗滑耐磨性能 ,這是由于混凝土路面表面一般為砂漿 ,在路面投入使用的初期 ,粗集料對混凝土路面的抗滑耐磨能力影響相對較小 ,但當路面表面砂漿層被磨掉之后 ,粗集料的種類、性質、形狀對路面抗滑耐磨性就會有很大影響。路面抗磨耗能力越強 ,越能控制路表宏觀構造的衰減幅度。 3. 材料的影響 1 、細集料 微觀構造 是由細集料和砂漿形成的 ,這是因為混凝土路面施工中要通過振搗梁把粗骨料振下去 ,再提漿作業(yè) ,因而表面大都是砂漿 ,砂漿的強度直接影響混凝土路面的耐磨和抗滑性 ,同時細集料的抗磨光能力對路面的微觀構造也有著直接的影響 ,不同品質的細集料 , 其影響幅度不盡相同 ,為此近年的施工中特別強調了細集料的質量問題 :1)水泥砂漿的磨光值作為檢驗微觀構造的一個指標 2)砂的細度對抗滑值有一定影響 ,砂越細 ,磨光值越大 。從另一方面來講 ,一旦構造喪失 ,恢復亦是相當困難。 影響水泥混凝土路面微觀構造和宏觀構造的因素有細集料、粗集料、表面整飾工藝等。路面的宏觀構造是指路面集料間的空隙或排水能力 , 水平方向為0. 5~ 50mm,垂直方向為 0. 2~ 10mm。 11 第 3 章 水泥混凝土路面抗滑性能研究 影響水泥混凝土路面抗滑能力的主要因素 就路面結構本身而言 ,抗滑路面必須滿足對微觀構造、宏觀構造的要求。 本章小結 水泥混凝土路面具有抗壓、抗變拉、抗磨耗、高穩(wěn)定性等諸多優(yōu)越的性能，而且我國的水泥產量高，優(yōu)質瀝青依賴進口，使得我國的高等級公路中水泥混凝土路面逐漸增多。如果工程量一定，兩種施工方式所用的混凝土材料費用差別較小。而傳統(tǒng)的人工施工方法則相反，勞動力用量大，素質要求底，但工程施工中傳統(tǒng)施工方法的人工費用比現代化施工方法要 高得多。但采用現代施工方法，由于攤鋪速度快，滿足其連續(xù)施工要求的混凝土供應量很大，需要強大的原材料供應，自動攪拌和邊疆運輸隊伍與之