1、新型伸缩式沥青混凝土摊铺机共 68 页 第 1 页装订线第一章 绪 论1.1 课题的由来与研究意义随着我国公路建设的迅猛发展，对于筑路机械的需求量日益增大，沥青混凝土摊铺机作为最重要的筑路机械之一，在公路建设中起到了不可替代的作用。而新型的伸缩式沥青混凝土摊铺机，由于有伸缩的熨平板，适合不同宽度的路面施工作业环境，近些年被广泛应用与道路施工领域。在现实施工中，摊铺机的作业环境会有很多不同，固定熨平板的摊铺机往往适应这些多变的作业环境，增加了施工难度，浪费了时间，给道路施工带来了很多的麻烦，所以当设计者面对多变的道路施工宽度，设计了新型可伸缩式的熨平板。这样就解决了很多固定熨平板所不能解决的问题
2、。伸缩式熨平板与普通熨平板相比有很突出的优点，首先由于其可伸缩的特性，大大提高了施工进度，节省了宝贵的人力物力。伸缩式熨平板的使用还减少了道路摊铺接缝，有效地提高了道路施工质量。伸缩式熨平板因为其显著的优点而在不同厂家的摊铺机的生产中被广泛采用，在道路施工中发挥了不可替代的作用。在各项技术日益成熟的今天，企业的竞争重点主要放在了细节的考虑也设计上，造型设计已经成为企业间产品竞争的关键因素。一件优秀造型设计的产品，可以给用户更好的使用体验，带来心理上和视觉上的愉悦感。好的造型设计包括合理的结构设计，色彩搭配。宜人的人机环境，造作方便的人机界面，这些因素都是要充分考虑的。在造型设计中所应用到的知识
3、有造型设计基础，色彩原理，人机工程学，人机界面设计等。其研究以意义在于带领我国摊铺机整体行业跳出低水平，低价格的恶性循环。提高我国的摊铺机国际竞争能力，实现我国摊铺机可持续发展。其最重要的意义在于利用最新技术提升摊铺机行业的整体水平，这个提升的过程就是以信息化带动工业化战略在整个工程机械领域的具体表现。1.2 本课题的现实意义由于激烈的市场竞争，单纯的技术创新已经不能满足用户的全方位需求。需要从多角度进行设计改革，尤其是在造型设计领域。国内的摊铺机行业现状是大多重视技术层面，而较少考虑美学因素，人机学因素，这种思想在技术日趋成熟的今天新型伸缩式沥青混凝土摊铺机共 68 页 第 2 页装订线已经
4、成为阻碍行业发展的重要原因，一件完美的产品，除了的技术的实用外，最重要的就是用户的使用装况，如果一件产品使用不方便，哪怕技术再先进，它不不能称为一件好的产品。本课题的研究重点之一是沥青混凝土摊铺机的造型设计，好的造型可以增大产品的用户量，提升产品的销量，为企业带来更大的利润。本课题的另一个研究重点是新型伸缩式熨平板，伸缩式熨平板可以适应不同宽度的摊铺作业环境，大大提高了工作效率 路面质量，对于公路建设有着重要的意义。新型伸缩式沥青混凝土摊铺机共 68 页 第 3 页装订线第二章 沥青混凝土摊铺机的发展概述2.1 研究背景及意义随着我国的公路建设事业的迅猛发展，工程建设对道路施工机械的数量需求有
5、了很大幅度的增加，同时对质量也有了更高的要求。沥青混凝土摊铺机是进行道路沥青摊铺作业的最主要机械设备，用来将搅拌好的混合物料，按照路面的厚度和形状均匀的摊铺在已经预先平整好的路基或者路面基层上。并给予初步的整平和捣实。形成满足规定的厚度，宽度，平整度和密实度要求的路面基层或面层。在机械化的施工中，沥青混凝土摊铺机是最重要的机械之一。广泛公路，应用于城市道路，高速公路，普通公路，大型停车场，码头的沥青摊铺作业中。近年来我国的大型沥青混凝土摊铺机进口量达国产量的 40%以上。沥青混凝土摊铺机是一种边行走边工作的施工机械，它行驶速度的恒定性和直线性对所摊铺的路面的平整度，初始密实度，离析程度有很大的
6、影响。行驶控制系统和行驶驱动系统的性能是主要影响沥青混凝土摊铺机作业性能的因素。很大程度决定了作业质量的好坏。所以，对沥青混凝土摊铺机行驶控制系统和行驶驱动系统的研究 具有很重要的意义。大力发展智能化工程机械的主要目的是促进我国工程机械向机，电，液，一体化的方向发展。由于我国各种公路建设的迅猛发展，我国在二十世纪八十年代末就是年代初大量引进生产了一批国外的相关路面工程机械。如徐工集团的 VOGELE,陕建集团的 AB G22 摊铺机等。2.2 国外摊铺机现状及发展方向2.2.1 国外摊铺机发展简介二十世纪三十年代以前，各种类型沥青路面的铺设主要靠人工操作来完成。那时的热拌沥青混合料路面主要用于
7、城市道路，施工需要大量的劳动力。路拌沥青混合料主要用于乡村道路，拌合与摊铺是用平地机来完成的。到了三十年代，热拌沥青混合料摊铺的机械化施工在国外才取得了惊人的发展。当时世界上修筑了数十万英里的沥青路面，不但经济，而且经久耐用。沥青路面施工机械化的发展，促进了沥青混合料摊铺机的发展。1931 年在圣路易斯道路展览会上首次展出了由巴伯-格林（Barber-Greene）公司研制发明的沥青混合料摊铺专用设备。该机用螺旋输送器摊分混合料，并用滑新型伸缩式沥青混凝土摊铺机共 68 页 第 4 页装订线板在 20 英尺（6.09 米）宽度内予以刮平。机器行驶在按预定坡度铺设的轨道上。工作时摊铺机由一台路拌
8、设备牵引前进。路拌设备将路面上的矿料送至拌合锅中与稀释沥青拌合，然后整个拌合料由摊铺机进行整平。随后巴伯-格林公司对摊铺机进行了改进，将摊铺机装在履带上，机器两侧悬有大臂使之能按预定的坡度控制摊铺机厚度与平整度。这样就不再需要钢轨或侧模来导向，并使摊铺机成为一台独立的自行式机器。由螺旋输送器分布到滑板前的混合料随后被振动滑板所刮平。在摊铺使用稀释沥青的粗级配热拌混合料时，其工作性能是非常令人满意的。但是这种滑板的动作不适用于摊铺密级配热拌混合料，路面会产生裂纹及其它表面缺陷。1932 年出现了采用浮动滑板来整平并压实混合料的试验样机。这种机型保持了在现场连拌带铺的特性。1933 年巴伯-格林公
9、司对摊铺机的研究又有了进一步的发展，生产出新型的摊铺机，其样机就是现代沥青混合料摊铺机。该样机新的结构特点有：10 英尺宽的独立的浮动熨平板，无输料装置的料斗和螺旋输料器。摊铺作业时卡车将料卸入料斗，螺旋接料后输料，摊铺机在已经整好的基层上行驶，通过滑行托板拖挂熨平板，对热拌沥青混合料整平。因此，1933 年是摊铺机发展史上具有重大意义的一年。接着在 1933 年，巴伯-格林公司对摊铺机又进行了重大改进，制成了 BG-79 型摊铺机。该机设置了刮板输料器，能将混合料从料斗中输送到螺旋输料器。该机大臂的牵引点支撑在履带总成上。1936 年经改进的效能更强的 BG879 型摊铺机取代了 BG-79
10、 型摊铺机。1940 年摊铺机又有了更进一步的发展，巴伯-格林公司研制了 BG879-A 型摊铺机。由此时起，一直到五十年代中期，这一机型曾是世界上标准的沥青混合料摊铺机机型。2.2.2 国外的主要品牌发展状况当今世界有八大摊铺机制造厂商：ABG, VOGELE, BLAW-KNOX, DYNAPAC, DEMAG, MARINI，BTELLT,CATERPILLAR 公司。IN GERSOLL-RAND 瞄准中国路面机械市场，相继兼并了德国 ABG 公司和美国 BLAW-KNOX 公司，ABG 公司的产品目前是国际摊铺机市场首选品牌，其大型摊铺机在中国市场上占有率已达到 70%以上。二十世纪
11、九十年代以来，国外摊铺机制造公司制造公司强强组合兼并，如福格勒公司加入维特根公司，戴纳派克公司加入斯维达拉-德玛格公司，英格索兰-ABG-布鲁诺克斯公司加入沃尔沃公司，这些兼并公司，融合市场领先品牌优势，不断推出新一代的升级版摊铺机，形成了引领世界摊铺机技术的几大巨头。2.2.3 人性化和精细化的设计动向近期的展览会上展出国外摊铺机产品，整机布局合理，驾驶室可整体翻起、多种设置活门等，更便于维修保养人员进入维修，因为摊铺机布局十分紧凑，接近不见困难，上述改进充分体现了人性化设计理念。加大液压系统的冷却效果，使之适新型伸缩式沥青混凝土摊铺机共 68 页 第 5 页装订线各种恶劣工况。熨平装置快速
12、连接机构、螺旋分料器与熨平装置同步升降，便于实现快速转运需求等都体现精细化设计，使得整机性能更先进。2.2.4 双层沥青混合料铺层一次性完成德国戴纳派克公司经过各种工况下的依次摊铺双层沥青混合料的施工试验研究表明：这种施工工艺可使双铺层之间早热状态下接合、粘接更好，整体强度更高。两层之间无需专门喷洒粘接剂，具有可节约大量沥青材料，提高摊铺生产效率等诸多优点。目前戴纳派克公司已经开发研制出了双层一次摊铺的专用摊铺机产品。2.3 国内摊铺机现状及发展方向2.3.1 我国摊铺机发展历史20 世纪 60 年代，中国开始研制沥青混合料摊铺机产品，在 19861993 年期间分别引进日本 NIIGATA、
13、德国戴纳派克、福格勒和 ABG 公司的制造技术，同时也进口了大量的德国摊铺机产品。截至目前我们已经形成了可生产制造全系列摊铺机产品的能力，并得到广泛应用，可满足各种工况需求。我国摊铺机起步晚于国外近五十年。但起点高，发展迅速。它是公路科技重大改革的产物，其技术水平是随着公 路 交 通 事 业 的 不 断 发 展 而 步 步 升 级 的 。二十世纪七十年代以前，我国沥青路面的摊铺是用人工摊铺的。七十年代初期，我国公路沥青路面的结构形式，由过去单一的表面处治发展到贯入式、上拌下贯式、沥青碎石和沥青混凝土。尤其是沥青混凝土这一路面结构形式的出现，引发了路面材料摊铺方式的改革，过去人工摊铺的方法在平整
14、度和生产率方面都达不到施工要求。于是，七十年代中期，公路交通部门受到国外摊铺机的启发，开始制造小型沥青混凝土摊铺机。如当时的上海市政工程管理局机械修配厂、无锡市政机械修造厂和天津市政机械修造厂都生产过小型机械传动的摊铺机，但都用于本系统的公路建设。1974 年交通部下达科研任务，由交通部公路科学研究所、交通部第一公路工程局和交通部西安筑路机械厂联合研制 LT6 型沥青混凝土摊铺机。1975 年完成设计，1976 年由西安筑路机械厂完成样机试制任务，1977 年通过鉴定后开始批量生产。LT6 型摊铺机是我国自行研制的第一台摊铺机，该机的主要结构性能特点是：轮胎式，机械传动，机械加宽熨平装置，最大
15、摊铺宽度 4.5 米，振捣夯实，柴油加热，发动机功率 48 马力。1982 年和 1984 年又先后两次对 LT6 型摊铺机进行改型，形成了 LT6 系列产品。改型后的 LT6A 型摊铺机能够加装自动调平装置，LT6B 型摊铺机的熨平装置为液压伸缩式熨平装置。LT6 系列的摊铺机连续生产了十几年，共生产了两千余台，成为我国沥青路面机械化摊铺的主要机械。新型伸缩式沥青混凝土摊铺机共 68 页 第 6 页装订线在这期间，我国交通建设事业不断发展，对摊铺机的技术性能要求也在不断升级，这突出表现在摊铺作业质量和摊铺宽度上。如对沥青路面平整度的要求，交 通部 一九八三年颁布的 JTJ032-83公路沥青
16、路面施工技术规范中规定不大于 5mm/3米直尺，一九八五年颁布的 JTJ071-85公路工程质量检验评定标准中规定高速公路不大于 3mm/3 米直尺，一九八六年颁布的国标 GBJ92-86沥青路面施工及验收规范中规定平整度标准差不大于 2.5mm。因此，二十世纪八十年代末，我国各生产厂家相继从国外引进了不同层次的摊铺机生产技术，以适应公路交通建设发展的需要。1988 年西安筑路机械厂从德国 DYNAPAC-HOES 公司引进了性能先进的 1200R 型摊铺机技术，首先生产了 LTY8 型摊铺机。该机主要性能特点是：轮胎式，全液压传动，液压伸缩式熨平装置，振捣+振动夯实，机电液一体化，最大摊铺宽
17、度 7.25 米，发动机功率 82kW。1989 年镇江路面机械制造总厂引进日本新泻铁工所 NF 系列摊铺机技术，制造了 2LTLZ45 型沥青混凝土摊铺机。该机为轮胎式，机械传动，液压伸缩熨平板，最大摊铺宽度 5 米。1989 年徐州工程机械制造厂引进德国福格勒公司摊铺机技术，组装生产了 S1700 型沥青混凝土摊铺机。该机为履带式，全液压传动，液压伸缩及机械加宽熨平装置，电加热液压脉冲振捣梁，最大摊铺宽度 8 米。在沥青路面施工方法上，二十世纪八十年代我国先后出台的几个技术标准，都推荐采用全路幅摊铺。因而进入九十年代以后，大宽度摊铺机的市场前景看好，各摊铺机生产厂纷纷推出 9 米12 米宽
18、的大型摊铺机。2.3.2 我国摊铺机概况已形成可批量生产制造履带和轮胎式、铺宽为 312。5M 的多品种系列摊铺机产品，适应不同工况的需求。国产摊铺机产品在技术水平、质量、使用性能等方面已基本上达到或接近国外先进水平。拥有一批具有相当先进技术和可进行批量生产的专业摊铺机制造工厂，年生产能力可达 1500 台套以上。国产摊铺机已得到道路施工的广泛应用，其比例不断升高，已成为主导机型。培养了一大批摊铺机开发研究、使用治理、维修保养等方面的专业人才，为今后进一步发展打下良好的技术甚而。2.3.3 我国摊铺机的选型摊铺机发展中的选型必须紧密地结合中国道路施工的具体国情和需求。在借监国外先进技术和结构时
19、，要遵循充分满足中国道路质量和合理成本等要求。否则将会导致不必要的浪费，甚至产生诸多严重后果。下述几个方面应予以总结，少走弯路。2.3.4 低速高密实度摊铺的理念目前我们施工应用摊铺机产品绝大多数是低速高密实度型式的摊铺机。它具有可提高摊铺平整度，减少材料浪费和减少压实遍数等优势。此外，我们目前施工机新型伸缩式沥青混凝土摊铺机共 68 页 第 7 页装订线械配套能力也较低。实际施工证实：采用低速高密实度摊铺机，要比快速摊铺机更合理，在有效地保证质量的同时，还能适当降低成本。2.3.5 履带式和轮胎式的选择履带式摊铺机履带接地面积大，具有摊铺作业过程中附着牵引力性能良好，不易打滑，同时可起到更好
20、的摊铺滤浪作用，提高摊铺平整度、平稳性。公路大规模的连续摊铺作业很少转移工地，故履带式摊铺机更适合公路施工，而城市道路施工，假如转移过多，则选用轮胎式更适宜。2.3.6 采用稳定士摊铺机进行基层摊铺采用自行研制的性价比较为合理的国产稳定士摊铺机进行道路基层稳定材料的摊铺，替代平地机摊铺方式，由于摊铺平整度较好，及路边缘整洁，可减少 10%15%材料浪费，减少压实遍数，提高生产效率等。尤其可以保证公路基层良好的施工质量。2.3.7 中国摊铺机的技术发展发达国家的摊铺机制造和应用已有 80 余年的历史。我国是从 20 世纪 60 年代才正式开始，快速发展阶段不足 10 年，目前已具有年生产制造 1
21、500 台套以上的能力。现已进口了德国进口摊铺机均超过 200 台套。其中以 ABG 和福格勒公司的摊铺机产品居多。中国已成为德国摊铺机的主要进口国，约占德国每年总产量的 1/5 左右。2.3.8 对我国摊铺机发展的看法摊铺机的质量主要包括技术性能、结构、可靠性、稳定性以及故障率等综合指标。评估摊铺机的优劣，要采用在多种工况下，定量的施工时间的科学方法进行考核验证和评估。 （1）我国目前各个制造厂家生产的高档摊铺机产品基本上都采用德国先进摊铺机型的技术和结构。其主要的液压元件、电控元器件、传动箱体等均选用进口件。亦有发动机也采用进口产品。因此摊铺使用性能、平整度、压实度、摊铺路面几何尺寸以及使
22、用工况等方面基本上均可达到国外同类摊铺机的技术水平。 （2）我国摊铺机在使用可靠性、稳定性以及故障率等方面尚存在相当大的差距，由于国内整体技术水平，加工工艺，装配，人员素质以及国产配套件和材料等方面差距较大，故使得我们的产品制造方面存在诸多先天不足。 （3）国产配套件包括发动机、液压件、电控元器件、传动部件以及重要材质等方面的质量，均与国外有相当大的差距，但这是影响摊铺机产品质量的关键条件之一。因此，急待完善和提高，否则将会制约摊铺机的质量和技术发展。 （4）自主开发创新能力急待改进和提高。我们在引进、学习和借鉴国外先进技术、结构等方面都做得相当不错，也很及时。但属于我们自主开发的专利技术和结
23、构极少，这将会制约我们今后的发展和产品大规模出口业务。 新型伸缩式沥青混凝土摊铺机共 68 页 第 8 页装订线（5）各摊铺机搀假充分利用了解中国国情、市场以及摊铺机产品的优势，开发研制出稳定土摊铺机。多种档次的摊铺机产品等方面适应了中国市场不同工况需求，使我国摊铺机产品市场实用性很强，在这方面取得了良好效果。 （6）中国摊铺机不能停留在国内市场上进行残酷价格战的层面上，要在质量和品牌上多下工夫，开发研制出同档性价比占优势的多档产品，增强自身的竞争力。同时要利用我们的性价比优势，尽快大力开拓国际市场，逐步形成稳定的国际市场。 2.4 现代先进摊铺机的关键技术和结构（1）左右行走履带全液压独立驱
24、动方式。可实现圆滑转向摊铺以及无级变速的性能。（2）全自动比例供料系统。全自动比例及非接触式传感控制方式，使供料自动保持均匀、稳定。确保高质量连续摊铺作业。 （3）多种组合形式的高密实度熨平装置。目前具有多种组合的高密实度熨平装置，分别采用不用工作原理和结构。福格勒公司近期开发研制适合不同工况的多种熨平装置，更便于用户选择应用。 （4）组合式自动找平系统。将参照基准分别设置在已摊铺和未摊铺的路面上，并采用非接触式传感装置，有效地提高了摊铺平整度和应用机动性能。 （5）全轮驱动的轮胎式摊铺机。加大了附着牵引力，减少打滑，改善了轮胎式摊铺机的使用性能。 新型伸缩式沥青混凝土摊铺机共 68 页 第
25、9 页装订线第三章 沥青混凝土摊铺机的市场调研和可行性分析3.1 市场概述2006 年是“十一五”规划的开局之年，包括铁路、公路等项目在内的大批国家重点工程项目开工建设，相应地拉动了对工程机械产品的需求，但摊铺机用 途的单一性导致其市场需求空间狭小，同时国家宏观经济调控政策尤其是基础建设投资调控，对摊铺机市场需求影响较大，因此市场容量相对其他工程机械较小。 在即将到来的“十二五”规划利好因素影响，与工程机械行业整体缓慢回升的大形势相一致，摊铺机市场也出现了一些反弹的信号，进入下半年以后各厂家销量有所提升，同时工程机械行业中的优势企业与其他企业之间的差距也在拉大。 3.2 厂家分析1. 中联重科
26、中联重科 2010 年推出摊铺厚度小于 2 厘米的 SUPER130 沥青摊铺机。其摊铺宽度达到 13 米，摊铺厚度最大可达 350 毫米，摊铺效率达到 900T/H；加热速度国内第一，具备实用防风功能，加热时间缩短 30%；具有多模式自动摊铺功能，包括节能、薄层摊铺、中厚层摊铺和大厚度摊铺模式等； 有自动记忆功能，可根据需要，分析前期各项参数，自动重新进行参数设定和更新，使摊铺机一直保持最佳工作状态；自动数据查询、远程数据监控功能，可查询设 定参数，故障、工作小时数、摊铺公里数据等。2. 新科动力新科动力与中方合资的新品牌“道胜”在去年年末强势亮相。江苏华通动力借力出品两款小型路面摊铺机 S
27、PS27 型摊铺机、EPC125 型摊铺机。SPS27 型摊铺机采用美国 LEEBOY 的技术，全液压传动，方便、灵活，主要用于小型路面的施工，宽度最小可达 0.6m；EPC125 型摊铺机，采用全电子控制发 动机，具有高效、低耗和环保新理念；全液压驱动，微电脑恒速控制，具有数字显示和故障诊断功能；超声波料位控制，可实现自动比例均匀供料，减少离析现象； 高强度双振捣、带振动装置熨平板，无论摊铺基层和面层都能达到理想的摊铺效果。新型伸缩式沥青混凝土摊铺机共 68 页 第 10 页装订线3. 山推山推的 SRP135 沥青混凝土摊铺机成为山推 2011 年度多元化发展、新经济增长点的战略产品。该产
28、品采用潍柴 WP7 型 182KW 电控发动机，储备功率大，能满足各种大负荷工况；采用智能一体化控制系统和 CAN-BUS 总线技术， 以及 CAN 总线型高精度智能化自动找平控制系统，具有找平精度高、抗干扰性强等优点；横向满足0350mm 的摊铺厚度，纵向可在 13.5 米内按要求配置 摊铺宽度，从而满足各种工况要求下的高效、快速的连续摊铺作业。4. 维特根维特根 2010 年也推出了新品福格勒 600 型摊铺机。其履带宽度 1.1m，外形宽度 1.2m，无级变速宽度为 1.12m，质量 5.3t，最大摊铺厚度 15cm。通过装配减宽靴，最小摊铺宽度可达 0.5m。具有 ECO 经济型运转模
29、式，配装 145 道依茨发动机，熨平板采用电加热，是非常适合于人行道、自行 车道、小型区域、公共场所、维修改造工程、狭小区域施工的理想机型。5. 沃尔沃沃尔沃的 6820 摊铺机体现了行业的领先水平，是追求高生产率的筑路机械客户的理想选择。升级的摊铺机型号摊铺宽度、厚度大，适用于各类磨耗层、粘结层和 路基作业，最大摊铺宽度可达 9 米。此款升级机型配备电子摊铺机管理系统（EPM）确保最佳的摊铺质量，采用电子控制的行驶驱动装置确保设备获得均衡的推进 力、精准的直线前进、转弯和平稳起动，并提供全方位的操作员视野和动力强劲又环保的沃尔沃发动机。3.3 国内及国外产销量今年行业骨干企业累计销售摊铺机约
30、 900 台，其中徐工科技、镇江华晨华通、鼎盛天工等销量超百台。徐工科技、陕建、三一重工、镇江华晨华通、成都新筑、西 筑等六家企业 2005 年总销量 661 台，2006 年 1 至 9 月累计销售 612 台，同比下降7.4；其中三一重工、西筑同比上升，分别为 100、 48.72，其余 4 家均为下降，徐工科技下降 17.8、陕建下降 38.84、华晨华通下降 3.47、新筑下降20.25%，除华晨华通外均高于行 业下降幅度。主要原因是国内部分摊铺机生产企业纷纷加大对摊铺机市场的资本投入，扩大摊铺机产品宣传，提高其产品竞争力，竞争激烈；同时国内摊铺机用户、 道路施工单位对英格索兰、戴纳派克、福格勒等国外品牌认可度提高。另外，租赁利润可观，扩大了进口摊铺机的需求空间，进口设备占据摊铺机市场份额增大。自 2004 年国家宏观经济政策调控以来，摊铺机国内市场容量发生了变化，竞争
