筑路“变形金刚”的动态变宽和二次搅拌

筑路“变形金刚”的动态变宽和二次搅拌

这是中国自主研发的世界一流筑路装备，如何用最简单的方法解决世界级难题，敬请关注《走近科学》筑路“变形金刚”。

二次搅拌原理抗离析摊铺机

布料器变搅拌器 摊铺宽度可伸缩
伸缩料斗可开合 驾驶座椅可旋转
稳定重心有两轮 摊铺厚度可调整

港珠澳大桥是全世界最长的跨海大桥，被称为新世界七大奇迹之一，现在隧道内正在进行的是给海底隧道铺盖一床厚达十多厘米的黑色被子，分三层铺装沥青柏油路面。

林鸣：这个铺得比我想象的要好，我看这条线很均匀嘛。做得不错，真做得不错，真的做得不错，好漂亮！国产设备真行！

这到底是一个怎样的铺路装备，林鸣的评价引发了记者的好奇，循着隆隆的轰鸣声记者发现了一台从未见过的，完全跨越整个路面的铺路装备。

记者：这就是那台大的变形金刚？

綦总：是，变形金刚结构超大型抗离析摊铺机。

记者：这台是最大的那个吗？

綦总：是的DT2000

记者：2000是什么意思？

綦总：是摊铺宽度可以到20米

记者：就说它展开后可以到20米

綦总：一机20米一次摊铺，没有中间接缝

记者：现在到达20米了吗？

綦总：现在是12.5米，隧道内12.5米出去以后15.05米再加宽段19.05米，然后再到15.05米。这个布料装置可以多级折叠，根据路面的宽窄变化可以折叠布料装置。可以折回去，可以收回来而且是多级的，这个伸缩熨平可以无级伸缩，那是无级伸缩的。

可以自由伸缩地调整路面的摊铺宽度是这台摊铺机被形象称为“变形金刚”的主要原因，但它的神奇之处远不止这些，它还有一个核心功能那就是它解决了高速公路施工工艺中一个世界级的难题，阻止了混合物料的离析，所有的变形都是围绕这个核心而展开。

中国从上世纪八十年代开始修建高速公路，九十年代开始大面积推广，高速公路的早期损坏被称为公路“癌症”修修补补成为一种常态，为何引进了国外的先进设备却铺不出国外应有的公路质量呢?

姚教授：这个问题通过我们长期的观察发现是最后一道施工工序，就是摊铺机作业过程中把人家材料的级配破坏了，就是原来的设计思想得不到落实，这么个原因。

级配是指混合物料中不同规格碎石间的一个最佳配合比，混合物料中某一类分子由于物性相同而发生集聚进而引起物料的相互分离的现象叫离析，级配比例再好如果摊铺过程中发生了离析就会直接影响高速公路的质量，如何阻止这种离析现象的发生呢？

把布料器变成搅拌器这是姚怀新用最简单的方法解决最复杂问题的思路，但要实现这个想法是牵一发动全身的问题。

就说这样搅拌功能的螺旋搅拌器它要消耗很大的功率，你搅拌功能的摊铺机螺旋系统消耗的功率是整机功率的三分之二以上，那这就带来一个问题了，传统摊铺机它的动力驱动系统不强大你要重新进行参数匹配和设计，让这个螺旋的动力驱动系统能够输出整机功率的三分之二以上不但在功率的匹配上要实现在结构上也要有这种能力。

记者：姚老师这台摊铺机，它的液压杆能来回地伸缩，它的核心技术在哪里面呢？

姚教授：核心技术关键是螺旋系统的强制二次搅拌原理，因为这是抗离析的关键，就是这个螺旋系统，因为传统的摊铺机，螺旋是一个布料的功能。

记者：就是整台机器抗离析和二次搅拌的核心是这个机器，是吗？

姚教授：对，是这个螺旋系统，螺旋系统是二次搅拌物料把前面的离析环节都给它消除了，对，这个原理，但是这个二次搅拌的时候需要很大的动力驱动，而传统摊铺机的动力驱动系统功率不够，这要有个强大的动力输出机构就是这螺旋的动力驱动系统。

记者：这个有什么说法吗？它强在哪？

姚教授：它强在它的功率配置比较大，比传统摊铺机动力要大一倍以上，在这么小的空间里要把这么大的动力传出去，这个结构形式和传统的也不一样。

记者：就是我们要把它做强又要做小。

姚教授：对，这个空间有限，它要传递那么大的功率这么小的空间这么高的温度，这个沥青温度一百七八十摄氏度你要传递那么大动力，确实里面有很多问题，需要采取一些特殊的措施。

记者：什么特殊的措施？

姚教授：那就是它的结构形式和传统的不一样，传统是链条，这起码是齿轮，这一套传动的方式。

记者：更为复杂，更为精密。

姚教授：是的

为了保证送料的顺畅、快捷他们又开展了快速上料可伸缩可开合的装置，以及摊铺厚度可调整的研发最终形成了一个名副其实的筑路“变形金刚”。

（本文来自中大机械）