机械设计制造及其自动化开题报告.doc

本文档系作者精心整理编辑，实用价值高。 二一九届毕业设计开 题 报 告学 院： 工程机械学院 专 业： 机械设计制造及其自动化姓 名： 韩延波 学 号： 2504070713 指导教师： 丛卓红 完成时间： 本文档系作者精心整理编辑，如有需要，可查看作者文库其他文档。长安大学毕业设计（论文）开题报告表课题名称橡胶沥青水稳定性传动、测力装置的设计课题来源自选项目课题类型工程设计指导教师丛卓红学生姓名韩延波学 号2504070713专 业机械设计制造及其自动化一、本课题研究背景及问题的引出 本课题研究背景近年来，基础设施建设不断发展，沥青路面以其特有的优势，成为路面特别是高速公路的主要形式，因此，怎样提高沥青混合料的性能成为以后基础设施建设和从事这方面研究人员的重点；另外，随着社会的不断发展，汽车使用量的急速增加，废旧轮胎的堆积不断给环境造成危害。废旧轮胎综合再利用， 既能有效地消除“黑色污染”；又节约资源，缓解我国橡胶资源的匮乏；再之，众所周知，沥青混合料的两大矛盾：高温抗车辙性能和低温抗裂性的矛盾，水稳定性和抗滑性能的矛盾，怎样解决这两个矛盾：为解决这些问题，各国已经开展了不少的研究，其中，废旧轮胎橡胶粉作为改性剂使用在公路中是一种不错的方法。研究证明：橡胶沥青混合料具有很好的低温和高温性能，不失是一种解决环境和满足工程需要的一种好材料。例如，日本东洋橡胶公司和鹿岛道路公司共同研究发现，将3%-5%的废旧轮胎粉加入沥青后用来铺路，具有以下优越性能： 即使在很低温度下，路面仍具有一定的弹性，因此，车辆行驶时车轮即可破坏掉路面上结的冰层，从而起到抑制路面结冰的作用；增大轮胎与路面之间的滑动阻力；降低车辆的行驶噪声；提高路面的耐磨性能。再如，我国黄文元等人通过对同一级配SBS改性和橡胶改性沥青混合料马歇尔试验，车辙试验作高温稳定性评价，劈裂试验作低温抗裂性评价，并参考美国和南非橡胶沥青的规范，提出了适合我国的橡胶沥青混合料技术指标体系。 废旧轮胎橡胶改性沥青在国外的应用已经很早了，且形成了成熟的技术规范要求，但对于我国来说，橡胶沥青的应用技术由于其他一些原因，至今还没有比较成熟的技术，也没有说明其设计的方法，因此，对于橡胶改性沥青的研究需要进行的工作很多，由于废旧轮胎橡胶粉的独特性，其中的问题也有很多。例如：改性机理的深入研究（橡胶粉与沥青到底是怎样互融的，中间是否有一些化学反应发生？添加哪些外加剂有利于橡胶粉与沥青的融合等等）； 混合料施工工艺的研究（虽然规范对于热拌沥青混合料的施工方法有了相关的规定，但是并没有具体的说明，特别是对于橡胶沥青混合料更是没有提及。因此，对于其实际的施工工艺，碾压工艺的探索和实践，还需要在很多的实际工程过程中去实施。）橡胶沥青的评价指标的研究以及由此带来的相关评价指标的设备的研究（随着化工行业的不断发展，各种改性沥青不断出现，目前现有的指标，已经存在不少问题。对于改性沥青，如何选择一个合适的评价指标，如何设计一种简单实惠的试验设备，既能够反应材料的性能，又操作方便可行，是值得进一步研究的）；问题的引出鉴于上述关于橡胶改性沥青需要进行的工作中的第三条即：橡胶沥青的评价指标的研究以及由此带来的相关评价指标的设备的研究，考虑到实际中关于沥青混凝土水稳定性传统评价方法中存在的问题（例如，在水稳定性试验的浸水马歇尔试验中，虽然橡胶沥青混合料表面的沥青也没有明显的脱落，但有研究证明是由于废旧轮胎橡胶粉的独特性而在混合料表面裹附着一层坚硬的薄膜，从而表面上没有明显的脱落，但实际中橡胶沥青混合料的水稳定性却不能与相应试验结果下的其它沥青混合料的水稳定性相适应，也即，橡胶沥青与石料之间的粘结力不牢固，根据水稳定性作用机理即，粘附理论（水降低了沥青的粘附性、对沥青形成冲刷，水进入沥青与集料间、隔离了沥青与集料的粘结；），这样这种试验就不能准确地判断橡胶沥青的水稳定；一些学者也排除了由于温度的影响，甚至在高压锅中经过实验橡胶沥青也不能脱落，但粘结力不足，也即不能达到判断橡胶沥青混合料水稳定性的实验目的；所以通过测定石料与橡胶沥青的粘结力来间接反映橡胶沥青的水稳定性更有说服力，为了方便试验和研究，需要一种装置来进行对橡胶沥青混合料的水稳定性进行评价。二、国内外橡胶沥青水稳定性评价方法状况沥青混合料的水损害破坏是指沥青路面在水存在的条件下，经受行车荷载和温度胀缩的反复作用，一 方面水分逐步浸入到沥青与集料的界面上，同时由于水动力的作用，沥青膜渐渐地从集料表面剥离，并导致集料之间的粘结力丧失而发生路面破坏的过程。沥青混合料的水稳定性不足主要表现为沥青路面的水损害破坏，是沥青路面早期损坏的主要类型之一，其表现形式主要有网裂、唧浆、掉粒、松散及坑槽，它不仅导致了路表功能的降低，而且将直接影响到路面的耐久性和使用寿命。虽然目前国内外采用多种方法评价沥青混合料水稳定性（浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验和冻融劈裂试验等），然而从国内大量新建路面开放交通一二年就出现不同程度的水损害来看，效果并不理想，其根本原因除了受施工水平等主观因素影响外，主要还是由于现行试验方法难以真实反映沥青混合料的水稳定性造成的，目前关于沥青混合料的水稳定性评价方法主要有一下几种：煮沸试验：评价沥青与粗集料的粘附性；浸水马歇尔试验：两组马歇尔试件，一组在60恒温水槽中保养30min40min，另一组在60恒温水槽中保温48h，测马歇尔稳定度的比值；冻融劈裂试验：将马歇尔试件以标准的饱水试验方法真空饱水，放入塑料袋中加入约10ml水，扎紧袋口，将试件放入-18的冰箱保持16h，后撤去塑料袋，放入60的恒温水槽中保持24h，再将试件浸入温度25的恒温水槽中至少2h，测试劈裂强度比。（年最低气温低于-21.5的寒冷地区）；浸水车辙试验。关于这些试验方法还在不断的发展中，如：马新，郑传峰研究证明：在利用马歇尔残留稳定度来评价沥青混合料水稳定性的过程中，试件的浸水条件与路面实际浸水条件明显不同，因此实验结果与使用效果存在很大的偏差；袁万杰，陈忠达，王宏军研究证明：浸水马歇尔试验和真空饱水马歇尔试验无法模拟实际路面上空隙水受行车荷载作用对沥青墨的挤压破坏作用，不能准确地评价沥青混合料的水稳定性；国外目前有比较先进的MTS低温拉伸实验设备，可以比较准确地反应拉伸时的力，并能准确控制环境温度，但价格比较昂贵，国内没有一种单纯测试粘结力来从侧面反应橡胶沥青水稳定性的设备。三、本课题的研究内容、方法、手段、预期成果本课题的研究内容：了解沥青水稳定性的一般评价方法，总结其中存在的问题，根据国外先进装置知道装置能够评价橡胶沥青水稳定性的原因；根据国外先进设备类比选材，确定材料、材料的尺寸、并根据尺寸估算相应机构应具有的力的值；设计传动装置的，确定和变换力的测量方法，相应传感器的选择及传感器的布置位置的选择，显示装置的选择；装配整个装置，调试，试验，整理试验结果。本课题的研究方法、手段：通过上网和到图书馆，借阅各类相关资料，了解一般沥青、橡胶沥青水稳定性的现行评价方法及存在的问题；通过了解国外先进设备的尺寸，大概设计石料材料的尺寸，咨询老师，大概知道该尺寸的橡胶沥青与石料的结合力及达到实验要求所需的力的大小；运动方式的选择，结构的设计，结构材料的选择；力的测量方式的设计，传感器的选择及电路的设计的选择，显示装置的选择，总统结构的设计、组装；装置的调试，试验，试验结果的分析，装置的改进；本课题的预期成果能方便地控制相应机构完成两块石块的拉伸，测出橡胶沥青与石料之间粘结力的大小，从而为橡胶沥青水稳定性的评价提供依据。四、毕业设计（论文）进程安排序号 设计（论文）各阶段名称 日期（教学周）1 参观实习及调研阶段 2.28-3.6（第1周） 2 资料收集检索和撰写开题报告 3.7-3.20（第2-3周）3 具体毕业设计（论文）工作 3.21-6.5（第4-14周）4 成果整理完成毕业设计（论文） 6.6-6.12（第15周）5 验收和评审阶段 6.13-6.19（第16周）6 毕业设计答辩和成绩评定 6.20-6.26（第17周）指导教师意见及建议：指导教师签名： 年 月 日注：1、课题来源分为：国家重点、省部级重点、学校科研、校外协作