1.叙述工程机械的作业特点和性能要求。 工程机械种类繁多，大多在野外作业，其作业特点和对机械的性能 的要求有以下特殊之处： 第一，工程质量是百年大计，对机械作业质量的要求越来越高， 机电液一体化技术得到了广泛的应用。如，路面的平整度、承载能力 和寿命，对路面机械的各项性能都提出了较严格的要求。作业质量控 制的对策主要有两条：一方面应加紧新型工作原理机器的研究，另一 方面就是采用机电液一体化技术来提高机器的性能。 第二，工程机械工况复杂，作业对象多变，常常在变载荷情况下 工作， 对机器的可靠性和适应能力有较高的要求。 例如铲土运输机械， 铲土、运土、卸土、回程。铲土中可能遇到石块、树根等障碍，土壤 的湿度、坚硬程度、成分随作业地段和区域不同也总在变化，机器总 处于变载荷、甚至超载荷的工作状态。要保证机器连续可靠的工作， 除对机器作业实行有效的控制外， 对机器的设计和使用都提出了新的 要求。由于机器作业对象的状态和环境条件呈随机性变化，因此载荷 也往往是随机变化的。应用概率统计的方法得到的载荷谱，是机器可 靠性设计的真实依据。 第三，机器工作装置与作业对象的相互作用过程和机理的研究， 是设计机器和改善其性能的关键。 机器的作业实际是靠工作装置来改 变作业对象，这涉及机械工程和土木工程两大学科。只有将机械和土 木工程的知识紧密结合起来，才可能找到创新的突破口。 第四，机器的性能应与施工工艺相适应。采取先进的施工工艺，
在当今沥青混凝土工厂中，广泛应用旋转滚筒来加热材料。当滚 筒旋转时， 松散物料颗粒被输送和分散在从载热体可获得热量的所有 容积内，引入温度达 600℃的热气直接干燥材料。实践已证明了这种 方法的有效性。但进一步的试验研究证明，向粒状物料传热的最有效 办法是热交换过程在物料处于振动沸腾状态下进行。 将振动筛稍加改 造就可用来实现此热交换过程。筛网将传热空间分成两部分，被加热 材料在筛网上，热气在筛网下空间流动。处于筛网上但不能下漏的材 料在激振力的作用下， 以大于自由落体加速度 g 振动时处在极为疏松 的状态，此时经过筛网从下向上吹进热气。在振动及热气的联合作用 下，材料颗粒不断混合着，增加了移动层物料间的多孔性，降低了物 料间摩擦力，加热均匀，加热结果与颗粒组成无关。因为物料的每个 颗粒实际上都被透过物料层的气流冲击， 振动的物料层处在极为疏松 的状态，因此形成物料在“沸腾”状态的效应，这就为载热介质和物 料间的热交换创造了极为有利的条件， 故称这时的物料层为振动沸腾 层，这种干燥法为振动沸腾层法。工业生产结果表明，与滚筒干燥法 相比，干燥单位容积砂时，若设备的外廓尺寸相同，生产率提高了 70%，能耗减少了 40%，大颗粒物料形成振动沸腾时热交换过程进行 得更加有效，如砾石、卵石等。振动沸腾层法的研究也为解决粮食等 干燥问题提供了一条途径。 6.试分析普通压路机压实作业的不足。 一般来看， 沥青混凝土路面的孔隙率为 3~5%， 仍存在着减少的余 地。众所周知，压路机滚轮的接地压力应接近压实材料的强度极限，
2 加强机械设备的维护保养是提高机械设备使用性能的重要途 径。 机械设备的维护保养质量是机械设备使用的前提和基础，机械设 备在长期的使用过程中，机械的 零部件磨损、间隙增大、配合改变， 机械设备应有的静平衡和动平衡被破坏，工作稳定性、可靠性和 机 械的工作效率都显著下降， 甚至会造成某些总成和零部件的永久性伤 害。因此，定期进行维护保养情况检测，并认真做好机械设备的维护 保养记录。具体内容包括以下 4 个方面： (1)加强设备的保养工作，防止误保，杜绝漏保。 (2)加强设备的日常检查工作，检查结果应详细记录，不但要包 含以往的维修保养记录、换件记 录，而且要包含日常使用情况和工 作量的记录， 以便分析、 判断机械故障， 及时而准确地消除故障隐 患。 (3)机务管理者应及时掌握情况、了解全局，作出合理、详细的 机械维修计划，并对维修作业、采 购活动作出指示和监督，避免不 必要的维修及其费用的浪费。 (4)加大机务管理力度，建立健全机械维修、保养规章制度，强 调机务管理作用 3 加强对环境的管理和维护是提高机械设备使用性能的必要途 径。 许多大型的机械设备如沥青混合料搅拌设备、稳定土拌和设备、 联合式破碎机等规模都很大，每一部分的质量都在几吨到几十吨，对 工作场地的要求比较严格。工作场地的选择要充分考虑到 风向、河
但不应该超过它，最好是强度极限的 0.8～0.9 倍。因此，依靠增加压 路机质量或线压力，来强化压实过程的方法受到限制。 包括沥青混凝土在内的所有材料的加载过程，可看作同时发生的 两种现象的总和:应力增加和应力衰减.尽管高温混凝土在热状态时应 力衰减很快，但在路面层中仍有残余应力,在压实过后的一段时间内 残余应力还相当大。沥青的主要组分有沥青质、树脂和油份等。沥青 分布在材料表面后,在混合料中有两种状态：结合在结构中或处于自 由状态。在材料和沥青粘结时,沥青裹在材料颗粒表面,封锁了粗糙的 材料表面的部分孔隙,处在孔隙中的空气、水等阻止沥青的渗入,使材 料的部分表面仍未被沥青包裹。摊铺和压实沥青混凝土时,使材料颗 粒相互靠近而挤压,材料表面沥青膜的厚度变薄。挤出的沥青要渗入 材料表面的空穴和缝隙中。压缩处在这里的气体，使封闭在孔隙中的 气体压力超过了大气压力，层内形成残余应力，这是普通压实所固有 的特点。除这类封闭的孔隙外,在沥青和材料相互作用的边界处和沥 青组织内，还存在相互贯通并和道路表面大气相通的微孔网络。 7.试分析路面真空压实技术的机理。 包括沥青混凝土在内的所有材料的加载过程， 可看作同时发生的 两种现象的总和:应力增加和应力衰减.尽管高温混凝土在热状态时应 力衰减很快，但在路面层中仍有残余应力,在压实过后的一段时间内 残余应力还相当大。沥青的主要组分有沥青质、树脂和油份等。沥青 分布在集料表面后,在混合料中有两种状态：结合在结构中或处于自 由状态。在集料和沥青粘结时,沥青裹在集料颗粒表面,封锁了粗糙的
流和周围建筑物对设备可能造成的影响，并且场地要尽可能平整、密 实，避免机械设备在 使用过程中因重量大、剧烈振动等原因造成设 备的倾斜、基础塌陷等，造成不必要的损坏和经济 损失。机械设备 在酷热、严寒等条件下使用时，都应该采取必要的措施对机械设备进 行保护，并根 据实际情况对设备的一些参数进行必要的调整。如风 力的大小对机械设备的正常工作有很重要的 影响，风力过大时设备 的输料传送带就会发生跑偏， 严重时会发生输料传送带扯裂或输料皮 带架 倾斜、倒塌等现象。另外，由于现代大型公路施工机械的功率 都在上百千瓦到几百千瓦不等，因 此对机械设备提供动力的能源装 置的安全性、稳定性和经济性就有较高的要求。机械设备开机前 应 对能源装置进行系统的维护保养和检查，对发电机的输出功率、工作 的稳定性和安全性进行全 面的检查，为设备的正常工作提供强劲的 动力支持。 3.叙述机群智能化施工机械的含义。 机群智能化工程机械是指为完成高速公路等建设项目， 以实现最 优工作效率和最佳的工作质量的同步施工的智能工程机械的组合。 通 过对选配的智能化单机的状态、位置、性能、工作质量和施工进度的 在线检测， 由机群主控站根据施工要求完成机群施工的优化调度和动 态管理，完成施工管理部门、机器制造商、施工材料供应商间的有机 联系与合作，发挥机群的整体优势和内在潜力，实现施工质量好、资 源利用充分、效率高、成本低的综合目标。机群智能化将 CIMS 理念 和信息技术应用在工程施工系统，它综合了工程施工和管理、作业状
态的在线监测和故障诊断、自动控制、网络通信、动态优化调度等技 术，既体现了智能化工程机械单机技术的发展方向，又是施工与管理 技术的创新。 4.振动搅拌的作业机理及优点。 搅拌是物料间扩散、剪切及对流的过程。振动时，水泥混凝土 集料间摩擦力大大下降。因此利用振动搅拌混凝土能大幅度节约能 量。振动搅拌在搅拌的同时加以振动，使水泥颗粒处于颤动状态，从 而破坏了水泥凝聚团，使水泥颗粒均匀分布。同时振动搅拌使水泥颗 粒的运动速度增大，增加了有效碰撞次数，加速了水泥颗粒表面水化 生成物向液相扩散的速度，使水泥水化加速。此外，还可净化集料表 面，增加水泥和集料间的粘结力。因此，振动搅拌能有效地提高混凝 土的强度，混凝土的流动性也有所改善。试验。证明，当水泥用量不 变时，混凝土 28 天抗压强度约提高 50%，流动性略有提高；当混凝 土强度不变时， 大约可节约水泥 30%。 与普通的强制式搅拌机相比较， 在保证混凝土强度不变的条件下可节约近 20%的水泥； 由于振动使物 料间的摩擦力大大下降，相互碰撞的频率和速度增加，因此保证了塑 性以至干硬性混凝土的快速而高质量地拌和；当装置生产率为 60m3/h 时，搅拌主机的驱动功率仅为 2kW。试验证明，振动搅拌有 许多特点，主要是高效节能。与相同生产率的普通搅拌装置相比，由 于它没有减速传动装置，工作装置的频率高，结构又特别简单，质量 减轻了一半左右，可节约驱动功率 70%。 5.振动沸腾加热的作业机理及优点。
集料表面的部分孔隙,处在孔隙中的空气、水等阻止沥青的渗入,使集 料的部分表面仍未被沥青包裹。摊铺和压实沥青混凝土时,使集料颗 粒相互靠近而挤压,集料表面沥青膜的厚度变薄。挤出的沥青要渗入 集料表面的空穴和缝隙中。压缩处在这里的气体，使封闭在孔隙中的 气体压力超过了大气压力，层内形成残余应力，这是普通压实所固有 的特点。除这类封闭的孔隙外,在沥青和集料相互作用的边界处和沥 青组织内，还存在相互贯通并和道路表面大气相通的微孔网络。若在 路面上有一密封的真空室,某些微孔网络处于真空室下,这就破坏了混 凝土内部相互作用的气、液、固体三相间不稳定的力平衡。路层中空 气通道的压力就比大气压力低， 通道中的气体就朝压力更低的真空室 移动。同时，被沥青薄膜封闭在集料孔隙内的气体压力与通道中气体 的压力差陡增，沥青薄膜裂缝，逸出的气泡进入通道而排出。这有助 于沥青在表面力的作用下填充到集料的空穴及缝隙中去， 有利于沥青 的重新均匀分布。沥青膜的变薄及其微孔和集料缝隙中气体的排出， 使混凝土内部应力下降。因此，真空室的存在为孔隙率数量和尺寸的 减少都创造了条件， 而这又为进一步压实混凝土提供了极为有利的条 件。还应注意到，气体穿过路面层进入真空室时，使集料相对于自己 的平衡位置产生了平动和旋转运动，也有利于混凝土内部结构的改 善。 8.仿生柔性内衬的结构与特点。 内衬的结构与编结方法仿生柔性内衬的基本结构由坯料直径相同