專利名稱：室內(nèi)瀝青混合料旋轉(zhuǎn)振動壓實(shí)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于道路或其它類似構(gòu)筑物鋪面的鋪筑、修復(fù)用的機(jī)器、工具或輔助設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到室內(nèi)瀝青混合料旋轉(zhuǎn)振動壓實(shí)機(jī)。
背景技術(shù)：
瀝青路面是我國各級公路的主要類型，到2003年底，我國公路總里程已突破180萬公里，其中瀝青路面達(dá)130萬公里。在瀝青路面的設(shè)計(jì)過程中，需要考慮瀝青道路各結(jié)構(gòu)層材料組成、結(jié)構(gòu)層之間的組合、各結(jié)構(gòu)層厚度，以保證瀝青道路在各種環(huán)境條件下具有足夠的承載能力，以滿足行車荷載的要求。其中瀝青混合料合理材料配比直接影響到瀝青道路的整體性能和使用壽命。瀝青混合料由瀝青、不同粒徑石料和添加劑構(gòu)成，其中瀝青性質(zhì)、石料的種類以及各種材料的組成比例對瀝青混合料的路用性能有很大影響，性能良好的瀝青混合料是瀝青路面的重要組成部分。通常在鋪筑路面之前，需要通過室內(nèi)試驗(yàn)確定瀝青混合料的最佳材料配比。確定方法是在室內(nèi)成型不同材料配比的試件后，通過試驗(yàn)研究其物理力學(xué)性能，最終確定出各方面性能較好的瀝青混合料的最佳配比。
在瀝青路面的實(shí)際施工中通常主要采用振動壓路機(jī)對瀝青混合料進(jìn)行碾壓，振動壓路機(jī)的振動頻率、振幅、激振力等對瀝青混合料的密實(shí)程度起主要作用。在整個(gè)室內(nèi)試驗(yàn)過程中，瀝青混合料試件的制作對試驗(yàn)結(jié)果有直接影響，理想的瀝青混合料試件的制作應(yīng)該能夠盡可能的模擬實(shí)際施工過程中振動壓路機(jī)對瀝青混合料的壓實(shí)狀態(tài)，使室內(nèi)制作的瀝青混合料試件與實(shí)際施工過程中經(jīng)過壓路機(jī)壓實(shí)后的瀝青混合料保持一致。
目前國內(nèi)廣泛采用馬歇爾擊實(shí)儀在室內(nèi)制作瀝青混合料試件。具體是將加熱拌合后的瀝青混合料放入鋼模中，將固定重量的擊實(shí)錘提升到453.2mm±1.5mm的高度后，使其沿導(dǎo)向桿自由落下對瀝青混合料進(jìn)行擊實(shí)，正面和反面各擊實(shí)50次或70次，制作成圓柱形瀝青混合料試件，用于進(jìn)行測試瀝青混合料試件的各種性能，確定瀝青混合料的最佳配比。但這種瀝青混合料試件的制作方法與實(shí)際施工過程的振動壓實(shí)完全不相同，無法模擬實(shí)際振動壓路機(jī)振動頻率、振幅以及激振力變化對瀝青混合料的壓實(shí)過程，也無法模擬振動對瀝青混合料密實(shí)的促進(jìn)作用，成形后的試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實(shí)際施工后瀝青混合料的結(jié)構(gòu)差異較大。此外，在制作試件過程中，反復(fù)沖擊壓實(shí)將造成瀝青混合料中的石料破碎，使得預(yù)定的集料級配改變。另外，瀝青混合料成形時(shí)的溫度也對試件的成形質(zhì)量影響較大，而馬歇爾擊實(shí)儀不具備對瀝青混合料成形過程中的保溫功能。采用這種瀝青混合料試件進(jìn)行測試時(shí)，不能確定瀝青混合料的最佳配比。
目前，還有一種被稱之為旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀的室內(nèi)瀝青混合料壓實(shí)機(jī)具，該設(shè)備采用氣動垂直加載，壓頭可以以一定的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，壓實(shí)效果好于馬歇爾擊實(shí)儀，但該機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬國外專利產(chǎn)品，且價(jià)格昂貴，國內(nèi)很少使用，且均為進(jìn)口。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題主要在于克服上述瀝青混合料試件制作設(shè)備的缺點(diǎn)，提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、能耗低、使用方便、價(jià)格便宜、自動化程度高、所制作的瀝青混合料試件與瀝青道路結(jié)構(gòu)相同的室內(nèi)瀝青混合料旋轉(zhuǎn)振動壓實(shí)機(jī)。
解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是在機(jī)架的左右兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向桿或滑軌，在兩根導(dǎo)向桿上設(shè)置有可沿著導(dǎo)向桿或滑軌上下移動得的振動系統(tǒng)，該振動系統(tǒng)包括上車機(jī)構(gòu)和與上車機(jī)構(gòu)相聯(lián)接的下車機(jī)構(gòu)，在機(jī)架的上端設(shè)置有上端與手輪聯(lián)接、下端與掛鉤聯(lián)接的手輪軸，鋼絲繩的兩端固定聯(lián)接在上車機(jī)構(gòu)上、中部掛在掛鉤上，在機(jī)架的底部設(shè)置有電動機(jī)架和與旋轉(zhuǎn)底盤聯(lián)接的支柱，在電動機(jī)架上設(shè)置有電動機(jī)，電動機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)底盤相聯(lián)，在旋轉(zhuǎn)底盤上設(shè)置安裝有試件模具的試件模具底座，在機(jī)架上設(shè)置有保溫套筒支撐桿，安裝在保溫套筒支撐桿上的保溫套筒設(shè)置在試件模具外圍。
本發(fā)明的上車機(jī)構(gòu)為聯(lián)接桿的上端設(shè)置在彈簧壓板上、下端與下車機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，設(shè)置在聯(lián)接桿的上配重塊座上至少設(shè)置有1塊上配重塊，在上配重塊座與彈簧壓板之間、上配重塊座與下車機(jī)構(gòu)之間分別設(shè)置有緩沖器。本發(fā)明的下車機(jī)構(gòu)為與聯(lián)接桿下端聯(lián)接的振動電機(jī)架上設(shè)置有變頻振動電機(jī)，在振動電機(jī)架下設(shè)置有下端與下壓頭聯(lián)接的上壓頭，上壓頭上至少設(shè)置有1塊下配重塊，在振動電機(jī)架和機(jī)架上設(shè)置有位移指示器。
本發(fā)明的位移指示器包括設(shè)置在振動電機(jī)架上的標(biāo)桿以及設(shè)置在機(jī)架上的標(biāo)尺，標(biāo)桿的箭頭方向指向標(biāo)尺。
本發(fā)明的上壓頭為鋼材料上壓頭。本發(fā)明的下壓頭為尼龍或塑料或膠木柔性材料下壓頭。
本發(fā)明的緩沖器為彈簧。
本發(fā)明的傳動機(jī)構(gòu)為皮帶或?yàn)辇X輪變速箱或?yàn)殒溳嗘湕l傳動機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明采用振動壓實(shí)原理對瀝青混合料進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)過程中模擬瀝青道路的施工過程由振動壓路機(jī)對瀝青混合料進(jìn)行壓實(shí)，采用鋼模旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)配重塊的重量實(shí)現(xiàn)調(diào)整振動過程中的振幅以及振動頻率，保溫套可以保證制作瀝青混合料試件過程中瀝青混合料的溫度不變。本發(fā)明具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、能耗低、使用方便、價(jià)格便宜、自動化程度高、所制作的瀝青混合料試件與瀝青道路結(jié)構(gòu)相同等優(yōu)點(diǎn)，可用于在瀝青道路的設(shè)計(jì)試驗(yàn)中制作瀝青混合料試件。
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圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例主視圖。
圖2是圖1的左視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1在圖1、2中，本實(shí)施例的室內(nèi)瀝青混合料旋轉(zhuǎn)振動壓實(shí)機(jī)由手輪1、掛鉤2、鋼絲繩3、彈簧壓板4、彈簧5、上配重塊6、振動電機(jī)架7、變頻振動電機(jī)8、標(biāo)桿9、標(biāo)尺10、下配重塊11、上壓頭12、試件模具13、試件模具底座14、旋轉(zhuǎn)底盤15、電動機(jī)16、支柱17、電動機(jī)架18、機(jī)架19、皮帶20、保溫套筒支撐桿21、保溫套筒22、下壓頭23、上配重塊座24、導(dǎo)向桿25、聯(lián)接桿26、手輪軸27、主動皮帶輪28聯(lián)接構(gòu)成。
在機(jī)架19的左右兩側(cè)安裝有導(dǎo)向桿25，也可安裝滑軌，在機(jī)架19的上端通過螺紋聯(lián)接安裝有手輪軸27，手輪軸27上用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接有手輪1，在手輪軸27的下端安裝有掛鉤2，鋼絲繩3的中部掛在掛鉤2上，鋼絲繩3的兩端與上車機(jī)構(gòu)相聯(lián)接。本實(shí)施例的上車機(jī)構(gòu)由彈簧壓板4、彈簧5、上配重塊6、上配重塊座24、聯(lián)接桿26聯(lián)接構(gòu)成，彈簧壓板4的兩端套裝在導(dǎo)向桿外，彈簧壓板4可沿著導(dǎo)向桿25上下移動，鋼絲繩3的兩端固定連接在彈簧壓板4上，聯(lián)接桿26的上端用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接在彈簧壓板4的中心位置上、下端通過螺紋與下車機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，在聯(lián)接桿26的外部套裝有上配重塊座24，上配重塊座24可在聯(lián)接桿26外部上下移動，在上配重塊座24上放置有上配重塊6，在上配重塊6與彈簧壓板4之間、上配重塊6與下車機(jī)構(gòu)之間聯(lián)接桿26外套上裝有彈簧5，彈簧5用于模擬振動壓路機(jī)上車機(jī)構(gòu)的減震，彈簧5為緩沖器的一個(gè)實(shí)施例，也可安裝其他緩沖器，如液壓緩沖器、氣壓緩沖器、減震鋼板。本實(shí)施例的下車機(jī)構(gòu)由振動電機(jī)架7、變頻振動電機(jī)8、標(biāo)桿9、標(biāo)尺10、下配重塊11、上壓頭12、下壓頭23聯(lián)接構(gòu)成，振動電機(jī)架7用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接在聯(lián)接桿26的下端，振動電機(jī)架7上用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有變頻振動電機(jī)8，變頻振動電機(jī)8用于產(chǎn)生不同大小的激振力，在振動電機(jī)架7上的右側(cè)用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有標(biāo)桿9，標(biāo)桿9的箭頭方向指向安裝在機(jī)架19上的標(biāo)尺10，標(biāo)桿9與標(biāo)尺10構(gòu)成本實(shí)施例的位移指示器，也可用其它位移指示器，如數(shù)字位移指示器，位移指示器用于指示所制作的瀝青混合料試件的高度，在振動電機(jī)架7下用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有上壓頭12，本實(shí)施例的上壓頭12為鋼材上壓頭，在上壓頭12上可固定下配重塊11，上配重塊6和下配重塊11的重量以及個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)所需的靜壓力大小確定，本實(shí)施例的上配重塊6為4塊，下配重塊11為3塊，在上壓頭12的下端面上用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有下壓頭23，本實(shí)施例的下壓頭23為尼龍柔性材料下壓頭，也可用塑料、硬質(zhì)橡膠或膠木下壓頭，下壓頭23使得在制作瀝青混合料試件時(shí)不至于將瀝青混合料中的石料壓碎，有利于模擬實(shí)際振動壓路機(jī)對瀝青混合料的揉搓作用。上車機(jī)構(gòu)、下車機(jī)構(gòu)聯(lián)接構(gòu)成本發(fā)明的振動系統(tǒng)。轉(zhuǎn)動手輪1，手輪軸27上下移動，手輪軸27通過掛鉤2和鋼絲繩3拉動振動系統(tǒng)沿著導(dǎo)向桿25上下移動。在機(jī)架19的底部用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有電動機(jī)架18，在機(jī)架19的底部通過螺紋聯(lián)接固定安裝有支柱17，支柱17上安裝有旋轉(zhuǎn)底盤15。在電動機(jī)架18上用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有電動機(jī)16，電動機(jī)16的輸出軸上用聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有主動皮帶輪28，皮帶20安裝在主動皮帶輪28和旋轉(zhuǎn)底盤15上，電動機(jī)16旋轉(zhuǎn)，通過皮帶20帶動旋轉(zhuǎn)底盤15旋轉(zhuǎn)，主動皮帶輪28和皮帶20構(gòu)成皮帶傳動機(jī)構(gòu)，也可用齒輪變速箱或鏈輪鏈條傳動機(jī)構(gòu)傳動。在旋轉(zhuǎn)底盤15上安裝有試件模具底座14，試件模具底座14上固定安裝有試件模具13，試件模具13用于制作瀝青混合料試件，試件模具13由電動機(jī)16通過皮帶傳動機(jī)構(gòu)帶動轉(zhuǎn)動，模擬實(shí)際振動壓路機(jī)對瀝青混合料的揉搓作用，此外旋轉(zhuǎn)壓實(shí)有利于保證被壓實(shí)的圓柱形瀝青混合料試件各個(gè)方向上高度的一致性。在機(jī)架19內(nèi)側(cè)用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有保溫套筒支撐桿22，保溫套筒支撐桿22上安裝有保溫筒21，保溫筒21位于試件模具13的外圍，保溫筒21用于在成形瀝青混合料試件過程中對瀝青混合料進(jìn)行保溫。
實(shí)施例2在本實(shí)施例中，在上配重塊座24上設(shè)置有1塊上配重塊6，在上壓頭12上放置有1塊下配重塊11。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實(shí)施例1相同。
本發(fā)明的工作過程如下通過轉(zhuǎn)動手輪1將振動系統(tǒng)提升到一定的高度，取下試件模具13和試件模具底座14。
制作瀝青混合料試件時(shí)，操作者將拌合好的瀝青混合料(130～140℃)裝入試件模具13內(nèi)，將瀝青混合料、模具13、試件模具底座14放置在旋轉(zhuǎn)底盤15上。接通保溫套筒22電路，保溫套筒22對試件模具13內(nèi)的瀝青混合料進(jìn)行加熱保溫。
按照瀝青混合料試件的成形要求設(shè)定振動電機(jī)8的振動頻率、調(diào)整上配重塊6、下配重塊11的數(shù)量并通過調(diào)節(jié)彈簧壓板4上的螺紋件調(diào)整彈簧5的壓縮量。上配重塊6、下配重塊11的數(shù)量以及彈簧5的壓縮量可以改變振動壓實(shí)過程中的靜壓力和振幅。轉(zhuǎn)動手輪1使振動系統(tǒng)下降，直至下壓頭23接觸到試件模具13中的瀝青混合料并將掛鉤2與鋼絲繩3松開。
經(jīng)檢查沒有問題后，接通變頻振動電機(jī)8的電路，變頻振動電機(jī)8按照一定的頻率產(chǎn)生振動，由于受到導(dǎo)向桿25的約束，振動電機(jī)架7在豎直方向上振動，使得上壓頭12和下壓頭18產(chǎn)生振動，將瀝青混合料振動壓實(shí)成為瀝青混合料試件，在振動過程中，上壓頭12和下壓頭18的振動頻率可以通過調(diào)節(jié)變頻振動電機(jī)8的頻率來改變。
在振動壓實(shí)開始后，接通電動機(jī)16的電路，電動機(jī)16開始運(yùn)轉(zhuǎn)，通過皮帶20帶動旋轉(zhuǎn)底盤15轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)底盤15帶動試件模具底座14轉(zhuǎn)動使得試件模具13轉(zhuǎn)動。振動壓實(shí)過程中試件的高度可以通過振動系統(tǒng)的標(biāo)桿9與標(biāo)尺10的相對位置確定，振動過程中仔細(xì)觀察振動系統(tǒng)的標(biāo)桿9與標(biāo)尺10的相對位置，確定瀝青混合料試件達(dá)到壓實(shí)高度后，先關(guān)閉電動機(jī)16，使旋轉(zhuǎn)底盤15停止旋轉(zhuǎn)，然后關(guān)閉變頻振動電機(jī)8開關(guān)停止振動壓實(shí)。
瀝青混合料試件制作好以后，操作者可轉(zhuǎn)動手輪1，將振動系統(tǒng)提升至一定高度，先取下保溫套筒22，再將模具13、試件模具底座14連同成形好的瀝青混合料試件一同卸下，取下模具13后，用脫模器將瀝青混合料試件脫出。
本發(fā)明通過調(diào)節(jié)振動壓實(shí)過程中的振動頻率、振幅和靜壓力并在振動壓實(shí)過程中的瀝青混合料產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和保溫，有效地模擬了實(shí)際振動壓路機(jī)對瀝青混合料的壓實(shí)作用，避免了瀝青混合料試件成形過程中石料被壓碎，使得室內(nèi)成形的瀝青混合料試件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)盡可能的與實(shí)際振動壓路機(jī)壓實(shí)后的瀝青混合料保持一致，使室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果更具代表性，對瀝青混合料材料組成配比設(shè)計(jì)具有重要作用。
權(quán)利要求
1.一種室內(nèi)瀝青混合料旋轉(zhuǎn)振動壓實(shí)機(jī)，其特征在于在機(jī)架(19)的左右兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向桿(25)或滑軌，在兩根導(dǎo)向桿(25)上設(shè)置有可沿著導(dǎo)向桿(25)或滑軌上下移動得的振動系統(tǒng)，該振動系統(tǒng)包括上車機(jī)構(gòu)和與上車機(jī)構(gòu)相聯(lián)接的下車機(jī)構(gòu)，在機(jī)架(19)的上端設(shè)置有上端與手輪(1)聯(lián)接、下端與掛鉤(2)聯(lián)接的手輪軸(27)，鋼絲繩(3)的兩端固定聯(lián)接在上車機(jī)構(gòu)上、中部掛在掛鉤(2)上，在機(jī)架(19)的底部設(shè)置有電動機(jī)架(18)和與旋轉(zhuǎn)底盤(15)聯(lián)接的支柱(17)，在電動機(jī)架(18)上設(shè)置有電動機(jī)(16)，電動機(jī)(16)通過傳動機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)底盤(15)相聯(lián)，在旋轉(zhuǎn)底盤(15)上設(shè)置安裝有試件模具(13)的試件模具底座(14)，在機(jī)架(19)上設(shè)置有保溫套筒支撐桿(21)，安裝在保溫套筒支撐桿(21)上的保溫套筒(22)設(shè)置在試件模具(13)外圍。
2.按照權(quán)利要求1所述的室內(nèi)瀝青混合料旋轉(zhuǎn)振動壓實(shí)機(jī)，其特征在于所說的上車機(jī)構(gòu)為聯(lián)接桿(26)的上端設(shè)置在彈簧壓板(4)上、下端與下車機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，設(shè)置在聯(lián)接桿(26)的上配重塊座(24)上至少設(shè)置有1塊上配重塊(6)，在上配重塊座(24)與彈簧壓板(4)之間、上配重塊座(24)與下車機(jī)構(gòu)之間分別設(shè)置有緩沖器；所說的下車機(jī)構(gòu)為與聯(lián)接桿(26)下端聯(lián)接的振動電機(jī)架(7)上設(shè)置有變頻振動電機(jī)(8)，在振動電機(jī)架(7)下設(shè)置有下端與下壓頭(23)聯(lián)接的上壓頭(12)，上壓頭(12)上至少設(shè)置有1塊下配重塊(11)，在振動電機(jī)架(7)和機(jī)架(19)上設(shè)置有位移指示器。
3.按照權(quán)利要求2所述的室內(nèi)瀝青混合料旋轉(zhuǎn)振動壓實(shí)機(jī)，其特征在于所說的位移指示器包括設(shè)置在振動電機(jī)架(7)上的標(biāo)桿(9)以及設(shè)置在機(jī)架(19)上的標(biāo)尺(10)，標(biāo)桿(9)的箭頭方向指向標(biāo)尺(10)。
4.按照權(quán)利要求2所述的室內(nèi)瀝青混合料旋轉(zhuǎn)振動壓實(shí)機(jī)，其特征在于所說的上壓頭(12)為鋼材料上壓頭；所說的下壓頭(23)為尼龍或塑料或膠木柔性材料下壓頭。
5.按照權(quán)利要求2所述的室內(nèi)瀝青混合料旋轉(zhuǎn)振動壓實(shí)機(jī)，其特征在于所說的緩沖器為彈簧(5)。
6.按照權(quán)利要求1所述的室內(nèi)瀝青混合料旋轉(zhuǎn)振動壓實(shí)機(jī)，其特征在于所說的傳動機(jī)構(gòu)為皮帶(20)或?yàn)辇X輪變速箱或?yàn)殒溳嗘湕l傳動機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種室內(nèi)瀝青混合料旋轉(zhuǎn)振動壓實(shí)機(jī)，在機(jī)架左右兩側(cè)設(shè)導(dǎo)向桿或滑軌，在導(dǎo)向桿上設(shè)振動系統(tǒng)，該振動系統(tǒng)包括上車機(jī)構(gòu)和與上車機(jī)構(gòu)相聯(lián)接的下車機(jī)構(gòu)，在機(jī)架的上端設(shè)上端與手輪聯(lián)接、下端與掛鉤聯(lián)接的手輪軸，鋼絲繩的兩端固定聯(lián)接在上車機(jī)構(gòu)上、中部掛在掛鉤上，在機(jī)架的底部設(shè)電動機(jī)架和與旋轉(zhuǎn)底盤聯(lián)接的支柱，在電動機(jī)架上設(shè)電動機(jī)，電動機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)底盤相聯(lián)，在旋轉(zhuǎn)底盤上設(shè)安裝有試件模具的試件模具底座，在機(jī)架上設(shè)保溫套筒支撐桿，安裝在保溫套筒支撐桿上的保溫套筒設(shè)在試件模具外圍。本發(fā)明具有設(shè)計(jì)合理、效率高、所制作的瀝青混合料試件與瀝青道路結(jié)構(gòu)相同等優(yōu)點(diǎn)，可用于在瀝青道路的設(shè)計(jì)試驗(yàn)中制作瀝青混合料試件。
文檔編號E01C19/22GK1731129SQ200510043030
公開日2006年2月8日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者胡力群, 沙愛民, 胡敏玲 申請人:長安大學(xué)