CN102444073A

CN102444073A - 一种用于制备泡沫沥青的沥青发泡机

Info

Publication number: CN102444073A
Application number: CN2011103306142A
Authority: CN
Inventors: 马保国; 王海峰; 黄健; 尹晓波
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明涉及一种用于制备泡沫沥青的沥青发泡机，包括调温沥青搅拌锅，调温沥青搅拌锅通过沥青导管与沥青齿轮泵的进口相连接，沥青齿轮泵的出口管道与沥青发泡腔体相连，同时，水泵及气泵与沥青发泡腔体相连，沥青发泡腔体的下部出口与沥青混合料搅拌锅相对，沥青混合料搅拌锅的上方设置有大功率搅拌机，以对沥青混合料进行搅拌。本发明的优越性在于：整个设备结构简单，制造和维修成本较低，调试和清洗方便，通过合理调整运行，能够制备出泡沫沥青。

Description

一种用于制备泡沫沥青的沥青发泡机

技术领域

本发明属于工程材料机械的制备领域，具体涉及一种用于制备泡沫沥青的沥青发泡机。

背景技术

在现代化道路建设中，需要大量的沥青。由于沥青价格不断上涨，各国道路建设者在保证沥青路面质量的前提下，想尽各种方法，研究如何节省沥青用量的问题，泡沫沥青和用泡沫沥青拌制的沥青混凝土就是其中一种新方法，新工艺。

与普通沥青混合料相比，用泡沫沥青拌制的沥青混合料具有以下优点：1，可减少5～10%的沥青用量；2，由于泡沫沥青粘度小，拌合沥青混合料的时间可减少15%～20%，提高生产率；3，可降低沥青和矿料的加热温度，从而降低了生产过程中的热能消耗，也减轻了沥青的老化程度。

早在30年代，泡沫沥青曾首先在美国道路工程上应用。当时，由于缺乏生产和使用泡沫沥青的经验，发现用冷骨料与沥青泡沫拌合的混合料铺筑的路面使用寿命不长，进入五、六十年代，美国和澳大利亚较为广泛地发展泡沫沥青工艺，用它来加固土壤、碎石和砾石等。70年代澳大利亚较为广泛地使用泡沫沥青，并与碎石拌合作为路面的基层材料。七、八十年代已有泡沫沥青与矿料拌合所产生的冷、热沥青混合料。此外，泡沫沥青也可用于沥青路面的冷再生。

泡沫沥青石脱水热沥青通过发泡介质（水、水蒸气或发泡剂）在发泡过程中迅速在沥青中充满直径大小不等的无数气泡所制成的沥青—气体系统，它可使沥青表面积迅速增大，使沥青体积涨大10～15倍，而且相应地随之增加了沥青表面自由能。当泡沫沥青与矿料拌合时，沥青在自由能的作用下，迅速均匀地扩散到矿料表面上，形成沥青薄膜，使沥青与矿料结合的更紧密、更结实。

泡沫沥青混凝土的性能在沥青用量减少10%的条件下，完全符合苏联标准9128-84的要求。由于泡沫沥青粘度小，裹覆性能好，在拌制沥青混凝土时可以降低材料的加热温度，减少拌合时间，提高生产效率和降低能耗，因此，其经济效益非常明显。

泡沫沥青除了做沥青混凝土外，还可以用来拌制砂石混合料、土壤加固、表面处治、防水保护层等等，它的使用前景非常广阔。

目前，国内外有多种制造泡沫沥青设备的单位，但其原理基本相同。这类机器存在操作稳定性差，喷头易堵难清洗，造价高等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种用于制备泡沫沥青的沥青发泡机，其结构简单，便于清洗和维修，同时有利于充分利用可回收材料，对节能环保都有着积极意义。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于制备泡沫沥青的沥青发泡机，其特征在于包括带有搅拌机的调温沥青搅拌锅，将预热至流态的沥青装入该调温沥青搅拌锅，调温沥青搅拌锅可将其中的沥青稳定在设定温度，调温沥青搅拌锅通过沥青导管与沥青齿轮泵的进口相连接，沥青齿轮泵的出口管道与沥青发泡腔体相连，同时，水泵及气泵与沥青发泡腔体相连，沥青发泡腔体的下部出口与沥青混合料搅拌锅相对，沥青混合料搅拌锅的上方设置有大功率搅拌机，以对沥青混合料进行搅拌。

按上述方案，所述的沥青发泡腔体，包括一个主腔体，主腔体上部设置有高温沥青导入口，用于导入从调温沥青搅拌锅中进入的高温沥青，高温沥青导入口下方连接有高温沥青盛接容器，主腔体的侧壁安设有压力水雾化喷头，压力水雾化喷头上设置有两个接口，分别是压缩空气接口和发泡用水接口，其与水泵及气泵相连，压力水雾化喷头可以通过其上设置的喷头微调旋钮进行调节，从而改变发泡用水的雾化效果，压力水雾化喷头与高温沥青导入口所在的平面在主腔体的轴心一侧，当压力水雾化喷头中有气体喷出时，可以在主腔体中形成一个气旋，从而更有利于泡沫的产生，主腔体下部的圆锥形出口上设置有可调开度开关，产生的泡沫沥青从该出口流出。

按上述方案，所述的主腔体的中下部设置有一个预留气旋接口，当发泡腔体内部温度较高时，可以通过开通预留气旋接口的压力空气增强主腔体内气旋产生的效果。

本发明工作时在沥青齿轮泵的作用下，高温沥青通过沥青导管进入沥青发泡腔体的主腔体，与侧壁上的压力水雾化喷头形成的压力水雾相遇。水滴进入高温沥青中被沥青颗粒包裹，同时高温沥青使得内部的水滴瞬时气化；水滴气化体积膨胀，使沥青颗粒膨胀，从而得到泡沫沥青。

本发明的优越性在于：整个设备结构简单，制造和维修成本较低，调试和清洗方便，通过合理调整运行，能够制备出泡沫沥青，为研究泡沫沥青作为胶凝材料应用于沥青路面冷再生体系提供了有效的途径，对进一步研究和评价泡沫沥青的性能提供了现实基础，同时也有利于环境保护实现路面维修的可持续发展。

附图说明

图1为本发明的沥青发泡腔体的结构示意图；

图2为本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

如图2，一种用于制备泡沫沥青的沥青发泡机，包括带有搅拌机11的调温沥青搅拌锅12，将预热至流态的沥青装入该调温沥青搅拌锅12，调温沥青搅拌锅12可将其中的沥青稳定在设定温度，调温沥青搅拌锅12通过沥青导管与沥青齿轮泵13的进口相连接，沥青齿轮泵13的出口管道与沥青发泡腔体14相连，同时，水泵及气泵15与沥青发泡腔体相连，沥青发泡腔体的下部出口与沥青混合料搅拌锅17相对，沥青混合料搅拌锅的上方还设置有大功率搅拌机16，以对沥青混合料进行搅拌。

如图1，所述的沥青发泡腔体，包括一个主腔体9，主腔体9上部设置有高温沥青导入口1，用于导入从调温沥青搅拌锅中进入的高温沥青，高温沥青导入口下方连接有高温沥青盛接容器7，主腔体的侧壁安设有压力水雾化喷头8，压力水雾化喷头上设置有两个接口，分别是压缩空气接口2和发泡用水接口4，其与水泵及气泵相连，压力水雾化喷头可以通过其上设置的喷头微调旋钮3进行调节，从而改变发泡用水的雾化效果，压力水雾化喷头8与高温沥青导入口1所在的平面在主腔体9的轴心一侧，当压力水雾化喷头中有气体喷出时，可以在主腔体中形成一个气旋，从而更有利于泡沫的产生，主腔体9下部的圆锥形出口上设置有可调开度开关5，产生的泡沫沥青从该出口流出。

所述的主腔体9的中下部还设置有一个预留气旋接口6，当发泡腔体内部温度较高时，可以通过开通预留气旋接口的压力空气增强主腔体内气旋产生的效果。

本发明还设置有常规的数显加热报警系统18以控制调温沥青搅拌锅12、沥青齿轮泵13及沥青管道的温度和水泵及气泵。

本设备结构简单，便于维修，温度和水流量都实现实时调控，可以根据实际情况制备发泡沥青。

下面采用实施例1的沥青发泡机结合实施例制备泡沫沥青。

使用实施例2：

1、用烘箱将AH-70沥青加热到110℃，使沥青成液体状态；

2、打开沥青发泡机电源，预热其加热系统，将调温沥青搅拌锅温度设置为120℃，将沥青齿轮泵及沥青导管温度设定为150℃，开启气泵，调整沥青发泡腔体内压力水雾化喷头处发泡用水的雾化效果；

3、再次设定系统温度，提高整个系统中试验用沥青的温度，将液体状态的沥青倒入沥青发泡机上部的调温沥青搅拌锅，持续搅拌加热沥青达到150℃，该温度下沥青试样记为A；

4、打开沥青齿轮泵开关，热沥青在沥青齿轮泵运送下由调温沥青搅拌锅进入沥青发泡腔体，同时打开水泵开关，使热沥青先后依次与其质量为1％、2％、3％、4％、5％雾状水充分接触；

5、产生的泡沫沥青从沥青发泡腔体的下方流出，并立即检测其膨胀比和半衰期。不同加水量产生的泡沫沥青的膨胀比、半衰期见表1。

沥青发泡效果可参考中华人民共和国行业标准《公路沥青路面再生技术规范》（JTG F41-2008）中对泡沫沥青相关性能的界定。

注：发泡沥青的性能评价实验：

Figure DEST_PATH_188305DEST_PATH_IMAGE001

沥青发泡机的调温沥青搅拌锅中加入流态的沥青，沥青开始发泡的时间记为t1，调温沥青搅拌锅内沥青体积记为A1，开始产生泡沫沥青时调温沥青搅拌锅的实时温度记为T1，沥青齿轮泵及沥青导管温度记为T2；

沥青开始发泡到一段时间之后的时间记为t2，此时调温沥青搅拌锅中的沥青体积为A2，调温沥青搅拌锅温度和沥青齿轮泵及沥青导管温度分别记为T11和T22，观察局部沥青泡沫体积减小最大体积一半时的时间记为t2，到初步计算沥青膨胀比为R=A1-A2，泡沫沥青半衰期记为H=t2-t1。

使用实施例3：

1、用烘箱将AH-70沥青加热到110℃，使沥青成液体状态；

3、将液体状态的沥青倒入沥青发泡机上部的加热搅拌锅，持续搅拌加热沥青达到160℃，该温度下沥青试样记为B；

使用实施例4：

1、用烘箱将AH-70沥青加热到110℃，使沥青成液体状态；

3、将液体状态的沥青倒入沥青发泡机上部的加热搅拌锅，持续搅拌加热沥青达到170℃，该温度下沥青试样记为B；

Figure DEST_PATH_762823DEST_PATH_IMAGE003

表1 各组泡沫沥青的膨胀率和半衰期。

Claims

1.一种用于制备泡沫沥青的沥青发泡机，其特征在于包括带有搅拌机（11）的调温沥青搅拌锅（12），将预热至流态的沥青装入该调温沥青搅拌锅（12），调温沥青搅拌锅（12）可将其中的沥青稳定在设定温度，调温沥青搅拌锅（12）通过沥青导管与沥青齿轮泵（13）的进口相连接，沥青齿轮泵（13）的出口管道与沥青发泡腔体（14）相连，同时，水泵及气泵（15）与沥青发泡腔体相连，沥青发泡腔体的下部出口与沥青混合料搅拌锅（17）相对，沥青混合料搅拌锅的上方设置有大功率搅拌机（16），以对沥青混合料进行搅拌。

2.按权利要求1所述的用于制备泡沫沥青的沥青发泡机，其特征在于所述的沥青发泡腔体，包括一个主腔体（9），主腔体（9）上部设置有高温沥青导入口（1），用于导入从调温沥青搅拌锅中进入的高温沥青，高温沥青导入口下方连接有高温沥青盛接容器（7），主腔体的侧壁安设有压力水雾化喷头（8），压力水雾化喷头上设置有两个接口，分别是压缩空气接口（2）和发泡用水接口（4），其与水泵及气泵相连，压力水雾化喷头可以通过其上设置的喷头微调旋钮（3）进行调节，从而改变发泡用水的雾化效果，压力水雾化喷头（8）与高温沥青导入口（1）所在的平面在主腔体（9）的轴心一侧，当压力水雾化喷头中有气体喷出时，可以在主腔体中形成一个气旋，从而更有利于泡沫的产生，主腔体（9）下部的圆锥形出口上设置有可调开度开关（5），产生的泡沫沥青从该出口流出。

3.按权利要求2所述的用于制备泡沫沥青的沥青发泡机，其特征在于所述的主腔体（9）的中下部设置有一个预留气旋接口（6），当发泡腔体内部温度较高时，可以通过开通预留气旋接口的压力空气增强主腔体内气旋产生的效果。