CN102505608A - 一种泡沫沥青的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泡沫沥青的制备方法，包括有以下步骤：流体状态的沥青倒入沥青发泡机上部的调温沥青搅拌锅，持续搅拌加热得到150℃～170℃的热沥青；打开沥青齿轮泵开关，将得到的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机的沥青发泡腔体，同时打开水泵开关和气泵开关，使热沥青与占其质量为1％～5％雾状水充分接触；产生的泡沫沥青从沥青发泡腔体下方流出，进入沥青发泡机的沥青混合料搅拌锅搅拌用以成型试件。本发明的有益效果在于：通过本方法所制备得到的泡沫沥青能够达到泡沫沥青冷再生技术国家行业标准，膨胀比大于10，半衰期大于8s。

Description

一种泡沫沥青的制备方法

技术领域

本发明涉及一种泡沫沥青的制备方法。 

背景技术

我国的公路建设飞速发展，迄今全国高速公路里程已超过3万公里，位居世界第二位。另外高等级公路已突破50万公里，其中绝大部分是沥青路面。 

按照我国沥青路面的设计寿命15-20年预算，从现在起，我国每年大约有12%的沥青路面需要翻修。可再生的沥青混合料预计将达到每年1900万吨，还将以每年15%的速度增长。十年以后，我国沥青路面的大、中修产生的废旧沥青混合料预计会达到8000万吨左右。若全部再生利用，每年可节省直接材料费用120亿元。 

泡沫沥青冷再生技术是目前一种高效环保的沥青路面维修养护技术。泡沫沥青冷再生不仅可以将旧路面材料再生利用,保护环境,节省资源,降低工程造价,而且在改建或养护维修中,还可以矫正原有路面材料的缺陷,改造原有路面的结构,延长路面的寿命。并且，泡沫沥青冷再生路面具有柔性和耐疲劳性能,其再生混合料存放时间较长,施工受季节和气候影响小等优点。从长远来看,将泡沫沥青冷再生技术应用于各等级公路建设和养护维修是突破资源和环境制约瓶颈, 使中国公路交通事业走上可持续发展道路的一条重要途径。现有的设备泡沫沥青制备工艺复杂，并且也没有达到对外宣称的性能，并且易堵塞，难以清理。 

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泡沫沥青的制备方法，其制备工艺简单，成本低，所得发泡沥青的效果能够达到同类产品的相应水平，并且使得设备的维护和清洗相对容易。 

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种泡沫沥青的制备方法，其特征在于包括有以下步骤： 

1）用烘箱将沥青加热到105℃～110℃，使沥青成流体状态；

2）启动沥青发泡机的电源，预热其加热系统，并调整其沥青发泡腔体内压力水雾化喷头；

3）将步骤1）所得的流体状态的沥青倒入沥青发泡机上部的调温沥青搅拌锅，持续搅拌加热得到150℃～170℃的热沥青；

4）打开沥青齿轮泵开关，将步骤3）得到的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机的沥青发泡腔体，同时打开水泵开关和气泵开关，使热沥青与占其质量为1％～5％雾状水充分接触；

5）产生的泡沫沥青从沥青发泡腔体下方流出，进入沥青发泡机的沥青混合料搅拌锅搅拌用以成型试件。

按上述方案，步骤1）所述的沥青为AH-70沥青。 

按上述方案，所述的沥青发泡机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。 

本发明的有益效果在于：通过本方法所制备得到的泡沫沥青能够达到泡沫沥青冷再生技术国家行业标准，膨胀比大于10，半衰期大于8s，有利于进一步研究和应用泡沫沥青冷再生技术，对降低建设成本、合理利用资源、保护生态环境以及促进我国公路建设都有着极为重大的意义。 

附图说明

图1为沥青发泡腔体的结构示意图； 

图2为沥青发泡机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不仅仅局限于下面的实施例。 

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。 

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、打开沥青发泡机的电源，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，同时打开水泵开关和气泵开关，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，进入沥青发泡机的沥青混合料搅拌锅搅拌用以成型试件。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： 

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。

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；

2、打开沥青发泡机的电源，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、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；   

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，进入沥青发泡机的沥青混合料搅拌锅搅拌用以成型试件。不同加水量产生的泡沫沥青的膨胀比、半衰期见表1。

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；

2、打开沥青发泡机的电源，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、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；   

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，进入沥青发泡机的沥青混合料搅拌锅搅拌用以成型试件。不同加水量产生的泡沫沥青的膨胀比、半衰期见表1。

  

表1 各组泡沫沥青的膨胀率和半衰期。

Claims (5)

1.一种泡沫沥青的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：

1）用烘箱将沥青加热到105℃～110℃，使沥青成流体状态；

2）启动沥青发泡机的电源，预热其加热系统，并调整其沥青发泡腔体内压力水雾化喷头；

3）将步骤1）所得的流体状态的沥青倒入沥青发泡机上部的调温沥青搅拌锅，持续搅拌加热得到150℃～170℃的热沥青；

4）打开沥青齿轮泵开关，将步骤3）得到的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机的沥青发泡腔体，同时打开水泵开关和气泵开关，使热沥青与占其质量为1％～5％雾状水充分接触；

5）产生的泡沫沥青从沥青发泡腔体下方流出，进入沥青发泡机的沥青混合料搅拌锅搅拌，用以成型试件。

2.按权利要求1所述的泡沫沥青的制备方法，其特征在于步骤1）所述的沥青为AH-70沥青。

3.按权利要求1或2所述的泡沫沥青的制备方法，其特征在于所述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设置有大功率搅拌机（16），以对沥青混合料进行搅拌。

4.按权利要求3所述的泡沫沥青的制备方法，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。

5.按权利要求4所述的泡沫沥青的制备方法，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。

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