CN105372107B - 室内试验用小型常温改性沥青加工设备及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备，其要点在于它包括环境箱、温度控制模块、速度控制模块、搅拌器、搅拌器升降控制模块、加工桶，具有加热、制冷两套相互独立温度调整系统，温度范围‑20℃到+50℃，加工桶固定于环境箱内，搅拌器固定于环境箱内，位于加工桶的上方，受搅拌器升降控制模块及速度控制模块控制，在加工桶中进行搅拌，内置式温度传感器与温度控制模块电连接，主要是控制和显示加工桶中的加工温度，置于搅拌桨旋转杆中心的尾端。本发明设备轻便，可真实模拟‑10℃到+50℃范围内常温改性沥青的加工环境，便于确定常温改性沥青的加工参数，温度、转速、改性剂掺量，并可为室内检测常温改性沥青性能提供样品。

Description

室内试验用小型常温改性沥青加工设备及使用方法

技术领域

本发明涉及一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备。

背景技术

“常温”主要是相对于热拌、温拌、冷拌而言的，其含义主要是指沥青混合料拌和温度低于普通的热拌、温拌沥青混合料，同时，其集料需要进行加热除去水分，沥青结合料需要在90℃~100℃进行施工作业，拌和温度又高于一般的冷拌材料；但常温改性沥青的摊铺、碾压温度又与一般的冷拌材料相当，可以在50℃到零下20℃范围内进行摊铺和碾压。常温改性沥青的出现，可以弥补以往水介质常温材料路用性能不良、不适宜全幅摊铺及使用的技术缺陷。该类材料以其显著的技术优势受到越来越多的关注与研究，与传统的热拌沥青混合料和温拌沥青混合料相比，其消耗的能源、释放的有害气体更少，并能在低温和零下温度条件下施工，解决了沥青路面只能在高温季节施工的技术难题，实现了沥青路面在特殊环境（主要是低温）特殊条件（路面周边无热拌站）下的修筑及养护。

常温改性沥青可在零下20摄氏度至50摄氏度范围内生产，目前市场上尚未有室内的模拟现场生产条件的小型室内试验加工设备，无法模拟常温改性沥青现场加工温度、搅拌转速。

发明内容

本发明是提供一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备的试验设备，可借此确定常温改性沥青的加工参数，如加工温度、搅拌速率、改性剂掺量，并可评价借此评价常温改性沥青的施工和易性。

本发明所采用的技术方案为一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备，其要点在于它包括环境箱、温度控制模块、速度控制模块、搅拌器、搅拌器升降控制模块、加工桶，具有加热、制冷两套相互独立温度调整系统，温度范围-20℃到+50℃，加工桶固定于环境箱内，搅拌器固定于环境箱内，位于加工桶的上方，受搅拌器升降控制模块及速度控制模块控制，在加工桶中进行搅拌，内置式温度传感器与温度控制模块电连接，主要是控制和显示加工桶中的加工温度，置于搅拌桨旋转杆中心的尾端。

环境箱由三层结构组成，分别为钢制外层、保温夹层、内层光面板，正面为拉门。

搅拌器上具有上下两个拌和桨，下拌和桨与桶底的距离在1cm的范围内，上搅拌桨的位置是在离顶面1/3距离处。

拌和桨的半径与桶壁的间距1.5-2.5cm。

一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备的使用方法，要加工A℃的常温改性沥青，改性剂掺量为10-20%，基质沥青的质量为Bkg，搅拌转速为150-250r/min;

1）先计算改性剂用量及每批次的沥青投放数量；

改性剂总量=基质沥青质量×改性剂掺量=Bkg×10-20%=(0.1-0.2)Bkg;

每批次基质沥青的质量=改性剂总量/2=(0.1-0.2)B kg/2=(0.05-0.1)B kg;

批次数量=基质沥青质量/每批次基质沥青的质量=Bkg/(0.05-0.1)B kg≈20-10次;

2）根据实验要求，通过温度控制模块设定温度，将环境箱的温控系统打开，使环境箱温度达到预定温度：A℃，并恒温30min以上;

3）将(0.1-0.2)Bkg改性剂一次性放入加工桶中；

4）将第一批次 (0.05-0.1)B kg的沥青放入盛有改性剂的加工桶中，并放入环境箱中，再次恒温30min以上;

5）设置搅拌转速，开启搅拌器的降低功能,将拌和桨放入加工桶中，搅拌，匀速搅拌10-30min后，完成一个批次的常温改性沥青加工；

6）第二批次及后续各个批次的加工流程重复上述第（4）、第（5）步骤；

7）所有批次的沥青加工完成后，顺序关闭搅拌装置并升起、关闭温度控制系统，打开环境室，取出加工桶倒出常温改性沥青，进行常温改性沥青其他相关技术指标的测试，清洁、检查该试验设备，以备下次使用。

本发明的使用还可以搅拌速度为变量，检测搅拌速度的变化，对成品的影响，已确定最佳搅拌速度。

本发明采取以上技术方案后，其具有以下有益效果：

（1）可真实模拟-10℃到+50℃范围内常温改性沥青的加工环境，便于确定常温改性沥青的加工参数，温度、转速、改性剂掺量，并可为室内检测常温改性沥青性能提供样品。

（2）设备轻便，各个组成系统装置均独立工作，方便检修；且拆卸灵活，便于移动搬运。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为图1的侧视图

其中：1环境箱11加工桶12拉门13钢制外层14保温夹层15内层光面板4温度控制模块5速度控制模块6搅拌器升降控制模块7搅拌器。

具体实施方式

下面结合视图对本发明进行详细描述

如图1、2所示，一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备，其要点在于它包括环境箱1、温度控制模块4、速度控制模块5、搅拌器7、搅拌器升降控制模块6、加工桶11，具有加热、制冷两套相互独立温度调整系统，温度范围-20℃到+50℃，加工桶11固定于环境箱1内，搅拌器7固定于环境箱1内，位于加工桶11的上方，受搅拌器升降控制模块6及速度控制模块5控制，在加工桶11中进行搅拌，内置式温度传感器与温度控制模块4电连接，主要是控制和显示加工桶中的加工温度，置于搅拌桨旋转杆中心的尾端。环境箱用以放置加工设备的主体，包括搅拌装置、加工桶等，考虑到高温、低温环境下的水分蒸发和结冰，环境箱1由三层结构组成，分别为钢制外层13、保温夹层14、内层光面板15，正面为拉门12。内层采用SUS304不锈钢优质镜面光板，外层采用碳素钢板，夹层保温材质聚氨酯硬质发泡、超细玻璃纤维绵环境室做成长方体，内部尺寸宽450mm×深590mm×高900mm。搅拌器是整个加工设备的核心，具有升降机构，用来控制搅拌旋转杆的升降，可变速电机是用来控制搅拌浆的转速，其转速的控制范围要宽（100-1000rpm）。搅拌旋转杆上固定有上下两个拌和桨，下拌和桨与桶底的距离在1cm的范围内，上搅拌桨的位置是在离顶面1/3距离处。拌和桨半径的外缘与桶壁的间距1.5-2.5cm。

控制系统；加热、制冷、转速控制系统相互独立，转速控制采用可变速电机来控制，其转速的控制范围要宽（100-1000rpm）。加热系统采用镍铬合金电加热丝直接加热；制冷系统采用法国原装“泰康”全封闭风冷式单级/复迭压缩机制冷方式；温度范围：-15～+60℃；温度稳定度：± 1℃。

加工桶：由不锈钢金属桶组成，内径150mm，高度170mm。具有简易的可拆卸功能，可固定在环境箱底部，可以随时取出并清洗。其余未述部分与现有技术相同。

一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备的使用方法，要加工A℃时的常温改性沥青，改性剂掺量为10-20%，基质沥青的质量为Bkg，搅拌转速为150-250r/min;

1）先计算改性剂用量及每批次的沥青投放数量；

改性剂总量=基质沥青质量×改性剂掺量=Bkg×10-20%=(0.1-0.2)Bkg;

每批次基质沥青的质量=改性剂总量/2=(0.1-0.2)B kg/2=(0.05-0.1)B kg;

批次数量=基质沥青质量/每批次基质沥青的质量=Bkg/(0.05-0.1)B kg≈20-10次;

2）根据实验要求，通过温度控制模块设定温度，将环境箱的温控系统打开，使环境箱温度达到预定温度：A℃，并恒温30min以上;

3）将(0.1-0.2)Bkg改性剂一次性放入加工桶中；

4）将第一批次 (0.05-0.1)B kg的沥青放入盛有改性剂的加工桶中，并放入环境箱中，再次恒温30min以上;

5）设置搅拌转速，开启搅拌器的降低功能,将拌和桨放入加工桶中，搅拌，匀速搅拌10-30min后，完成一个批次的常温改性沥青加工；

6）第二批次及后续各个批次的加工流程重复上述第（4）、第（5）步骤；

7）所有批次的沥青加工完成后，顺序关闭搅拌装置并升起、关闭温度控制系统，打开环境室，取出加工桶倒出常温改性沥青，进行常温改性沥青其他相关技术指标的测试，清洁、检查该试验设备，以备下次使用。

具体实施例，如要：加工零下10℃时的常温改性沥青，改性剂掺量为15%，基质沥青的质量为2.0kg，搅拌转速为200r/min。

（1）计算改性剂用量及每批次的沥青投放数量。

改性剂总量=基质沥青质量×改性剂掺量=2.0kg×15%=0.3kg

每批次基质沥青的质量=改性剂总量/2=0.3kg/2=0.15kg

批次数量=基质沥青质量/每批次基质沥青的质量=2.0kg/0.15kg≈14次

（2）将环境箱的温控系统打开，使环境箱温度达到预定温度：-10℃，并恒温30min以上。

（3）将0.3kg改性剂一次性放入加工桶中；

（4）将第一批次的沥青质量0.15kg放入盛有改性剂的加工桶中，并放入环境箱中，再次恒温30min以上。

（5）设置搅拌转速200r/min，开启搅拌器的降低功能,将拌和桨放入加工桶中，搅拌，匀速搅拌30min后，完成一个批次的常温改性沥青加工。

（6）第二批次及后续各个批次的加工流程重复第（4）、第（5）步骤。

（7）所有批次的沥青加工完成后，顺序关闭搅拌装置并升起、关闭温度控制系统，打开环境室，取出加工桶倒出常温改性沥青，可进行常温改性沥青其他相关技术指标的测试，清洁、检查该试验设备，以备下次使用。

本发明还能以搅拌速度、温度、改性剂掺量等为变量，检测各变量的变化，对成品的影响，以确定最佳参数，并可为室内检测常温改性沥青性能提供样品。

Claims (8)

1.一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备，其特征在于：它包括环境箱（1）、温度控制模块（4）、速度控制模块（5）、搅拌器（7）、搅拌器升降控制模块（6）、加工桶（11），具有加热、制冷两套相互独立温度调整系统，温度范围-20℃到-10℃，加工桶（11）固定于环境箱（1）内，搅拌器（7）固定于环境箱（1）内，位于加工桶（11）的上方，受搅拌器升降控制模块（6）及速度控制模块（5）控制，在加工桶（11）中进行搅拌，内置式温度传感器与温度控制模块（4）电连接，主要是控制和显示加工桶中的加工温度，内置式温度传感器置于搅拌桨旋转杆中心的尾端。

2.根据权利要求1所述的一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备，其特征在于：环境箱（1）由三层结构组成，分别为钢制外层（13）、保温夹层（14）、内层光面板（15），正面为拉门（12）。

3.根据权利要求1所述的一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备，其特征在于：加工桶的内径为150mm，高度为170mm。

4.根据权利要求1所述的一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备，其特征在于：搅拌器上具有上下两个拌和桨，两个拌和桨的叶片呈90度空间夹角，并呈反向设置，下拌和桨与桶底的距离在1cm的范围内，上搅拌桨的位置是在离顶面1/3距离处。

5.根据权利要求4所述的一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备，其特征在于：加工桶的内径为150mm，高度为170mm，拌和桨的半径与桶壁的间距1.5-2.5cm。

6.根据权利要求1所述的一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备，其特征在于：加热系统采用镍铬合金电加热丝直接加热；制冷系统采用全封闭风冷式单级/复迭压缩机制冷方式。

7.根据权利要求1所述的一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备，其特征在于：搅拌器的电机采用可变速电机，可变速电机的转速范围为100-1000rpm。

8.根据权利要求1至7所述的任一种室内试验用小型常温改性沥青加工设备的使用方法，其特征在于，要加工A℃时的常温改性沥青，改性剂掺量为10-20%，基质沥青的质量为Bkg，搅拌转速为150-250r/min;

1）先计算改性剂用量及每批次的沥青投放数量；

改性剂总量=基质沥青质量×改性剂掺量=Bkg×10-20%=0.1 B kg -0.2B kg;

每批次基质沥青的质量=改性剂总量/2=0.1 B kg/2 -0.2B kg/2=0.05 B kg -0.1Bkg;

批次数量=基质沥青质量/每批次基质沥青的质量=Bkg/0.05 B kg -0.1B kg≈20-10次;

2）根据实验要求，通过温度控制模块设定温度，将环境箱的温控系统打开，使环境箱温度达到预定温度：A℃，并恒温30min以上;

3）将0.1 B kg -0.2B kg改性剂一次性放入加工桶中；

4）将第一批次 0.05 B kg -0.1B kg的沥青放入盛有改性剂的加工桶中，并放入环境箱中，再次恒温30min以上;

5）设置搅拌转速，开启搅拌器的降低功能,将拌和桨放入加工桶中，搅拌，匀速搅拌10-30min后，完成一个批次的常温改性沥青加工；

6）第二批次及后续各个批次的加工流程重复上述第（4）、第（5）步骤；

7）所有批次的沥青加工完成后，顺序关闭搅拌装置并升起、关闭温度控制系统，打开环境室，取出加工桶倒出常温改性沥青，进行常温改性沥青其他相关技术指标的测试，清洁、检查该试验设备，以备下次使用。