一种沥青泡沫温拌系统的制作方法

本实用新型涉及沥青
技术领域：
，特别涉及一种沥青泡沫温拌系统。
背景技术：
：沥青混凝土的生产属于高能耗高排放行业，随着政府对环境保护政策的日益严格，沥青混凝土搅拌设备制造行业遇到了极大的挑战与机遇。传统的热拌沥青混凝土生产工艺是将骨料加热到一个较高的温度，然后与沥青搅拌裹附，最后用于施工。为了降低能耗与排放，行业内出现了温拌沥青混凝土工艺与冷拌沥青混凝土工艺，而温拌沥青混凝土因为其路用性能接近传统的热拌沥青混凝土，并且生产过程中能耗、排放较热拌沥青混凝土生产有显著降低，预测有很大的市场前景。在高温沥青中加入少量水,沥青就会产生微细的泡沫,从而膨胀.此时沥青的物理性质会暂时发生变化,其粘度显著降低,可以方便地与冷湿粒料拌合均匀,而不必像乳化沥青那样要经过额外的乳化加工,也不必像热拌料那样需要加热至高温而耗费许多能源,这种状态下的沥青即称为泡沫沥青。目前主流的温拌技术主要分四大类：材料发泡温拌法、机械发泡温拌法、有机添加剂温拌法、化学添加剂温拌法。这四大类温拌方法各有优缺点：材料发泡、温拌剂等技术的温拌效果优良，但成本偏高，市场难以接受；机械发泡成本低，但是由于沥青泡沫性质难以控制，所以温拌使用效果不佳。针对泡沫沥青，影响温拌效果的最重要因素是半衰期。如果泡沫沥青的半衰期时间低于混合料所需的纯搅拌时间，就会出现搅拌不均匀的现象。据了解，国内道路用石油沥青在运输过程中，为安全起见，通常都加了消泡剂。加了消泡剂的沥青在发泡后，泡沫很容易破灭，半衰期很短，不利于温拌。因此，在现有的沥青中常会加入泡沫稳定剂来加长泡沫的半衰期，以利于后续的温拌搅拌；然而，现有的加入装置往往会通过一些简单的方式甚至是人工的方式添加泡沫稳定剂，这将造成泡沫稳定剂的加入比例无法定量控制，不仅会造成试剂的浪费，还会影响温拌发泡效果，造成制得的泡沫沥青性能不稳定的问题。技术实现要素：为解决以上
背景技术：
中提到的泡沫稳定剂的加入比例无法定量控制的问题，本实用新型提供一种沥青泡沫温拌系统，包括水计量装置、稳泡剂添加装置、沥青计量装置和发泡管；所述水计量装置包括水箱、水泵和水流量计；所述水箱、水泵和水流量计通过管路连接至所述发泡管内部；所述稳泡剂添加装置包括稳泡剂存储罐、稳泡剂泵和稳泡剂流量计；所述稳泡剂存储罐、稳泡剂泵和稳泡剂流量计通过管路连接至所述发泡管内部；所述沥青计量装置包括沥青罐、沥青泵和沥青流量计；所述沥青罐、沥青泵和沥青流量计通过管路连接至所述发泡管内部。在上述结构的基础上，进一步地，管路从所述水箱下侧连接至水泵，再连接至第一两位三通阀，所述第一两位三通阀的一路与所述水箱上侧连接，另一路与所述水流量计连接，所述水流量计通过第一单向阀门连接至所述发泡管。在上述结构的基础上，进一步地，管路从所述稳泡剂存储罐下侧连接至稳泡剂泵，再连接至第二两位三通阀，所述第二两位三通阀的一路与所述稳泡剂存储罐上侧连接，另一路与所述稳泡剂流量计连接，所述水流量计通过第二单向阀门连接至所述发泡管。在上述结构的基础上，进一步地，管路通过所述第二单向阀后，分为两路，一路连接至所述发泡管的上侧，另一路连接至所述发泡管的中间位置。在上述结构的基础上，进一步地，管路通过所述第二单向阀后，分成的两路上均设置有流量控制阀。在上述结构的基础上，进一步地，所述沥青罐内设置有搅拌装置和加热装置。在上述结构的基础上，进一步地，所述稳泡剂存储罐装有稳泡剂，所述稳泡剂包括以下重量组分的原料：所述沥青罐内装有以下重量组分的原料：所述稳泡剂的使用配比为沥青重量的0.1％～1％。本实用新型还提供一种沥青泡沫温拌系统的沥青泡沫温拌工艺，包括以下步骤：S100、向所述沥青罐加入沥青和碳渣，在100℃-110℃下搅拌10min-100min；S200、继续搅拌沥青罐内的沥青，温度加热至120℃-140℃摄氏度，向沥青罐内加入工业明胶和液体丁腈橡胶，搅拌5min-30min后，形成混合物；S300、将所述沥青罐内混合物通入发泡管后，从水箱中加入混合物重量0.85％-2％的水至发泡管，在5s-10s内加入稳泡剂，进行混合发泡；S400、将S300中混合发泡后的泡沫沥青与已经加热烘干、筛分、计量结束的集料进行拌和，形成温拌沥青混合料。在上述工艺的基础上，进一步地，所述水箱内还包括有炭粉；S300中，将水与炭粉按照重量比例为100：1-150：1搅拌形成的浊液加入至发泡管，再与沥青罐内混合物接触混合。在上述工艺的基础上，进一步地，在稳泡剂添加装置中，管路通过所述第二单向阀后，分为两路，一路连接至所述发泡管的上侧，另一路连接至所述发泡管的中间位置；两路上均设置有流量控制阀；上侧流量与下侧流量的比例为2：1-4：1。本实用新型提供的沥青泡沫温拌系统通过在温拌系统加入了稳泡剂添加装置，实现了稳泡剂的自动加入；并且在系统中各部分加入了相应的流量控制计，使沥青在泡沫温拌中各原料的加入比例得到准确控制，进而使沥青的泡沫温拌效果更加优异，制得的泡沫沥青性能更加稳定。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型提供的沥青泡沫温拌系统结构示意图。附图标记：10水计量装置20稳泡剂添加装置30沥青计量装置40发泡管11水箱12水泵14水流量计21稳泡剂存储罐22稳泡剂泵24稳泡剂流量计31沥青罐32沥青泵33沥青流量计13第一两位三通阀15第一单向阀门23第二两位三通阀25第二单向阀门26控制阀34搅拌装置35加热装置具体实施方式为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型提供一种沥青泡沫温拌系统，如图1所示，包括水计量装置10、稳泡剂添加装置20、沥青计量装置30和发泡管40；所述水计量装置包括水箱11、水泵12和水流量计14；所述水箱11、水泵12和水流量计14通过管路连接至所述发泡管40内部；所述稳泡剂添加装置20包括稳泡剂存储罐21、稳泡剂泵22和稳泡剂流量计24；所述稳泡剂存储罐21、稳泡剂泵22和稳泡剂流量计24通过管路连接至所述发泡管40内部；所述沥青计量装置30包括沥青罐31、沥青泵32和沥青流量计33；所述沥青罐31、沥青泵32和沥青流量计33通过管路连接至所述发泡管40内部。具体地，本实用新型提供的沥青泡沫温拌系统，分别通过水计量装置、稳泡剂添加装置、沥青计量装置将发泡用水、稳泡剂和沥青加入至发泡管中进行发泡；通过水泵以及水流量计、稳泡剂泵和稳泡剂流量计、沥青泵和沥青流量计之间的相互配合控制，可以根据沥青的加入量达到准确控制发泡用水量和稳定剂加入量，并在发泡管中进行混合发泡。其中，沥青流量计也可以采用沥青秤代替。从发泡管出来的泡沫沥青再与已经加热烘干、筛分、计量结束的集料进行拌和，最后出来成品的温拌沥青混合料。其中，采用的稳泡剂可以为现有技术常用的铵盐类表面活性剂。本实用新型提供的沥青泡沫温拌系统通过在温拌系统加入了稳泡剂添加装置，实现了稳泡剂的自动加入；并且在系统中各部分加入了相应的流量控制计，使沥青在泡沫温拌中各原料的加入比例得到准确控制，进而使沥青的泡沫温拌效果更加优异，制得的泡沫沥青性能更加稳定。在上述结构的基础上，优选地，本实用新型还提供以下实施例：如图1所示，管路从所述水箱11下侧连接至水泵12，再连接至第一两位三通阀13，所述第一两位三通阀13的一路与所述水箱11上侧连接，另一路与所述水流量计14连接，所述水流量计14通过第一单向阀门15连接至所述发泡管40。管路从所述稳泡剂存储罐21下侧连接至稳泡剂泵22，再连接至第二两位三通阀23，所述第二两位三通阀23的一路与所述稳泡剂存储罐21上侧连接，另一路与所述稳泡剂流量计24连接，所述水流量计14通过第二单向阀门25连接至所述发泡管40。具体地，不发泡时，水计量装置和稳泡剂添加装置通过三通阀进行空循环，在空循环的过程中水和稳泡剂能够产生一点的扰动，尤其是稳泡剂能够在循环的过程中进行混合搅拌；工作时，第一两位三通阀和第二两位三通阀同时换向，水、稳泡剂根据沥青的流量按所需比例进行计量，与沥青同步进入发泡管，进行混合发泡。在上述结构的基础上，优选地，本实用新型还提供以下实施例：如图1所示，管路通过所述第二单向阀23后，分为两路，一路连接至所述发泡管40的上侧，另一路连接至所述发泡管40的中间位置；管路通过所述第二单向阀门25后，分成的两路上均设置有流量控制阀26。具体地，稳泡剂存储罐中的稳泡剂在进入发泡管时分成两路，稳泡剂从不同的部位进入发泡管中，能够使稳泡剂与沥青混合更加均匀；设置发泡管的上侧和下侧，能够在沥青的不同发泡过程中加入稳泡剂，例如：即稳泡剂从发泡管的上侧加入时，可以在沥青的发泡前期加入稳泡剂，而在发泡管的下侧加入时，可以在沥青发泡过程中使沥青再次与稳泡剂接触混合；因此稳泡剂不仅在沥青的不同部位，还能在沥青发泡的不同阶段进行混合，比起简单加入的稳泡剂的方式，避免了稳泡剂仅存在发泡沥青的表面，能够在发泡沥青的内外较为均匀地分布混合稳泡剂，且能在发泡过程中就能降低泡沫的破灭概率，使发泡的效率以及成功率更高，发泡效果更佳。在上述结构的基础上，进一步地，所述沥青罐31内设置有搅拌装置34和加热装置35；所述加热装置还包括温度检测器，能够使沥青加热至指定温度后，方便进一步的温拌发泡；搅拌装置能够使沥青与其它辅助试剂混合充分。在上述结构的基础上，优选地，本实用新型还提供以下实施例，所述稳泡剂存储罐装有稳泡剂，所述稳泡剂包括以下重量组分的原料：所述沥青罐内装有以下重量组分的原料：所述稳泡剂的使用配比为沥青重量的0.1％～1％。现有的沥青泡沫温拌过程中，一般地，当冷水滴(环境温度)与高温沥青(140℃以上)接触时,将发生以下连锁反应:热沥青与小水滴表面发生热量(能量)交换,将水滴加热至100℃,同时沥青冷却；沥青传递的热量超过了蒸汽潜热,导致水滴体积膨胀,产生蒸汽。膨胀腔里的蒸汽泡在一定压力下压入沥青的连续相；随着融有大量蒸汽泡的沥青从喷嘴喷出,蒸汽膨胀,从而使略微变凉的沥青形成薄膜状,并依靠薄膜的表面张力将气泡完全裹覆。而在蒸汽膨胀过程中,沥青膜产生的表面张力将抵抗蒸汽压力直到达到一种平衡状态,并且由于沥青与水的低导热性,这种平衡一般能够维持数秒的时间；发泡过程中产生的大量气泡以一种亚稳态的形式存在,泡沫容易破灭。尤其是在运输过程中，为了安全，发泡前的沥青原料会加入一定的消泡剂。一般的，评价沥青的发泡效果主要以膨胀率(发泡体积倍数)和半衰期2个指标加以评价。膨胀率越大,拌制的泡沫沥青混合料质量越好。膨胀率是指沥青在发泡状态下测量的最大体积与未发泡状态下的体积之比。由于在喷射过程中先期喷出的泡沫沥青体积已经开始衰减,因此所测量的最大发泡体积要小于实际的最大值。为了使泡沫沥青与翻腾的集料充分接触,形成良好的裹覆作用,膨胀率要大。膨胀率越大,拌制的泡沫沥青混合料质量越好。半衰期是指泡沫沥青从最大体积缩小至该体积一半所用的时间，该指标实际上描述了沥青泡沫的稳定性。半衰期长,说明泡沫不容易衰减,可以与集料有较长时间的接触与拌合,从而提高泡沫沥青混合料的质量。一般地膨胀率需要大于10同时半衰期不能低于12s，才会被普遍接受；而经过消泡剂处理的沥青这两项指标一般为膨胀率7-9，半衰期7-11s。在本实用新型提供的技术方案中，铵盐类表面活性剂可以为1-N-羟乙基-2-烷基咪唑啉季铵盐、十二烷基三甲基氯化铵、叔胺盐等；铵盐类表面活性剂能够在一定程度上降低沥青发泡的表面张力，提高泡沫存在的稳定性；而沥青乳化剂主要选用中裂型沥青乳化剂，该乳化剂带有季胺和仲胺两种基团，电荷强、乳化能力强，能够进一步提高泡沫存在的稳定性；而三醋酸甘油酯不仅具有一定的成膜性，且其形成的膜具有一定的润滑性能，因此加入一定量的三醋酸甘油酯能够使发泡的沥青更加顺产地从发泡管中挤出，而不容易发生堵塞现象；丙酮不仅起到溶剂的作用，由于其沸点约为56℃，当其接触热的沥青混合物时，能够蒸发，进而也起到发泡的作用；此外，在沥青中加入的液体丁腈橡胶具有一定的增塑和软化性能，而工业明胶在加热后也将形成一定流动胶状，能够更地深入至沥青内部，在加强沥青内部结合能力的同时使沥青的成膜性能更佳。本实用新型还在稳泡剂中加入了NaHCO3，在发泡的过程中，NaHCO3遇到高温后，后发生分解，生产二氧化碳气体。由于水在于热的沥青接触时，汽化产生水汽是迅速的，此时沥青的温度也将在一定程度下降，产生一定冷缩，这对水进入沥青内部进行发泡是不利的，而NaHCO3分解二氧化碳气体并非瞬时的，一部分未分解的NaHCO3会进入沥青内部，当温度高于50℃便能分解成气体二氧化碳和水，不仅二氧化碳本身能够在沥青内部作为发泡气体，产生的水也能进入沥青内部，在高温的状态下产生发泡水汽。而当沥青内部产生发泡气体后，溢出的气体由于沥青混合物中的成膜物质，能够产生大量较为完整的泡沫。而本专利中液体丁腈橡胶和工业明胶的增塑性能和软化性能，能够使产生的泡沫不会因为泡沫内部的压力过大而破灭，不仅仅加大了发泡沥青的膨胀率，同时大大增长了泡沫的半衰期。碳渣的存在，一方面作为沥青的骨料，另一方面，由于碳渣的吸附能力较好，储存气体的能力较强。在发泡过程中，过多的发泡气体将会有一部分储存至碳渣内部，并在后续过程中逐渐释放，具有一定持续发泡的作用，进一步增长了泡沫的半衰期。本实用新型还提供一种沥青泡沫温拌系统的沥青泡沫温拌工艺，其具体实施例如下：实施例1：一、配制稳泡剂：将4份1-N-羟乙基-2-烷基咪唑啉季铵盐，3份裂型沥青乳化剂，11份NaHCO3粉末，5份丙酮和3份三醋酸甘油酯搅拌混合后，放入稳泡剂存储罐内；二、沥青泡沫温拌工艺S100、向所述沥青罐加入85份沥青和碳渣，在100℃下搅拌35min；S200、继续搅拌沥青罐内的沥青，温度加热至130℃摄氏度，向沥青罐内加入10份工业明胶和9份液体丁腈橡胶，搅拌30min后，形成混合物；S300、将所述沥青罐内混合物通入发泡管后，从水箱中加入混合物重量0.9％的水至发泡管，在5s内加入沥青重量0.5％的稳泡剂，进行混合发泡；S400、将S300中混合发泡后的泡沫沥青与已经加热烘干、筛分、计量结束的集料进行拌和，形成温拌沥青混合料。实施例2：一、配制稳泡剂：将9份1-N-羟乙基-2-烷基咪唑啉季铵盐，7份裂型沥青乳化剂，15份NaHCO3粉末，7份丙酮和5份三醋酸甘油酯搅拌混合后，放入稳泡剂存储罐内；二、沥青泡沫温拌工艺S100、向所述沥青罐加入120份沥青和碳渣，在110℃下搅拌60min；S200、继续搅拌沥青罐内的沥青，温度加热至140℃摄氏度，向沥青罐内加入15份工业明胶和13份液体丁腈橡胶，搅拌35min后，形成混合物；S300、将所述沥青罐内混合物通入发泡管后，将水与炭粉按照重量比例为100：1搅拌形成浊液，从水箱中加入混合物重量1％的浊液至发泡管，在5s内加入沥青重量1％的稳泡剂，进行混合发泡；S400、将S300中混合发泡后的泡沫沥青与已经加热烘干、筛分、计量结束的集料进行拌和，形成温拌沥青混合料。实施例3：一、配制稳泡剂：将8份1-N-羟乙基-2-烷基咪唑啉季铵盐，5份裂型沥青乳化剂，12份NaHCO3粉末，6份丙酮和4份三醋酸甘油酯搅拌混合后，放入稳泡剂存储罐内；二、沥青泡沫温拌工艺S100、向所述沥青罐加入90份沥青和碳渣，在110℃下搅拌65min；S200、继续搅拌沥青罐内的沥青，温度加热至140℃摄氏度，向沥青罐内加入12份工业明胶和10份液体丁腈橡胶，搅拌40min后，形成混合物；S300、将所述沥青罐内混合物通入发泡管后，将水与炭粉按照重量比例为100：1搅拌形成浊液，从水箱中加入混合物重量1％的浊液至发泡管，在5s内加入沥青重量1％的稳泡剂，进行混合发泡；S400、将S300中混合发泡后的泡沫沥青与已经加热烘干、筛分、计量结束的集料进行拌和，形成温拌沥青混合料。采用如《沥青发泡原理及发泡特性的试验研究》(建筑材料学报，第7期，第2卷)中的测试方法，将本实用新型实施例1-3制备的发泡沥青进行发泡效果测试，同时将现有技术中加入一般的表面活性剂稳泡剂的现有温拌工艺制备的发泡沥青作为对比例1，加入的表面活性剂稳泡剂的量与实施例1中的稳泡剂量相同，沥青处理量也相同；将实施例1中，未加入NaHCO3的稳泡剂作对比例2，其它条件与实施例1相同。测试结果如下表所示：表1实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2半衰期(s)2118201317膨胀率2624291220通过以上表格可以看出，与现有技术相比，本实用新型提供的新型沥青泡沫温拌方案中，能够大大提高泡沫沥青的半衰期，增大泡沫沥青的膨胀率。此外，现有的技术中，沥青温度需要加热至140℃以上才能进行较好的发泡，而本实用新型提供的技术方案中，在110℃便能进行优异的发泡。且将对比例2与实施例1相比，可以发现，在加入了NaHCO3能够对发泡沥青的半衰期和膨胀率起到进一步的有益效果。尽管本文中较多的使用了诸如水计量装置、稳泡剂添加装置、沥青计量装置、发泡管、水箱、水泵、水流量计、稳泡剂存储罐、稳泡剂泵、稳泡剂流量计、沥青罐、沥青泵、沥青流量计、两位三通阀、单向阀门、控制阀、搅拌装置、加热装置等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。当前第1页1 2 3