泡沫温拌沥青集料的加热方法与流程

本发明专利涉及沥青的技术领域，具体而言，涉及泡沫温拌沥青集料的加热方法。

背景技术：

公路建设需要消耗大量的材料，当前的城市公路和高速公路80％以上都是沥青路面，沥青路面所需的沥青、砂石、矿粉等材料都是不可再生资源。由于石料都是开凿山体加工而来，大量使用砂石材料需要开采更多的山体，这必将导致森林植被减少、水土流失等生态环境的破坏。

据统计，每年翻修开挖出来的旧沥青混合料在1000万吨以上，且这个数字还在呈逐年上升趋势，这其中绝大部分为可再次利用的回收沥青路面材料，如果不加以有效的利用，不仅占用有限的土地资源，造成环境污染，还会造成资源的大量浪费引发资源短缺的危机。

现有技术中，拌热再生因其良好的路用性能而成为当前主流再生技术，但拌热再生沥青集料在生产过程中，沥青集料的加热温度和出料温度都明显高于普通沥青集料，能耗较大，污染严重，并且，沥青集料中的回收沥青路面材料掺配比例较低，回收率较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供泡沫温拌沥青集料的加热方法，旨在解决现有技术中，沥青集料的生产过程加热温度过高，导致能耗较大的问题。

本发明是这样实现的，泡沫温拌沥青集料的加热方法，包括以下步骤：

1)、提供两个独立的加热筒，一个所述加热筒内投入矿料，控制放置有矿料的加热筒的加热温度不低于180℃；另一个所述加热筒内投入回收沥青路面材料，控制放置有回收沥青地面材料的加热筒的加热温度不低于100℃；

2)、在发泡仓中对加热的沥青进行发泡，形成泡沫沥青，在发泡过程中，加热的沥青的温度不低于160℃；

3)、将加热后的矿料以及回收沥青路面材料与泡沫沥青投入搅拌缸中进行搅拌混合，形成泡沫温拌沥青集料。

进一步的，在所述步骤3)中，投入所述搅拌缸内的回收沥青路面材料的质量占所述泡沫温拌沥青集料的质量的45％-55％之间。

进一步的，在所述步骤3)中，当形成的所述泡沫温拌沥青集料的温度降低至135℃-145℃范围内，将所述搅拌缸内的泡沫温拌沥青集料排出。

进一步的，在所述步骤3)中，当所述泡沫温拌沥青集料排出所述搅拌缸以后，将所述泡沫温拌沥青集料储存起来，且在储存过程中，所述泡沫温拌沥青集料的温度下降不超过10℃。

进一步的，所述加热筒内设有加热腔，在步骤1)中，所述矿料或回收沥青路面材料投入在所述加热腔中；所述加热腔的内侧壁覆盖有加热片，所述加热片上设有凸条，沿着所述加热腔的深度方向，所述凸条呈环绕状盘旋布置。

进一步的，所述加热腔的底部设置有加热棒，所述加热棒由所述加热腔的底部朝加热腔的顶部延伸布置。

进一步的，所述加热筒安装在架体上，且所述加热筒的底部悬空布置；所述加热筒的下方设置有上下移动的锤击头；在所述步骤1)中，所述加热筒在加热的过程中，所述锤击头上下移动锤击所述加热筒的底部。

进一步的，所述发泡仓内具有发泡腔，所述发泡仓的上部设置有上进口管，所述上进口管连通所述发泡腔，所述进口管连接有输送热沥青的沥青管；所述发泡仓的侧边设置有侧进口管，所述侧进口管连通所述发泡腔，所述侧进口管连接有输送冷水及空气的发泡管；所述发泡仓的下部设置有喷头，所述喷头连通所述发泡腔；所述发泡管内部具有输送冷水的冷水通道以及输送压缩空气的空气通道，所述冷水通道与空气通道隔开布置；在所述步骤2)中，加热的沥青通过沥青管投入至发泡腔中，冷水通过发泡管的冷水通道投入至发泡腔中，压缩空气通过发泡管的空气通道投入至发泡腔中，加热的沥青、冷水以及压缩空气在所述发泡腔内发泡反应，使得加热的沥青形成泡沫沥青。

进一步的，所述冷水通道与空气通道之间具有分隔板，所述分隔板将所述冷水通道及空气通道分割开，所述分隔板沿着所述发泡管的轴向延伸布置，所述分隔板中设有多个连通孔，所述连通孔连通所述冷水通道及空气通道，多个所述连通孔沿着所述分隔板的长度方向间隔布置，且相邻的连通孔呈上下错位布置。

进一步的，沿着所述发泡管的轴向，所述分隔板弯曲盘旋布置。

与现有技术相比，本发明提供的泡沫温拌沥青集料的加热方法，将矿料及回收沥青路面材料分开加热处理，便于加热控制，独立在发泡仓中形成泡沫沥青，最后将加热后的矿料、回收沥青路面材料以及泡沫沥青置于搅拌缸中混合，形成泡沫温拌沥青集料，整个生产过程，加热分开控制，避免出现加热温度过高的问题，从而大大节约能耗。

附图说明

图1是本发明提供的泡沫温拌沥青的加热方法的流程示意图；

图2是本发明提供的搅拌筒的剖切示意图；

图3是本发明提供的发泡仓的主视示意图；

图4是本发明提供的上进口管的主视示意图；

图5是本发明提供的分隔板与转动板连接的主视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-5所示，为本发明提供的较佳实施例。

泡沫温拌沥青集料的加热方法，包括以下步骤：

1)、提供两个独立的加热筒400，一个加热筒400内投入矿料，控制放置有矿料的加热筒400的加热温度不低于180℃；另一个加热筒400内投入回收沥青路面材料，控制放置有回收沥青地面材料的加热筒400的加热温度不低于100℃；这样，则将矿料与回收沥青路面材料分别分开加热，便于温度控制；

2)、在发泡仓100中对加热的沥青进行发泡，形成泡沫沥青，在发泡过程中，加热的沥青的温度不低于160℃；

3)、将加热后的矿料以及回收沥青路面材料与泡沫沥青投入搅拌缸中进行搅拌混合，形成泡沫温拌沥青集料。

上述提供的泡沫温拌沥青集料的加热方法，将矿料及回收沥青路面材料分开加热处理，便于加热控制，独立在发泡仓100中形成泡沫沥青，最后将加热后的矿料、回收沥青路面材料以及泡沫沥青置于搅拌缸中混合，形成泡沫温拌沥青集料，整个生产过程，加热分开控制，避免出现加热温度过高的问题，从而大大节约能耗。

在步骤3)中，投入搅拌缸内的回收沥青路面材料的质量占泡沫温拌沥青集料的质量的45％-55％之间。

在步骤3)中，当形成的泡沫温拌沥青集料的温度降低至135℃-145℃范围内，将搅拌缸内的泡沫温拌沥青集料排出。

在步骤3)中，当泡沫温拌沥青集料排出所述搅拌缸以后，将泡沫温拌沥青集料储存起来，且在储存过程中，泡沫温拌沥青集料的温度下降不超过10℃。

加热筒400内设有加热腔401，在步骤1)中，矿料或回收沥青路面材料投入在加热腔401中；加热腔401的内侧壁覆盖有加热片，加热片上设有凸条402，沿着加热腔401的深度方向，凸条402呈环绕状盘旋布置。

可以通过热电偶导热至加热片上，从而对矿料或回收沥青路面材料进行加热，或者，也可以直接利用加热片通电发热。凸条402的设置，可以大大增加矿料或回收沥青路面材料的加热接触面积，实现对矿料或回收沥青路面材料更均匀的加热，并且，可以限制矿料或回收沥青路面材料堆积过紧。

加热腔401的底部设置有加热棒403，加热棒403由加热腔401的底部朝加热腔401的顶部延伸布置。当加热腔401内投入矿料或回收沥青路面材料后，加热棒403则插入在矿料或回收沥青路面材料中，可以实现对矿料或回收沥青路面材料的中心进行加热，从而实现自内而外以及自外而内的同步加热。

加热筒400安装在架体上，且加热筒400的底部悬空布置；加热筒400的下方设置有上下移动的锤击头；在步骤1)中，加热筒400在加热的过程中，锤击头上下移动锤击加热筒400的底部，这样，则可以防止矿料或回收沥青路面材料由于重力作用，堆积过紧，影响加热效果的问题。通过锤击头的朝上锤击，可以对加热腔401内的矿料或回收沥青路面材料起到震动松动的作用。

发泡仓100内具有发泡腔101，发泡仓100的上部设置有上进口管106，上进口管106连通发泡腔101，上进口管106连接有输送热沥青的沥青管104，外部的沥青设备将加热的沥青，经由沥青管104、上进口管106进入到发泡腔101内；发泡仓100的侧边设置有侧进口管110，侧进口管110连通发泡腔101，侧进口管110连接有输送冷水及空气的发泡管107，外部的压缩空气以及冷水等通过发泡管107以及侧进口管110，进入发泡腔101内。

发泡仓100的下部设置有喷头113，喷头113连通发泡腔101；发泡管107内部具有输送冷水的冷水通道以及输送压缩空气的空气通道，冷水通道与空气通道隔开布置。

在步骤2)中，加热的沥青通过沥青管104投入至发泡腔101中，冷水通过发泡管107的冷水通道投入至发泡腔101中，压缩空气通过发泡管107的空气通道投入至发泡腔101中，加热的沥青、冷水以及压缩空气在发泡腔101内发泡反应，使得加热的沥青形成泡沫沥青。

当冷水与热沥青(通常为150℃以上)接触后，将发生如下连锁反应：

1)、热沥青与冷水滴表面发生能量交换，水滴的温度升高，同时周围的沥青温度降低；

2)、当水滴温度达100℃以上，沥青传递的能量超过蒸汽的潜热，使得表面的水蒸发，进一步降低水周围沥青的温度；

3)、水分高温蒸发产生蒸汽，急剧膨胀；蒸汽泡在一定的压力作用下被压入沥青的连续相，从而形成沥青泡沫。被包裹的蒸汽泡中可能还有未蒸发的残余水滴。泡沫表面略微变凉的沥青膜的表面张力使得泡沫得以存在；

4)、沥青泡沫急剧膨胀，沥青膜的表面张力与包裹的蒸汽压力之间有相互抵制作用，膨胀过程中，蒸汽压力慢慢降低，表面张力逐渐升高，直到二者平衡。但如果在此过程中，蒸汽泡膨胀超过沥青的拉伸极限，泡沫就会破灭；

5)、对较大水滴，表面形成的蒸汽绝缘层可能会限制内部水滴的进一步气化。

上进口管106具有延伸至发泡腔101内的下延段105，下延段105的侧壁中设置有多个第一通孔114，多个第一通孔114环绕下延段105的外周布置，这样，沥青由上进口管106进来以后，不仅朝下喷出，也会往上进口管106的轴向喷出；第一通孔114呈扁平状布置，沿下延段105的轴向，相邻的第一通孔114之间错位布置，这样，可以增大沥青往上进口管106轴向喷射的范围。

发泡腔101的内侧壁设置有内环壁102，内环壁102环绕着下延段105的外周布置，且朝向下延段105布置；沿自上而下的方向，内环壁102背离所述下延段105倾斜布置；侧进口管110布置在内环壁102的下方，上进口管106的底部高于内环壁102的底部。当沥青朝向上进口管106的轴向喷出以后，喷射到内环壁102上，在内环壁102的阻挡作用下，可以将沥青反射快速落到发泡腔101的下部中。

发泡腔101的底部朝中心位置朝下倾斜布置，喷头113连通发泡腔101底部的中心位置，这样，当沥青发泡形成泡沫沥青200以后，有利于泡沫沥青200汇集中发泡腔101底部的中心位置，经由喷头113喷射出来。

喷头113的上部延伸至发泡腔101的内部，形成上延段112，上延段112的高度低于发泡腔101底部的周边高度。这样，对于一些残留杂质，可以沉淀在上延段112与发泡腔101的底部之间的区域，而不会随着泡沫沥青200一起喷出。

发泡腔101的内侧壁设置有反冲板103，沿自上而下的方向，反冲板103朝内倾斜布置；反冲板103朝向侧进口管110相对布置，且位于侧进口管110的下方。由于冷水以及压缩空气朝向反冲板103的方向射出，这样，当沥青发泡以后形成的泡沫沥青200，也会往反冲板103的方向堆积，在反冲板103的阻挡作用下，则反作用往下出口管方向流动，便于泡沫沥青200的排出。

冷水通道与空气通道之间具有分隔板301，分隔板301将所述冷水通道及空气通道分割开，分隔板301沿着发泡管107的轴向延伸布置，分隔板301中设有多个连通孔302，连通孔302连通冷水通道及空气通道，多个连通孔302沿着所述分隔板301的长度方向间隔布置，且相邻的连通孔302呈上下错位布置。

通过设置连通孔302，在往侧进口管110注入冷水以及压缩空气的过程中，冷水以及压缩空气会相互在冷水通道及空气通道中对流，使得由侧进口管110喷水的为冷水与压缩空气的混合，可以为水雾状等，减低冷水滴的体积，更加有利于沥青的发泡。

沿着发泡管107的轴向，分隔板301弯曲盘旋布置，这样，冷水以及压缩空气在流动的过程中，以盘旋状流动，增加流速，且当冷水与压缩空气的混合由侧进口管110喷出后，由于呈盘旋状喷出，可以增大喷射范围以及速度。

侧进口管110具有延伸至发泡腔101内的侧延伸段108，侧延伸段108中设置有活动的转动板304；沿着转动板304的长度方向，转动板304的两侧分别形成侧端面，转动板304的中部连接有转轴303，转轴303与发泡管107的中轴线重合；分隔板301具有朝向发泡腔101的内端面，转轴303的一端与转动板304的中部固定连接，转轴303的另一端与分隔板301的内端面转动连接；转动板304的侧端面与侧延伸段108的内侧壁之间具有间隔。

通过设置转动板304，当冷水与压缩空气的混合经过侧进口管110时，会冲击转动板304，这样，转动板304则会受力转动，使得喷出侧进口管110的冷水与压缩空气的混合呈甩开状，增加喷射范围。

转动板304具有朝向所述发泡腔101的外端面，转动板304的外端面连接有两个倾斜板305，两个倾斜板305以所述转动轴为中心对称；倾斜板305沿着转动板304的外端面的长度延伸，倾斜板305相对于转动板304倾斜布置，且两个倾斜板305朝相反方向倾斜。通过设置两个倾斜板305，可以使得转动板304在冲击下转动更快，且有助于冷水与空气混合的甩动。

发泡仓100的侧边中设有多个侧进口管110，沿着发泡仓100的高度方向，多个侧进口管110呈上下错位布置。由多个方位往发泡腔101内喷入冷水以及压缩空气，可以有利于沥青的发泡。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。