某温拌沥青发泡装置的应用试验(2)
【作者】网站采编
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【摘要】3 试验材料与设备 本次工业试验地点位于浙江省丽水市,试验采用AC-20沥青混合料,其级配如表1所示,沥青含量为4.1%。试验使用70#沥青,25 ℃时针入度为
3 试验材料与设备
本次工业试验地点位于浙江省丽水市,试验采用AC-20沥青混合料,其级配如表1所示,沥青含量为4.1%。试验使用70#沥青,25 ℃时针入度为55(0.1 mm),软化点为66.2 ℃,密度为1.050 3 g·cm-3。
表1 试验用AC-20沥青混合料级配筛孔尺寸/mm26..通过率/%
本次试验主机是中交西筑生产的SG4000型沥青搅拌设备,该设备将温拌、智能及环保等技术融为一体。图5为SG4000型沥青搅拌设备,表2为其主要技术参数。
图5 SG4000型沥青搅拌设备表2 SG4000型沥青搅拌设备的主要技术参数
项目技术参数生产能力/(t·h-1)280~320标准装机容量/kW665计量精度/%骨料、沥青、粉料整机质量/t400
SG4000型沥青搅拌设备配置某沥青发泡装置,主要技术参数如表3所示。该沥青发泡装置的安装如图6所示。
表3 某沥青温拌发泡装置的主要技术参数项目技术参数沥青发泡能力/(kg·s-1)10~20发泡用水量/%1~5发泡用水量精度/%±5水喷射压力/kPa1.00~10.00水泵流量/(m3·h-1)3
图6 某沥青发泡装置的安装
4 试验过程
4.1 沥青发泡试验
本组试验设定不同的发泡用水量和沥青温度,通过取样阀在温拌沥青混合料生产之前进行泡沫沥青取样。本组试验中的沥青温度设定为150 ℃、160 ℃和170 ℃,发泡用水量设定为1%、2%和3%。每次试验各取10 kg泡沫沥青样本,并测量泡沫沥青的半衰期和膨胀率,将数据填入表4~6;沥青发泡取样见图7。
图7 沥青发泡取样
将表4~6的数据绘制成泡沫沥青变化曲线(图8、9),这些曲线表明:70#沥青的发泡效果受沥青温度的影响较为明显;温度为160 ℃时,线性平滑,发泡效果相对较好。
表4 70#沥青发泡取样数据(150 ℃)用水量/%123半衰期/膨胀率/倍
表5 70#沥青发泡取样数据(160 ℃)用水量/%123半衰期/ 10.8膨胀率/倍
表6 70#沥青发泡取样数据(170 ℃)用水量/%123半衰期/s11.1 9.98.4膨胀率/倍
图8 不同温度下的泡沫沥青变化曲线
图9 不同用水量下的泡沫沥青变化曲线
研究表明:泡沫沥青的膨胀率与半衰期不能同时具备最佳值,通过图8、9也可以看出,两者有一定的关联。因此,在选用发泡沥青的用水量时,需匹配搅拌设备的生产工艺,以达到较好的拌合效果。根据搅拌设备的生产工艺,半衰期时间在10~13 s之间,泡沫沥青的膨胀率越大,沥青黏度越小,泡沫沥青和热骨料的拌合阻力越小,沥青混合料的裹覆效果更好。但过大的膨胀率可能会对沥青混合料的性能产生影响,因此需要通过沥青混合料试验进行验证,从而对沥青发泡参数进行评价和优化。
4.2 沥青混合料试验
从表5可以看出,在温度为160 ℃、发泡用水量为2%的条件下,70#沥青的半衰期为12.3 s,膨胀率为5.6倍,其半衰期满足搅拌设备的循环拌合周期。使用SG4000型沥青搅拌设备在此条件生产泡沫沥青温拌混合料,并对其进行试验。
本组试验分3个部分进行:第一部分为生产现场试验,在现场对温拌沥青混合料进行温度测量以及形态观察;第二部分为施工现场试验,需测量温拌沥青混合料的摊铺、碾压温度以及碾压后的密度,并在试验段钻芯取样;第三部分为室内试验,分别对温拌沥青混合料进行密度试验、旋转压实试验和马歇尔试验。
4.2.1 生产现场试验
SG4000型沥青搅拌设备生产的泡沫沥青温拌混合料,出料温度在115 ℃~130 ℃之间,无花白料现象,骨料与沥青裹覆均匀。图10为泡沫沥青温拌混合料的出料现场。
图10 泡沫沥青温拌混合料的出料现场
4.2.2 施工现场试验
用SG4000型沥青搅拌设备生产的泡沫沥青温拌混合料铺筑试验段,在施工过程中随时观测摊铺和碾压的情况。摊铺压实后,在现场用无损密度仪检测沥青路面的密度,同时对试验段进行钻芯取样。施工现场试验结果表明:泡沫沥青温拌混合料的压实度、空隙率、路表渗水系数等性能指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)的要求。
4.2.3 实验室试验
对泡沫沥青温拌混合料进行了理论最大相对密度试验、毛体积相对密度试验、旋转压实试验、马歇尔试验,结果表明:泡沫沥青温拌混合料的各项试验参数均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)的要求。
5 结 语
本文通过对某沥青发泡装置的工作原理进行深入研究,同时结合SG4000型沥青搅拌设备的生产工艺,将二者装配于一体,对其进行生产现场、施工现场以及实验室试验。大量的试验数据表明:在70#沥青温度为160 ℃、发泡用水量为2%的条件下,该沥青发泡装置生产的泡沫沥青的性能参数与SG4000搅拌设备的生产工艺相匹配,生产的温拌沥青混合料路用性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)的要求。
文章来源:《机械工程材料》 网址: http://www.jxgcclzz.cn/qikandaodu/2021/0428/430.html
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