沥青混合料梯次拌和技术及实验装置研究

摘要

沥青混合料由粗、细集料，矿物填料以及沥青组成，目前通常使用的沥青混合料拌和工艺为粗、细集料干拌一定时间后加入矿质填料与沥青继续湿拌一定时间，拌和时间由试拌确定。沥青混合料的性能受多种因素的影响，国内学者与道路工作者对矿料级配、原材料性能以及摊铺压实方面对混合料性能的影响做了深入研究，但对拌和工艺如何影响沥青混合料性能却研究较少。为了研究拌和工艺对沥青混合料性能的影响，保证混合料的拌和质量，提高搅拌器的生产效率，为工程实践提供参考，本文对不同粒径集料所需的最佳拌和时间以及材料添加工艺进行了研究。
　　本研究依托实验室用双卧轴搅拌机项目进行，利用理论分析与实验研究结合的方法对拌和工艺进行了研究。为了模拟搅拌站拌和过程，课题组研发了与实体工程中使用的搅拌器结构和搅拌原理相同的试验室用双卧轴搅拌机，相关拌和工艺试验均使用此台搅拌机进行。通过建立搅拌模型，分析了集料颗粒在搅拌器作用下的滚动规律；根据滚动过程中颗粒表面发生沥青迁移的拌和机理，得出了在沥青迁移量以一定速率递减的条件下，拌和均匀性与颗粒滚动圈数之间的关系表达式，根据表达式做出的曲线表明：在同一拌和过程中，颗粒大小不同滚动次数有差异，矿粉滚动次数大于细集料，细集料滚动次数大于粗集料，导致不同粒径颗粒表面裹附的油膜厚度发生变化。用不等直径平面圆模型求得拌和过程中不同粒径颗粒之间的滚动关系，提出了达到相同油膜厚度的粗集料、细集料、矿粉与沥青之间的梯次拌和工艺；为了对梯次拌和工艺进行验证，使用课题研发的搅拌机对AC-16混合料进行了试验研究，试验结果表明：采用梯次拌和工艺可以提高沥青混合料的质量和设备生产效率，降低沥青用量，较之传统拌和工艺沥青用量可降低约5％，并减少约30%的拌和时间。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及技术路线

第二章 拌和机理及拌和过程影响因素分析

2.1 搅拌器结构

2.2 双卧轴搅拌器的拌和机理

2.3 混合料流变特性对拌和过程的影响

2.4 搅拌器结构参数对拌和过程的影响

2.5 本章小结

第三章 基于相似理论的室内试验装置研制

3.1 相似设计基本原理

3.2 双卧轴试验机的设计计算

3.3 双卧轴搅拌机加热系统的设计

3.4 本章小结

第四章 梯次拌和技术研究

4.1 粗、细集料表面积计算

4.2 颗粒拌和过程模型

4.3 试验装置与试验研究

4.4 本章小结

第五章 梯次拌和沥青混合料的性能研究

5.1 原材料性能指标

5.2 梯次拌和混合料性能试验研究

5.3 梯次拌和工艺对沥青用量的影响

5.4 本章小结

结论与展望

结论：

展望：

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢