一种新型具有高抗裂功能的沥青混合料级配设计方法与流程

1.本发明涉及沥青加工技术领域，具体为一种新型具有高抗裂功能的沥青混合料级配设计方法。


背景技术：

2.经过近四十年的努力,我国基本上解决了以半刚性基层沥青路面为典型结构的承载能力问题。然而,裂缝问题仍然是导致沥青路面早期损坏和大中修的主要原因之一。以国内为例,大量的路况调查数据显示,pci下降的主要贡献来自于裂缝,其比例占病害类型的85％～95％。这些裂缝又主要以近似固定间距的横向裂缝(半刚性基层反射裂缝)和少量的top-down裂缝为主。道路工程界曾试图以改性沥青(上中面层)或添加纤维、橡胶等方式降低路面的开裂率,由于要兼顾车辙和抗滑等问题,虽然增加了工程造价但改善路面开裂的效果并不显著。
3.基于上述背景,研究沥青混合料的材料构成、性能与路面结构的基础关系,通过材料与结构的一体化设计,根据结构需求开发具有优良抗裂性能的“功能型”沥青混合料,对于延长路面大中修周期,降低路面的养护维修成本具有重要意义，鉴于平衡设计并不能解决沥青混合料抗车辙和抗裂的矛盾，也不利于发挥单纯抗车辙或抗裂的优势，其生产过程中需要使用到混合设备大多缺少对罐体内壁的清理，容易导致罐体内壁粘结沥青块，进而影响设备的二次使用。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型具有高抗裂功能的沥青混合料级配设计方法，解决了现有的混合设备大多缺少对罐体内壁的清理，容易导致罐体内壁粘结沥青块，进而影响设备的二次使用的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种新型具有高抗裂功能的沥青混合料级配设计方法，具体包括以下步骤：
6.步骤一、选取原料
7.按重量份计，粒径1-5mm沥青路面回收料28份、粒径5-10mm沥青路面回收料24份、粒径10-30mm沥青路面回收料22份、粒径50-60nm陶瓷废料纳米颗粒15份、粒径100-120nm陶瓷废料纳米颗粒10份、粒径50-60nm铝材废料纳米颗粒6份、粒径100-120nm铝材废料纳米颗粒4份、废旧轮胎胶粉10份、聚乙烯废弃物10份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物3份、萜烯树脂2份、溶剂油5份、醇醚羧酸盐界面剂0.4份、碎石15份、矿粉2份、水泥2份、乳化沥青5份、水5份、聚丙烯纤维12份以及膨润土2份；
8.步骤二、一级混合
9.将粒径10-30mm沥青路面回收料、粒径100-120nm陶瓷废料纳米颗粒、粒径100-120nm铝材废料纳米颗粒、废旧轮胎胶粉、聚乙烯废弃物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、醇醚羧酸盐界面剂以及膨润土放进一级混合设
备中混合得到第一级原料；
10.步骤三、二级混合
11.将粒径5-10mm沥青路面回收料、粒径50-60nm陶瓷废料纳米颗粒、粒径50-60nm铝材废料纳米颗粒、粒径100-120nm铝材废料纳米颗粒、环氧树脂、溶剂油、乳化沥青和水放进二级混合设备中混合得到第二级原料；
12.步骤四、三级混合
13.将粒径1-5mm沥青路面回收料、环氧树脂、溶剂油、乳化沥青和水放进三级混合设备混合得到第三级原料；
14.步骤五、辅料混合
15.将碎石、矿粉、水泥、聚丙烯纤维和水放进辅料混合设备混合得到辅料；
16.步骤六、沥青总混
17.依次将所得的第一级原料、第二级原料、第三级原料、辅料放进沥青总混设备搅拌均匀即可；
18.上述步骤中所提及到的一级混合设备、二级混合设备、三级混合设备、三级混合设备、辅料混合设备、沥青总混设备均包括混合罐，所述混合罐的内部设有搅动机构和清理机构，所述搅动机构包括搅动轴和电机，所述清理机构包括两组刮杆、调节环盘和x型铰杆，所述调节环盘的外侧与混合罐内腔的上部转动连接，所述调节环盘的内侧为椭圆形结构，且调节环盘的内侧开设有调节滑槽，所述x型铰杆中部的铰接处与搅动轴的中上部铰接，所述x型铰杆的底端与刮杆的一侧铰接，所述x型铰杆的上端铰接有滑块，所述刮杆的一侧开设有滑道，且滑块与滑道处滑动连接，所述刮杆的上端固定通过连接杆固定连接有滑柱，且滑柱与调节滑槽处滑动连接，所述刮杆的另一侧与混合罐的内壁压接，所述搅动轴的上部固定连接有第一齿轮，所述调节环盘的上部固定连接有齿环，且齿环的齿口设于齿环内侧，所述混合罐内腔上部的中外侧转动连接有第二齿轮，所述第一齿轮的一侧与第二齿轮的一侧啮合传动，所述第二齿轮的另一侧与齿环内部的一侧啮合传动。
19.优选的，所述电机与混合罐上部的中心固定连接，所述电机的输出端贯穿于混合罐的内部并与搅动轴的上端固定连接。
20.优选的，所述搅动轴的中部固定连接有搅笼，所述搅动轴的底端贯穿于混合罐的底部并与混合罐的底部转动连接。
21.优选的，所述搅动轴位于混合罐的外侧的底端固定连接有第三齿轮，所述混合罐底部的中外侧转动连接有搅动副轴。
22.优选的，所述搅动副轴的底端贯穿于混合罐的底部并固定连接有第四齿轮，且第三齿轮与第四齿轮啮合传动。
23.优选的，所述搅动轴的底部固定连接有第一搅拌支杆，且搅动副轴的表面固定连接有第二搅拌支杆，且第一搅拌支杆与第二搅拌支杆错位设置。
24.优选的，所述混合罐为双层结构，且混合罐双层结构之间设有加温腔。
25.优选的，所述加温腔的内侧设有加热丝构件，所述混合罐外罐的内侧设有隔温棉。
26.有益效果
27.本发明提供了一种新型具有高抗裂功能的沥青混合料级配设计方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
28.(1)、该新型具有高抗裂功能的沥青混合料级配设计方法，通过调节环盘转动，搅动轴转动带动x型铰杆转动，使得刮杆在混合罐的内部转动，刮杆上端连接的滑柱与调节滑槽处滑动连接，使得刮杆通过x型铰杆间歇压接在混合罐的内壁，进而对混合罐内部粘附的原料进行刮除，有效的避免了沥青对混合罐的粘结，进而影响设备的二次加工，更加有利于使用，且调节环盘的内侧为椭圆形结构，使得刮杆与混合罐间歇刮除，降低设备的磨损率，提高设备的使用寿命。
29.(2)、该新型具有高抗裂功能的沥青混合料级配设计方法，通过电机带动搅动轴转动，使得搅笼和第一搅拌支杆对混合罐内部的原料进行搅拌，同时搅动轴通过第三齿轮与第四齿轮啮合，使得搅动副轴带动第二搅拌支杆对原料进行反向搅拌，实现不同位置的搅拌，使得沥青混合物拌合的更加充分。
30.(3)、该新型具有高抗裂功能的沥青混合料级配设计方法，通过在搅动轴的中部设置搅笼，使得设备螺旋压料，当搅拌罐内的第一级原料、第二级原料、第三级原料和辅料充分混合时，通过搅笼螺旋下压不断将上方的改性剂压入沥青内，并且通过旋转的搅拌支杆将改性剂与沥青充分混合，使得沥青混合料更加紧密，进而使其高抗裂功能更好。
附图说明
31.图1为本发明的结构立体图；
32.图2为本发明的结构剖视图；
33.图3为本发明图2中a处的局部放大图；
34.图4为本发明调节环盘的结构立体图；
35.图5为本发明第四齿轮的结构立体图。
36.图中：1、混合罐；11、加温腔；12、加热丝构件；13、隔温棉；2、搅动机构；21、搅动轴；211、第一齿轮；22、电机；23、搅笼；24、第一搅拌支杆；25、第三齿轮；26、搅动副轴；261、第四齿轮；262、第二搅拌支杆；3、清理机构；31、刮杆；311、滑道；312、连接杆；313、滑柱；32、调节环盘；321、调节滑槽；33、x型铰杆；331、滑块；34、齿环；35、第二齿轮。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
38.请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种新型具有高抗裂功能的沥青混合料级配设计方法，具体包括以下步骤：
39.步骤一、选取原料
40.按重量份计，粒径1-5mm沥青路面回收料28份、粒径5-10mm沥青路面回收料24份、粒径10-30mm沥青路面回收料22份、粒径50-60nm陶瓷废料纳米颗粒15份、粒径100-120nm陶瓷废料纳米颗粒10份、粒径50-60nm铝材废料纳米颗粒6份、粒径100-120nm铝材废料纳米颗粒4份、废旧轮胎胶粉10份、聚乙烯废弃物10份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物3份、萜烯树脂2份、溶剂油5份、醇醚羧酸盐界面剂0.4
份、碎石15份、矿粉2份、水泥2份、乳化沥青5份、水5份、聚丙烯纤维12份以及膨润土2份；
41.步骤二、一级混合
42.将粒径10-30mm沥青路面回收料、粒径100-120nm陶瓷废料纳米颗粒、粒径100-120nm铝材废料纳米颗粒、废旧轮胎胶粉、聚乙烯废弃物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、醇醚羧酸盐界面剂以及膨润土放进一级混合设备中混合得到第一级原料；
43.步骤三、二级混合
44.将粒径5-10mm沥青路面回收料、粒径50-60nm陶瓷废料纳米颗粒、粒径50-60nm铝材废料纳米颗粒、粒径100-120nm铝材废料纳米颗粒、环氧树脂、溶剂油、乳化沥青和水放进二级混合设备中混合得到第二级原料；
45.步骤四、三级混合
46.将粒径1-5mm沥青路面回收料、环氧树脂、溶剂油、乳化沥青和水放进三级混合设备混合得到第三级原料；
47.步骤五、辅料混合
48.将碎石、矿粉、水泥、聚丙烯纤维和水放进辅料混合设备混合得到辅料；
49.步骤六、沥青总混
50.依次将所得的第一级原料、第二级原料、第三级原料、辅料放进沥青总混设备搅拌均匀即可；
51.上述步骤中所提及到的一级混合设备、二级混合设备、三级混合设备、三级混合设备、辅料混合设备、沥青总混设备均包括混合罐1，混合罐1为双层结构，且混合罐1双层结构之间设有加温腔11，加温腔11的内侧设有加热丝构件12，混合罐1外罐的内侧设有隔温棉13，实现对沥青加热熔融和助剂添加混合为一体的操作，其有效解决了沥青熔融速度慢、沥青熔液中夹杂未完全融化的沥青块以及沥青助剂无法添加并充分混合的问题，混合罐1的内部设有搅动机构2和清理机构3，搅动机构2包括搅动轴21和电机22，电机22与混合罐1上部的中心固定连接，电机22的输出端贯穿于混合罐1的内部并与搅动轴21的上端固定连接，搅动轴21的中部固定连接有搅笼23，通过在搅动轴21的中部设置搅笼23，使得设备螺旋压料，当搅拌罐内的第一级原料、第二级原料、第三级原料和辅料充分混合时，通过搅笼23螺旋下压不断将上方的改性剂压入沥青内，并且通过旋转的搅拌支杆将改性剂与沥青充分混合，使得沥青混合料更加紧密，进而使其高抗裂功能更好，搅动轴21的底端贯穿于混合罐1的底部并与混合罐1的底部转动连接，搅动轴21位于混合罐1的外侧的底端固定连接有第三齿轮25，混合罐1底部的中外侧转动连接有搅动副轴26，搅动副轴26的底端贯穿于混合罐1的底部并固定连接有第四齿轮261，且第三齿轮25与第四齿轮261啮合传动，搅动轴21的底部固定连接有第一搅拌支杆24，且搅动副轴26的表面固定连接有第二搅拌支杆262，且第一搅拌支杆24与第二搅拌支杆262错位设置，通过电机22带动搅动轴21转动，使得搅笼23和第一搅拌支杆24对混合罐1内部的原料进行搅拌，同时搅动轴21通过第三齿轮25与第四齿轮261啮合，使得搅动副轴26带动第二搅拌支杆262对原料进行反向搅拌，实现不同位置的搅拌，使得沥青混合物拌合的更加充分，清理机构3包括两组刮杆31、调节环盘32和x型铰杆33，调节环盘32的外侧与混合罐1内腔的上部转动连接，调节环盘32的内侧为椭圆形结构，且调节环盘32的内侧开设有调节滑槽321，x型铰杆33中部的铰接处与搅动轴21的中上部铰
接，x型铰杆33的底端与刮杆31的一侧铰接，x型铰杆33的上端铰接有滑块331，刮杆31的一侧开设有滑道311，且滑块331与滑道311处滑动连接，刮杆31的上端固定通过连接杆312固定连接有滑柱313，且滑柱313与调节滑槽321处滑动连接，刮杆31的另一侧与混合罐1的内壁压接，搅动轴21的上部固定连接有第一齿轮211，调节环盘32的上部固定连接有齿环34，且齿环34的齿口设于齿环34内侧，混合罐1内腔上部的中外侧转动连接有第二齿轮35，第一齿轮211的一侧与第二齿轮35的一侧啮合传动，第二齿轮35的另一侧与齿环34内部的一侧啮合传动，通过调节环盘32转动，搅动轴21转动带动x型铰杆33转动，使得刮杆31在混合罐1的内部转动，刮杆31上端连接的滑柱313与调节滑槽321处滑动连接，使得刮杆31通过x型铰杆33间歇压接在混合罐1的内壁，进而对混合罐1内部粘附的原料进行刮除，有效的避免了沥青对混合罐1的粘结，进而影响设备的二次加工，更加有利于使用，且调节环盘32的内侧为椭圆形结构，使得刮杆31与混合罐1间歇刮除，降低设备的磨损率，提高设备的使用寿命。
52.一级混合设备、二级混合设备、三级混合设备、三级混合设备、辅料混合设备、沥青总混设备在使用时，电机22带动搅动轴21转动，使得搅笼23和第一搅拌支杆24对混合罐1内部的原料进行搅拌，同时搅动轴21通过第三齿轮25与第四齿轮261啮合，使得搅动副轴26带动第二搅拌支杆262对原料进行反向搅拌，进而使原料搅拌混合均匀，同时，第一齿轮211与第二齿轮35啮合，第二齿轮35又与齿环34啮合，使得调节环盘32转动，搅动轴21转动带动x型铰杆33转动，使得刮杆31在混合罐1的内部转动，刮杆31上端连接的滑柱313与调节滑槽321处滑动连接，使得刮杆31通过x型铰杆33间歇压接在混合罐1的内壁，进而对混合罐1内部粘附的原料进行刮除。
53.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
54.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
55.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。