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路面养护车加热搅拌RAP温度均匀性研究
| 论文题名： | 路面养护车加热搅拌RAP温度均匀性研究 |
| 关键词： | 热再生沥青路面养护车;加热搅拌装置;热再生沥青混合料;温度均匀性 |
| 摘要： | 热再生路面养护车是完成就地热再生工艺技术的综合养护设备，养护车加热搅拌装置作用下RAP由于其复杂的运动机理和热量传递，易导致搅拌锅内混合料加热速率不高及受热不均匀，影响RAP再生质量，因此为了获得温度均匀性良好的 RAP，本文依托浙江美通筑路机械股份有限公司项目，以 LMT-5180 型热再生沥青路面养护车为研究对象，对加热搅拌装置进行了结构改进，对加热搅拌过程进行了理论分析，借助离散元软件EDEM进行仿真，并结合室内外试验，开展了路面养护车加热搅拌RAP温度均匀性研究，主要研究结论如下： ①针对不同运动方式下的搅拌再生机理，加热搅拌作用下混合料颗粒的受力情况和传热方式进行了分析，建立了颗粒内部热量与温度梯度之间的本构方程。计算给出了搅拌叶片安装角的取值范围，对加热搅拌装置中搅拌室及燃烧室提出结构改进方案，并对改进后加热搅拌装置中混合料颗粒进行了受力和试验分析，结果表明：改进后混合料颗粒之间的接触更充分，受热面积更大，能在不同搅拌平面，不同搅拌环面实现平移、旋转和翻滚运动。 ②根据离散元基本原理，对搅拌加热装置的运动过程进行了分析，确定了颗粒与颗粒之间、颗粒与模型之间的接触模型为：Hertz-Mindlin with JKR模型和Heat Conduction模型。建立了路面养护车搅拌加热装置模型和RAP颗粒的几何模型；完成了搅拌加热装置相关工作参数以及求解器的设置。 ③建立了温度均匀性评价指标，即温度均匀度K，基于离散元软件EDEM对不同搅拌结构、不同加热结构、不同新旧料配比、不同加热温度、不同搅拌转速下的 RAP 加热搅拌过程进行了温度均匀性研究，结果表明使用 35°三叶片螺旋搅拌刀、安装 45°二叶片火焰散流装置、新旧料比例 1:1、加热温度 170℃、搅拌转速30rpm时温度均匀度K值更小，温度离散度更低，温度均匀性更好。无论是在不同结构参数、不同RAP材料参数、不同工作参数工况下，搅拌锅内和摊铺后RAP温度均匀度K变化规律一致性良好，说明可以借助于摊铺后RAP温度分布均匀性验证锅内RAP温度分布均匀性。 ④依托美通合作项目对 LMT-5180 型热再生沥青路面养护车开展了室内外试验，针对不同搅拌结构、不同加热结构、不同加热温度、不同搅拌转速开展了工程实测。实测数据表明：使用35°三叶片螺旋搅拌刀和45°二叶片火焰散流装置时，加热速率更快；加热温度170℃和搅拌转速30rpm时，混合料颗粒温度离散程度更低，RAP 温度分布均匀性更好，进一步验证了仿真结果与工程实测结果一致性较好。 |
| 作者： | 廖秋生 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 曹源文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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