华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (4): 81-89.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.240300
程海鹰 李楠希 马登成 吴文霞
CHENG Haiying LI Nanxi MA Dengcheng WU Wenxia
摘要:
冷再生机在喷洒泡沫沥青时,存在喷口容易积聚沥青且各喷口流量不均的问题。为解决上述问题,需提升泡沫沥青喷口压力减少沥青积聚,均衡各个喷口流量。本文首先从沥青发泡行为本质出发,在多相流混合理论的基础上,考虑沥青发泡过程中沥青黏变与水的相变,将沥青的黏温特性函数与水的相变函数引入计算模型,对流体体积(VOF)模型进行修正,建立沥青发泡行为控制模型。其次,数值模拟沥青发泡过程中的喷口压力与流量并与实验进行对比,得到该沥青发泡行为控制模型在喷口压力与流量方面的误差分别为9.2%,7.7%。最后,在上述沥青发泡行为模型的基础上,构建关于泡沫沥青喷洒装置的数值仿真模型,按照设计的实验方案数值模拟泡沫沥青喷洒过程。根据模拟结果,在Isight平台中构建Kriging代理模型,进而建立以提升出口压力,减小各喷口质量流量差为目标的多目标优化模型,并运用NSGA-Ⅱ算法进行求解,得到Pareto解集并对其进行分析。结果表明,当沥青管径为0.74a、发泡水管径为0.58b、泡沫沥青喷口直径为0.6c、泡沫沥青喷口个数为d时,泡沫沥青喷洒装置性能最优。在考虑沥青发泡行为特点的前提下,提升了泡沫沥青喷洒装置性能。