再生泡沫沥青技术作为一种新兴的绿色技术,普遍应用于道路快速规模化修复,不仅可以解决旧沥青再利用问题,而且能提高道路施工工效,具有节能、环保、高效和经济等重大工程价值,应用前景广大。我国正处在大规模的道路修复期,但泡沫沥青再生装置仍处在完全依赖进口的状态,为此,对该技术及其装置进行研究具有极其重要的意义。为了制作泡沫沥青,必须符合沥青发泡机理,在一定条件下对沥青、水和空气等介质进行精确的过程控制,并给予硬件上的保证和实现:本文以研究泡沫沥青发泡机理及其装置设计方法为主要目标,采用理论与试验并行的研究方法,以机、电、液等学科为基础,综合计算流体力学、传热学、气液多相流等相关的前沿理论,研究产生高品质泡沫沥青的沥青发泡机理性问题,并基于沥青发泡机理的研究提出了沥青发泡过程的参数敏感性分析,为沥青发泡装置核心部件的设计提供了指导,最终利用参数化设计方法对应用在2000型沥青搅拌站的沥青发泡装置进行了参数化快速响应设计。论文针对以下几个方面展开了研究:1.构建了沥青发泡过程的动力学与热力学模型。将计算机技术与CFD方法相结合,根据多场条件下的多相流体动力学理论,建立沥青发泡过程设计参数与多相流耦合场分布的多相流体动力学模型,解析沥青发泡的过程,深入分析沥青发泡的本质机理性问题,并经过实验验证该模型的合理性。2.基于沥青发泡机理研究提出了沥青发泡过程的参数敏感性分析。利用该多相流体动力学模型,从工程角度对沥青发泡过程进行参数敏感性分析,得出了不同设计参数对耦合场分布和实际沥青发泡效果影响的敏感性系数,对沥青发泡装置核心部件的设计提供了指导。3.综合运用参数化设计理论和UG设计软件,对沥青发泡装置进行了参数化快速设计。通过对设计过程中存在问题的分析,研究了参数化设计技术,在Visual Studio 2008环境下实现了UG零件的参数化快速设计,并构建了沥青发泡装置参数化设计的体系结构,在此结构下对沥青发泡装置进行了参数化设计。本文研究成果将为新一代产品的研发奠定基础,可推广应用到各种冷再生机,各种沥青搅拌站,或者稳定土拌和机上,甚至还可以单独作为沥青发泡试验机使用。