泡沫沥青施工技术是实现道路大规模修复的主要手段。泡沫沥青混合料搅拌设备是与沥青发泡装置配套使用的、面向实验室应用的小型混合料搅拌机,目前尚未实现国产化。论文针对泡沫沥青混合料搅拌设备的结构设计与优化展开研究。深入分析泡沫沥青混合料的拌和工艺,以拌和均匀性和拌和效率为设计目标,运用离散单元法解析混合料颗粒在拌和过程中的滑动、摩擦,及碰撞的运动规律和力学特性,通过EDEM软件分析泡沫沥青混合料的拌和行为,搅拌部件的料流排列形式,获取混合料的均匀度离散系数,分析泡沫沥青混合料搅拌设备在工况下的载荷谱。(1)运用离散单元法为泡沫沥青混合料的拌和行为建立数学模型,获取工况载荷谱。为泡沫沥青混合料建立颗粒模型、颗粒形状模型、颗粒接触模型。综合分析混合料的均匀度离散系数和物料的运动矢量图,评价搅拌部件的料流排列方式。求解不同时刻下搅拌设备和物料之间的作用力。(2)对泡沫沥青混合料搅拌设备进行结构优化。以搅拌部件等效应力和总变形量最小为优化目标,以搅拌部件的关键尺寸为设计变量,对搅拌部件进行结构优化。优化后得到搅拌轴的边长、搅拌臂的长度、直径、叶片厚度分别为36mm、58mm、23mm、11mm。以搅拌桶质量最轻和总变形量最小为优化目标,以搅拌桶关键尺寸为设计变量,优化后搅拌桶壁长、壁厚分别为163mm、6mm。(3)对优化后的泡沫沥青混合料搅拌设备进行强度校核。假设轴承具有强刚性,以搅拌部件为研究对象,求解搅拌部件的等效应力和总变形量;假设搅拌部件具有强刚性,计算轴承的使用寿命,以两端的轴承端盖为约束,求解搅拌桶的等效应力和总变形量。结果表明,搅拌部件、搅拌桶、以及轴承的强度均满足了设计要求。论文为泡沫沥青混合料搅拌设备的开发提供了理论依据。