摘要：当前，沥青作为一种施工材料，以其优良的性能在许多领域中得到了广泛的应用。研究沥青搅拌站搅拌机构的优化具有重要的现实意义。本文阐述了优化沥青搅拌站搅拌机构的意义，指出了沥青搅拌的根本目的，并对沥青搅拌站搅拌机构的优化进行了分析和介绍。
关键词：搅拌机构；对流；围流
0 引言
随着我国社会经济的快速发展以及城市建设的不断进步，各种工程项目的施工建设越来越多。在道路、建筑、桥梁等工程的施工中，沥青混凝土作为一种具有优良性能的施工材料，得到了广泛的应用。在沥青的生产和使用过程中，搅拌的一道重要的工序，其搅拌站搅拌机构的设计关系到沥青搅拌站的搅拌质量和效率。因此，对沥青搅拌站搅拌机构进行优化十分必要。
1 优化搅拌机构的重要意义
近年来，我国的交通行业快速发展，公路施工已经基本实现机械化，大规模的沥青搅拌设备已经成为合格施工队伍的前提。虽然，现阶段在我国存在许多能够自主生产大规模搅拌设备的企业和厂家，但是此方面所占据的市场份额并不理想，所以就出现了发展停滞的现象。就目前来看，超大生产量的搅拌设备仍需要引进国外的品牌和技术。随着社会经济的不断提高，大规模沥青搅拌设备得到了人们的高度重视，因而具有较大的发展前景。尽管如此，开发新型搅拌设备的道路仍然十分艰难，究其原因，主要是因为相关技术还不够成熟，与国外发达国家相比，还存在很大的差距，仍处在中低端的水平。因此，为了开辟新的市场，推动沥青搅拌设备的进一步发展，应切实加强研究的力度，充分利用现有的资源和技术，不断完善沥青搅拌站的搅拌机构优化工作。这不仅是发展的必然趋势，同时也是提高大型搅拌设备设计与开发效率的有效手段，为设备的系列化生产提供充足的理论依据。
2 沥青搅拌的根本目的
在沥青搅拌效果检验中，充分和均匀常常是用来衡量搅拌效果的重要指标。之所以这样，是因为长期受到传统的搅拌理论的影响所致，在实际情况中，搅拌效果只需达到设计的标准即可。所以在设计搅拌设备的过程中，搅拌机构的功能就是借助各个物料之间的相互作用，比如扩散和对流等，从而达到均匀的目的。然而，近期所提出的新型理论指出，想要得到均匀度符合标准的混合料，需事先对各个物料的基本运动特征进行分析和研究，掌握存在的规律，充分考虑搅拌设备和物料所形成的作用力。
（1）各个组成物料分布均匀，完成宏观和微观意义上的均匀；
（2）完全破坏各个组成物料粒子之间的团聚现象，使混合料当中的所有骨料的表面都能均匀的粘结上沥青，促进弥散现象的进一步发展；
（3）完全破坏混合料当中骨料表面上存在的薄膜包裹层，使沥青充分发挥粘结的效果；
（4）提升骨料等各个组成部分在参加到运动时所产生的交叉频率以及运动的次数，使搅拌更加均匀、彻底。
为了切实满足搅拌要求，在搅拌时，所有物料的移动都必须由这些物料在容器中的持续循环运动以及各类型骨料间的挤压与摩擦来实现。第一种搅拌方式被称为对流，这种方式在开始的初级阶段就可以保证各个组成物料在宏观角度上的均匀分布。以往在设计搅拌设备时，就是使用这种方式完成的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然而，物料在搅拌时进行的挤压与摩擦等运动会使物料之间的结合达到一个相对良好的状态，从而保证各个组成物料在微观角度上的均匀分布，最终生成速度极快的扩散运动。由此可见，系统、合理的混合料搅拌，需由上述二者共同构建并实施。
3 沥青搅拌站搅拌机构优化
3.1 优化搅拌臂当中的料流排列
对于现阶段较为常用的双卧轴设备而言，搅拌臂当中的料流相对运动实际上就是由于搅拌臂所对应的排列方式具有的差异而出现的多种运动方式。料流排列受限于搅拌臂单轴上两个彼此相邻的两个臂之间和双轴上搅拌臂与搅拌臂之间的相对相位角位置关系。在搅拌的过程中，沥青所选用的搅拌方法和轴数具有一定的差异，所以设备当中的料流形式也是不尽相同的。对每种物料在容器中的不同运动形式进行分析得知，叶片参数和搅拌臂的排列情况会对物料的运动方式起到决定性的作用和影响。通过进一步研究，可将物料的运动方式总结为两类，分别为对流和围流。
3.2 对流与围流
3.2.1 对流
物料的对流排列方式，在叶片的持续推动作用下，处在容器底部的物料会逐渐向容器的中央进行移动，具体的运动方式为：先向上抛起，然后在重力的作用下自行掉落，以椎体的分布形式堆积在搅拌容器的中央。同时，在搅拌设备两个轴之间的上侧位置会出现一个沸腾层，由于该层与水沸腾的状态十分相似，故此得名。在经过长时间的搅拌与混合之后，会有一小部分的混合料从容器的顶端溢出，并向搅拌轴的外围流动，此时，叶片将溢出的混合料重新推送至容器的中央，从而完整的进行了一次对流循环。
3.2.2 围流
物料的围流排列方式，搅拌设备当中桨叶会把容器中的所有混合料推至容器的左端，在容器左端同样设有桨叶，所以此时左端的桨叶会将到达的混合料重新推送至右端，从而完成一个十分简单且有效循环。搅拌设备当中的一条叶片会在水平位置上推动物料沿轴向运动，由于桨叶与对应的轴会有一定的预留角度，而且桨叶呈交替分布，因此，另外一个搅拌轴上的桨叶会将混合料推向完全相反的方向进行运动。当混合料处在搅拌轴的尾端时，物料返回叶片会将处在尾端的混合料全部推送至另外一个端面，从而在水平面上生成一个系统的搅拌循环。
3.2.3 对流与围流的实际效果对比
通过上述基本原理的分析得知，丛理论的角度讲，这两种运动方式都可以使搅拌容器当中的各个质点经过容器中的所有位置，整体而言，这两种方式都能很好地完成物料有效循环，主要的区别就在于物料的分布形态以及搅拌的位置。在物料的对流排列当中，混合料的实际运动状态往往是从搅拌轴的两侧开始的，当两侧的物料全部集中到中央以后，在通过自身重力的作用完成搅拌，这种搅拌方式会增加中央叶片的实际载荷，如果不加以控制，极有可能被损坏，进而出现一系列故障。围流排列也会使混合料完全的附着在容器的所有位置当中，从理论的角度讲，围流排列中各部位的叶片载荷十分均匀，所以设备中的衬板磨损情况较为均匀。由此可见，围流排列更具性能优势，应广泛推广和使用。
4 结语
综上所述，沥青在各个领域的工程施工中被广泛应用，而搅拌机构设计的合理性关系到沥青搅拌站搅拌的质量及效率。沥青搅拌站搅拌机构的优化研究是当前的重点课题。沥青混凝土的搅拌是个复杂的过程，在其搅拌机构优化中，要选择合理的料流排列方式，从而确保搅拌机构的强度、应变、振型以及疲劳失效满足设计的要求。而物料围流的排列方式性能相对较好，可在沥青搅拌站搅拌机构优化中推广应用。
参考文献：
[1]王发听，连晋毅，宁华龙，杨冲，张强.基于FLUENT的沥青加温罐搅拌装置优化布局研究[J].筑路机械与施工机械化.2014（01）
[2]王思成.沥青搅拌设备控制系统的设计研究[J].安徽水利水电职业技术学院学报.2014（04）
论文作者:黄伟杰
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/11/2
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