路用矿质混合料的级配设计及其优化
矿质混合料—配合比设计试算法
Z aM ( j) 100 aC( j)
令 aA( j) aB( j) 0
• 计算出中间粒径集料在混合料中的用量比例。
⑤
Y 100 ( X Z )
• 逐个筛孔进行校核,不在级配范围内时,进行调整。
⑥
aA(i) X aB(i)Y aC (i) Z aM (i)
总结
级配参数均要以分计筛余百分率体现; 优势粒径的应用仅限于最粗和最细集料; 校核时要逐个筛孔进行。
• 在最粗集料优势粒径下应用合成公式,得其用量比例;
③
aM (i) aA(i) X aB(i)Y aC (i) Z
X aM (i) 100 a A(i)
令 aB(i) aC (i) 0
• 在最细集料优势粒径下应用合成公式, Nhomakorabea其用量比例;
④
aM ( j ) aA( j ) X aB( j )Y aC ( j ) Z
集料 2
集料1
1.设计目的:确定各组 成材料的用量比例。
2.适用范围:试算法适 用于混合料由2~3种集 料组成。
2 设计资料
集料2
集料1
集料3
级配组成 分计筛余百分率 累计筛余百分率
通过率
混合 料
级配范围 规范查取或级配理论计算
3 设计步骤
• 设定未知数: X Y Z 100
①
② • 将级配参数转化为分计筛余百分率;
配合比设计—试算法
模块一
01 矿 质 混 合 料 02
03
岩石 集料
矿质混合料 试算法
C目 录 ONTENTS 1 设计目的及适用范围 2 设计资料 3 设计步骤
矿质混合料由两种或两种以上集料按比 例配制而成。
沥青混合料的矿质混合料组成设计方法
原有集料和要求级配范围
矿粉的分 计筛余 mc(i) (%) —— —— —— —— 4.0 4.0 5.5 3.2 83.3 按累计筛 余计级配 范围 a(n1-n2) (%) —— 37~22 60~37 70~47 78~55 85~65 88~70 90~75 100 按累计筛 余计级配 范围中值 a(i) (%) —— 29.5 48.5 58.5 66.5 75.0 79.0 82.5 100 按分计筛 余计级配 范围中值 m(i) (%) —— 29.5 19.0 10.0 8.0 8.5 4.0 3.5 17.5
解:矿质混合料中各种集料用量配合组成可按下述步骤计算: (1) 、 先将表 1-1 种矿质混合料的要求级配范围的通过百分率换算为累积筛余百
分率,然后再计算为各晒号的分计筛余百分率。计算结果列于表 1-2。 表 1-2
碎石的分 计筛余 ma(i) (%) 0.8 60.0 23.5 14.4 1.3 —— —— —— ——
m a 4.75 x M 4.75
x
M 4.75 ma 4.75
100
29.5 100 49% 60
(3) 、 计算矿粉在矿质混合料中的用量。 同理, 计算矿粉在混合料中的配合比是, 按矿粉占优势的 0.075mm 粒径计算,即假设 ma(0.075)和 mb(0.075)均等于零。即
0.3
0.8
0.2
0
5.8
0~13
14.8
0~29
24.8
7~37
35.0
16~50
44.9
30~61
61.0
44~78
79.8
60~93
93.4
90~98
谈谈如何优化沥青混合料配合比设计
谈谈如何优化沥青混合料配合比设计一、前言近年来,随着我国国民经济的高速发展,我国交通运输业特别是公路运输业显现出突飞猛进的态势,载至到2013年底,我国高速公路的通车里程已达10.5万公里,公路运输呈现车流量大和轴载重的情况。
热拌沥青混合料路面作为一种路面结构形式,以其行车舒适、噪声低、易于维护等优点,被广泛应用于公路建设中,尤其是高等级公路建设。
但是通过国内十几年的建设实践,发现国内的沥青路面普遍存在工程的耐久性和早期损坏两大突出问题。
造成这种情况有设计方面的原因、施工方面的原因,其中很重要的一个原因就是沥青混合料的配合比设计不合理。
不合理的配合比设计难以生产出合格的产品,下面着重介绍沥青混合料级配设计中应注意的若干问题。
二、主要影响因素1原材料的质量和取样材料的质量对于路面质量及使用寿命具有决定性作用,主要技术指标包括矿料的级配、颗粒形状、坚固性、粘附性等级以及沥青和填料的质量等。
其中对设计沥青混合料影响最大的是矿料加工的分档和级配,材料分档和级配的好坏决定了矿质混合料合成级配好坏。
目前,市场上供应的水泥砼所用的建筑用集料针片状含量高、含泥量大,级配和材料均匀性差,采用这样的矿料生产的沥青混合料产品质量也不够稳定。
因此设计好的沥青混合料在抓好原材料选材的同时,控制矿质材料备料质量尤为重要。
原材料的取样正确与否决定了是否能够真实地反映原材料的质量。
T0301-2000 粗集料取样法1.1 取样方法1)在同批来料堆上取样时,应先铲除堆脚等处无代表性的部分,再在料堆的顶部、中部和底部,各由均匀分布的几个不同部位,取得大致相等的若干份组成一组试样,务使能组成一组试样,务使能代表本批来料情况和品质。
2)从皮带运输机上取样时,应在皮带运输机机尾的出料处用接料器定时抽取有代表性的试样,并由若干份试样组成一组试样,作为本批来料的代表样。
3)从火车、汽车、货船上取样时,应从各不同部位和深度处,抽取大致相等的试样若干份,组成一组试样,抽取的具体份数,应视能够组成本批来料代表样的需要而定。
沥青混凝土矿质集料配合比的优化设计
f l lT , B+ 2 z…+ I n Z ・ B+ .B = l ・
{ 2 1 2 …+ 2 Z .日+ ・ ・ 。日 .B= 2 ・
【1 日1 7 I +
・
.
’
等集料 的比例 。 过去进行矿质集料 的配合 比设计多采用
图解法 ,此法须人工绘图确定各种集料 的组成 比例 , 速 度慢 、 效果差。 经过对集料配合 比设计方法的认真研 究 , 本文 提 出了利用计 算机进行集 料配合 比设计 和优 化 的 方法 , 在设计过程 中 , 用评分法 和最小 离差法 对不 同的 配合 比进行评价 , 并选出最优配合 比。
率为 (= , , ; 12 … , ) 欲配 制接 近级 配 范 il2 …nj , , k , - 围中值的矿质混合料 , 各集 料在混合料中的 比例分 别为 B 、:…、 n 。B 、 B 。各集料及混合料的组 成见表 1 。 表 1 n种 集料的级 配组成表
各集料筛析的 筛孔 通过百分率
二 、 计 原 理 设
・
.
Байду номын сангаас
B2 + +… ・ B=
按 高斯 法可列 出以下 正规方程组 ( 使合成级配 与
级 配中值离差 的平方 和最小 ) :
∑ ( ¨B ∑(,T )2 + T. ) = T, ) T- )l T ̄ B … ∑(iT B ∑( ̄Z T + .z + j j ,j i
略小 , 使用 时需进行调整 ;
各集料用量
B 1 B 2
l2 B
级配范 围
下 限 上限 中值
Bl B n B Bl 。 B B Z 1 Z 2 Z
2
B n
T 1 B T B B
矿质混合料配合比设计及路用性能试验分析
由于 水泥稳 定碎 石呈脆 性 ,且 对温 度 、湿度 的变化 响较小 ,因而 其具有收缩性能较好。但这种结构 的空 隙率
比较 敏 感 , 在麓 工 及 使 用过 程 中 。会 在 温 度 或 湿 度 交 替 变
化 时容 易产生 收缩开 裂。从己建成的高速公路使用调查来 看 ,水泥稳定碎石基层沥 青路面裂缝问题 日益突 出,并 己 成为该结构的主要缺 陷。 早期的裂缝对行车并无明显的影响 ,但随着表面雨水 的侵入 ,在 大量行车荷载反复作用下 ,会导致路面强度 明 显下降 ,产生 冲刷和 唧泥 现象 ,使 裂缝加宽 .裂缝两侧 的 沥青面层碎裂 。影响了沥青路面的使 用性能。 鉴于上述问题 ,有必要对水泥稳定碎石混合料作 为基
21 . 水泥稳定碎石组成级配类型
211 续 级 配 ( 架 密实 结 构 ) .. 连 骨
C-种集料在某一 筛孔上的分计筛余分 别为 。 ( c - l i ) 【
(). c。() 。打算配 制矿质 混合料M。混合料M在相 i c i 应筛孔上 的分计 筛余百分率 为o ()。设A.B 【 i C三种
层 的配 合 比设 计 、路 用 性 能 进 行 试 验 分 析 ,寻 求 一 种 比较
综上所述 ,矿质混合料 中各组成成分 的空 间位置排列
不 同,就会导致 混合料 整体 性质发生变化 ,而连续级配 中 的骨架 密实结构汲取 了悬浮密实结构和骨架空隙结构 的优
点 。在振碾工艺 条件 下,骨架密实结构能够台粗细集料 之
一
般是粗集料较 多。而细集料数量过少 。集料能够形成 骨
架 .但其残余 空间较 大。三轴试验表 明,虽然这种结构粘
结 力较低 。但 其内摩阻角较大 。其强度主要取决于 内摩 阻 力 。因此形威 的水泥稳定级配碎石层 ,受结合料 性质 的影
矿质混合料级配
计算步骤:(先计算粗集料,在计算细料,最后计算中间料)
①、计算A(粗集料)料在混合料中的用量 按A料占优势粒径计算,设A料在i(mm)筛孔占优势,此时忽略B C两种集料在此粒径的含量(及aB(i)=0、aC(i)=0),故 a A(i)*X=aM(i) X=(aM(i)/aA(i))*100
②、 计算C(细集料)料在混合料中的用量 按C料占优势粒径计算,设C料在j(mm)筛孔占优势,此时忽略 B、C两种集料在此粒径的含量(及aA(j)=0、aC(j)=0),故 aC(j)*Z=aM(j) Z=(aM(j)/aC(j))*100
筛孔尺寸di(mm)
30
20
10
5
2.5
1.25
0.63
0.315
0.16
各筛孔尺寸的 对数值㏒Dx
1.48
1.30
1
0.7
0.4
0.1
-0.2
-0.5
-0.7
各筛孔距0.16mm 筛孔距离Sx(mm)
100
92
79
66
52
39
26
13
0
n=0.3 不同泰波 指数时的 通过百分 率
100
88.5
71.9
78~88
48~68 36~53 24~41 18~30 17~22 8~16 4~ 8
79.0
58.0 44.5 32.5 24.0 19.5 12.0 6.0 0
21.0
42.0 55.5 67.5 76.0 80.5 88.0 94.0 100
18.5
21.0 13.5 12.0 8.5 4.5 7.5 6.0 6.0 100
矿质混合料的组成设计方法
矿质混合料组成设计的多重优化和计算机解法
(2) 若存在可行解, 则必存在一个基本可行解, 那么, 此凸集至少存在一个顶点, 即至少存在一个基
本可行解。
(3) 若目标函数具有一个极限极小值, 则至少有一个最优解是基本可行解。
一个线性规划问题应该满足具有一个有限极小值的前提。有了这个前提, 至少会有一个最优解是基
本可行解。
由于矿质混合料的组成设计问题属于线性约束的数学规划问题, 这个线性不等式组通常是多解的
结合料最佳用量, 构造单位成本价目标函数。例如, 在水泥、石灰、二灰稳定类集料混合比设计中, 混合料
中 2 mm (或 215 mm ) 以下颗粒含量直接影响到结合料掺配比例, 若根据强度、混合料中 2 mm 以下颗粒
含量与结合料最佳用量的关系, 建立经验公式, 并构造成本目标函数, 则不仅可以进行混合料组成比例
想级配的偏离越少
此目标函数与上述约束条件构成线性约束条件下的非线性规划问题, 在满足级配要求的范围内, 对
其求极小, 则 g (X ) 的最小值所对应的 X 解集, 则为级配最优解。
在混合料组成设计中, 理想级配曲线可根据工程需要, 按泰波级配理论曲线、间断级配理论曲线、k
法级配理论曲线、变 k 法级配理论曲线, 级配中值曲线等灵活选择。
Abstract: T h is p ap er, on the ba sis of the deta il ana lysis to a ll ex isted m etho s of the m inerea l m ix tu re m ix design, p u t fo rw a rd m u lt i2ob ject ive op t im iza t ion m ethod s tha t is ba sed on linea r p rog ramm ing and non linea r p rog ramm ing, the goa l of op t im iza t ion is the rela t ive m in im um co st, the rela t ive ba st g rada t ion and co st2g rada t ion coo rd ina t ion facto r. T he p ap er elabo ra t2 ed m a thod s tha t cou ld com p u ted by com p u ter. it is very effectua l to low er co st and heigh ten qua lity of p roduct. Key words: m inera l m ix tu re m ix design, m u lt i2ob ject ive op t im iza t ion, linea r p rog ramm ing, non linea r p rog ramm ing, m odel of op t im iza t ion, com p u ter app lica t ion
沥青混合料配合比设计
b. 对高速公路、一级公路、城市快速路和主干 路等交通量大、车辆载重大的道路,宜偏向 级配范围的下(粗)限;对一般道路、中小 交通量和人行道路等宜偏向级配范围的上 (细)限。
c. 合成级配曲线应接近连续或有合理的间断级 配,不得有过多的犬牙交错。当经过再三调 整,仍有两个以上的筛孔超过级配范围时, 必须对原材料进行调整或更换原材料重新设 计。
②确定沥青混合料的最佳沥青用量 由于实际材料性质的差异,沥青混合料的最佳沥青用 量( optimum asphalt content,简称OAC),目前主要通过 马歇尔试验的方法确定. 马歇尔试验方法确定最佳沥青用量步骤如下: 1) 制备试件: A. 接确定的矿质混合料配合比,计算各种矿质材料的用 量. B. 根据表(沥青混合料级配范围及参考沥青用量表), 选择适宜的沥青掺量. C. 以0.5%的沥青用量间隔制备一组马歇尔试件(不少 于5组)
(1)目标配合比设计阶段
①矿质混合料的配合组成设计 矿质混合料配合给成设计的目的上选配一个具有 足够密实度, 并且有较高内摩擦阴力的矿质混合料, 具 体步骤如下: A.确定沥青混合料类型 沥青混合料的类型,根据道路等级、路面类型、 所处的结构层位,按下表选定。
结 构 层 次 三层式 沥
AC—13 AC—16 AC—20
中面层
AC—20 AC—25
AC—20 AC—25 AC—30 AC—20 AC—25 AC—30 AM—25 AM—30 AC—20 AC—25 AM—25 AM—30 AM—25 AM—30 AM—40
下面层
AC—25 AC—30
AM—25 AM—30
B.确定矿质混合料的级配范围 根据已确定的沥青混合料类型,查阅规范推 荐的沥青混合料级配及沥青用量范围表 (沥青混 合料级配范围及参考沥青用量表) 即可确定所需的级配范围。 C.矿质混合料配合比例计算 1) 组成材料地原始数据测定 根据现场取样,对粗集料、细集料和矿粉进 行筛析试验,按筛析结构分别绘出各组成材料的 筛分曲线。同时并测出各组成材料的相对密度, 以供计算沥青混合料物理常数备用。
矿质混合料的组成设计(道路建筑材料课件)
2 5. 0 (1 5. 0)
8.0 ( 8.0)
9 7.5 ( 97.5)
9 5~1 00 98
筛孔尺寸(方孔筛)/mm
9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15
通过百分率/%
26
O
O
知识要点
图解法确定各种矿料的组成比例 试算法确定各种矿料的组成比例
(1)图解法 1)绘制级配曲线坐标图
(1)图解法 2)确定各种集料用量
① 两相邻级配曲线重叠,等分; ② 两相邻级配曲线相接,连分; ③ 两相邻级配曲线相离,平分。
(1)图解法
(1)图解法
3)校 核
按图解所得的各种集料用量,校核计算所得合成级配是否符合要 求。如不能符合要求,即超出级配范围,应调整各集料的用量。
70~88 48~68 36~53 24~41 18~30 12~22 8~16
79
58
45
33
24
17
12
0 .075
O O O 83 0 ( 0) 0 ( 0)
0 ( 0)
6 .6 ( 6.6)
6 .6 ( 6.6)
4~8 6
结论
经调整,各种材料用量为碎石:石屑:砂:矿=41%:36%:15%:8%。 按此结果重新计算合成级配,计算结果如表1.4(表中括号部分) 并绘图,可见调整后的合成级配曲线光滑、平顺,且接近级配 曲线的下限。
80 7
70 9
M
60 5
50 7
4
40 5
N
30 20
3 32 41
10 71 0 26
SMA混合料目标配合比设计
SMA混合料目标配合比设计一、SMA矿质混合料设计SMA矿质混合料配合比设计按现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F402004)推荐的矿质混合料标准级配范围,确定级配范围。
按规格参照。
二、选择设计沥青用量一般来讲,SMA的沥青用量比沥青混凝土的沥青用量约大1%或更大,沥青含量不足会直接影响路面耐久性,但过多的沥青也会使路面产生泛油或车辙等病害,所以SMA希望沥青用量有一个最低限值。
SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求见下表4-15.混合料设计级配一经选定,即需要增加或减少沥青含量来获得混合料的设计空隙率,根据设计级配用初试沥青含量试验的空隙率情况,以0.2%~0.4%为间隔,调整3个以上不同的沥青含量,拌制混合料,制作马歇尔试件,每一组的试件不得少于4个,另有两个用作真空法实测理论最大相对密度的试件。
若初试沥青含量的空隙率及各项体积指标恰好符合设计要求时,可直接作为最佳沥青含量。
符合规范要求。
进行马歇尔稳定度试验,得出每一种沥青含量时混合料的马歇尔特性,包括VV、VMA、VFA、VCAmix以及马歇尔稳定度和流值,是否符合表4-15要求。
绘制以上各项体积指标与沥青含量的关系曲线,根据希望的设计空隙率,确定最佳沥青含量。
三、目标配合比设计检验①析漏性能检验。
SMA混合料应进行谢伦堡沥青析漏试验,析漏损失不得超过规范规定的容许值。
②动稳定度检验。
SMA混合料必须进行车辙试验,对混合料的高温抗车辙能力进行验证,并满足规范要求。
③水稳定性能检验。
SMA混合料必须进行水稳定性试验,并满足规范要求。
(2)生产配合比设计和试拌试铺验证。
对SMA混合料的生产配合比设计和试拌试铺验证,与普通的热拌沥青混合料没有什么区别,可参照通用的办法进行,SMA混合料应根据目标配合比设计的结果,按现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF402004)规定的方法进行生产配合比设计和试拌试铺检验。
矿料的级配和组成设计
细度模数愈大,表示细集料愈粗。砂按细度模数分为粗、中、细和特细 砂四种规格,相应的细度模数分别为:粗砂 =3.7~3.1;中砂=3.0~2.3;细砂 =2.2~1.6;特细砂=1.5~0.7
细度模数的数值主要决定于0.15mm筛到2.36mm筛5个粒径的累计筛余量, 由于在累计筛余的总和中,粗颗粒分计筛余的“权”比细粒大,所以它的数 值很大程度决定于粗颗粒含量;另外,细度模数的数值与小于0.15mm的颗粒 含量无关,细度模数在一定程度上能反映砂的粗细概念,但未能全面反映砂 的粒径分布情况,不同级配的砂可以具有相同的细度模数。
最大密度曲线方程 p2 kd 对应的示意图
集料级配曲线示意图(常数坐标)
矿质混合料的级配
当筛孔尺寸d等于集料最大粒径D时,其通过百分率为100%,
即d=D,p=100,将此代入 p2 kd 得
k 1002 1 D
当希望计算任何一级颗粒粒径d的通过量时,计算公式为:
p2 kd p 100 d D
同理,根据以上的方法,可以计算出集料C或B的用量。 • ④合成级配的计算、校核和调整
由于试算法中各种集料用量比例是根据几个筛孔确定的,不能控制所有筛 孔,所以应对合成级配进行校核。先按式(1—10)、(1—11)计算矿 质混合料的合成级配。应在设计要求级配范围内,并尽可能的接近设计级配 范围的中值。当合成级配不满足要求时,应调整各集料的比例。调整配合比 后还应重新进行校核,直至符合要求。如计算后仍不能满足级配要求。可掺 加单粒级集料或调换其他集料。
间断级配:间断级配是在矿质混合料中剔除其中一个或几个分级而 形成一种不连续的混合料,这种混合料称为间断级配混合。
③连续开级配:整个矿料颗粒分布范围较窄,从最大粒径到最小粒径 仅在数个粒级上以连续的形式出现,形成连续开级配。
道路养护与管理专业《矿质混合料的级配理论》
第一页,共八页。
概述
矿质混合料颗粒级配应满足的根本要求: 1 .最小空隙率:即使不同粒径的各级矿质集料按一定的比例搭 配后,应有最大密实度。
2 .最大磨擦力:各级矿质集料在进行比例搭配时,应使各级
集料排列紧密,形成一个多级空间骨架结构,且具有最大的摩擦力。
第二页,共八页。
矿质混合料的级配理论
第八页,共八页。
7 .建立好坐标后,画级配范围
第六页,共八页。
级配曲线范围的绘制
第七页,共八页。
内容总结
矿质混合料级配理论。2 .最大磨擦力:各级矿质集料在进行比例搭配时,应使各级集 料排列紧密,形成一个多级空间骨架结构,且具有最大的摩擦力。1 .最小空隙率:即使不 同粒径的各级矿质集料按一定的比例搭配后,应有最大密实度。必须采用半对数坐标即横 坐标用对数坐标。级配曲线范围的绘制。3. 求出间距系数 K
级配曲线范围的绘制
必须采用半对数坐标即横坐标用对数坐标
原因:级配曲线明显造成前疏后密,不便绘制和查阅 建立对数坐标的方法:
1 .先求出各颗粒粒径的对数 2 .求出各颗粒粒径间的对数间距
并计算出各颗粒对数间距的总和
第五页,共八页。
3. 求出间距系数 K
4. 选定横坐标长度,各颗粒间距
5 .计算出各颗粒粒径在横坐标上的位置 6 .确定横坐标,以 P i 为纵横坐标,即为对数坐标
〔一〕级配类型 1 .连续级配由大到小、逐级粒径均有,按
比例互相搭配组成的矿质混合料
2 .间断级配在矿物质混合料中剔除其一个
分级或几个分级而形成一种 不连续的混合料
第三页,共八页。
矿质混合料的级配理论
〔二〕级配理论
1 =0.3—0.7
公路检测工程师《道路工程》试题及答案(最新)
公路检测工程师《道路工程》试题及答案(最新)1、[判断题]激光平整度仪也被称为激光断面类测试仪。
()【答案】对【解析】激光平整度仪也被称为激光断面类测试仪。
2、[多选题]限制集料中的含泥量是因为其含量过高会影响()。
A.混凝土的凝结时间B.集料与水泥石粘附C.混凝土的需水量D.混凝土的强度【答案】ABCD【解析】集料含泥量过高,会包裹一些水分,对凝结时间有一定的影响,会影响到水泥与集料之间的黏结性,对水泥的水化效果产生消极作用。
对混凝土的需水量、强度都有影响。
3、[单选题]细度模数在1.6~2.2之间的砂为()。
A.粗砂B.中砂C.细砂D.特细砂【答案】C【解析】根据细度模数大小将砂分为四级。
粗砂:细度模数在3.1~3.7之间。
中砂:细度模数在2.3~3.0之间。
细砂:细度模数在1.6~2.2之间。
特细砂:细度模数在0.7~1.5之间。
4、[单选题]无侧限抗压强度Rc=P/A,P是指()。
A.试件破坏过程平均压力B.试件破坏过程最大压力C.试件破坏过程最小压力D.试件开始破坏时的压力【答案】B【解析】P指的是试件破坏的最大压力。
5、[多选题]细集料的亚甲蓝试验用以评价集料的洁净程度,下列有关亚甲蓝试验的说法中正确的是()。
A.通过化学滴定测定亚甲蓝值,精度要求高,需要精度为0.0001g 的分析天平B.亚甲蓝标准溶液应储存在深色瓶,避光保存C.试验结束的标准是滴于滤纸上的沉淀物周围出现1mm稳定浅蓝色色晕D.亚甲蓝试验主要是评定细集料是否存在膨胀性黏土矿物【答案】B、C、D【解析】教材P234和P235,A说法中天平应为0.01g。
其他说法都是对的。
6、[多选题]沥青混合料目标配合比设计阶段最重要的两方面内容是()。
A.材料选择B.矿质混合料配合比设计C.最佳沥青用量确定D.配合比检验【答案】BC【解析】沥青混合料目标配合比设计阶段的主要任务有混合料类型的确定,公称最大粒径的选择,矿料级配设计原则和矿料级配范围的选用,原材料的选择与搭配,各种组成材料配合比的计算,最佳沥青用量确定及配合比设计效果的性能试验检验等众多内容,其中最核心的就是确定各级矿料与沥青相互配合的最佳组成比例,即矿质混合料配合比设计和最佳沥青用量的确定。
基于CAVF法的OGFC混合料级配设计优化与抗剥落措施
1摇 试验方案
1. 1摇 材料选择 为更好地进行 OGFC 长期水稳定性能研究,选
用与沥青粘附性能较差的酸性集料花岗岩作为粗
集料。 采用高粘改性沥青作为胶结材料,以保证 对 OGFC 粗骨料有足够的约束力,各项指标如表 1 所示。 细集料采用石灰岩机制砂,矿粉则由石灰 岩碎石粉碎加工而成,各项指标均满足要求。
基于 CAVF 法的 OGFC 混合料级配 设计优化与抗剥落措施
苏文豪
( 广东紫惠高速公路有限公司,广州 510100)
摘要: 为改善依据经验选定 OGFC 目标空隙率的传统级配设计方法的不足,结合 CAVF 法选择不同的目标空隙 率参数进行 OGFC 混合料级配设计优化,通过设定不同的空隙率参数设计不同的级配,探究其路用性能变化。 同时针对 OGFC 混合料长期水稳定性能不佳的问题,在级配设计过程中采取了 4 种不同的抗剥落措施,据此对 其改善长期水稳定性能的效果进行评价。 结果表明,基于 CAVF 法设计的 OGFC 混合料几项关键指标均满足要 求,但不同空隙率参数下的级配性能有明显的变化,设计时应考虑不同的空隙率参数进行比对优选。 从改善长 期水稳定性能的效果来看,添加消石灰或者 Zycosoil 抗剥落剂的效果较好。 关键词: CAVF 法;OGFC;空隙率;级配设计;长期水稳定性
矿质混合料的设计3种方法
-
35.9
-
18~30
0.3
-
0.15
-
0.075
-
<0.075 -
23.5
- 12~22 5.计算合成级配
12
100 8~16
1.8 88.8 4~8 6.验证所得级配是否满
足要求
.
26
正规方程法(线性规划法)
集料 筛孔
1 2 … k
各种集料 1 2…n
各种集料的用量
级配范围中值
X1
X2
…
Xn
P11 P21 … Pn1 P11·X1 P21·X2 … Pn1·Xn
ATPB-40
37.5
-
ATB-30
粗粒式
AC-25 ATB-25
ATPB-30
31.5
ATPB-25
26.5
中粒式
AC-20 AC-16
SMA-20 SMA-16 OGFC-16
AM-20 19 AM-16 16
AC-13 细粒式
AC-10
SMA-13 OGFC-13 SMA-10 OGFC-10
单位
%
% % %
% -
高速公路、 一级公路
2.5
1
其他等级公路
2.45 1
100 90~100 75~100
100 90~100 70~100
无团料结块 <1 <4
实测记录
试验方法 T0352
T0103烘干法
T0351
T0353 T0354 T0355
.
12
沥青混合料的技术标准
❖热拌沥青混合料的种类
其它等级 道路
试验方法
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路用矿质混合料 的级配设计及 其优化
涂 建 平‘
江西交通职业技术学院 , 江西 南 昌 301 303
摘要: 对于路用矿质混合料级配设计及其优化, 可针对设计及其优化的不同要求创建相应的数学模型, 处理办法是 将设计与优化有机 的结合在一起 , 以设计要求作 为约束条件 , 以优化 为 目标 , 设计与 优化 一并 完成 . 该法可用 于各 类矿质混合料的级配设计, 且其 中相关模型的求解亦分别有成熟的计算手段或程序可资利用, 非常方便和适用. 关 键 词: 混合料级 配 ; 标准级配 ; 线性规划 ; 非线性规划 ; 优化设计
范围的上限 . 2 也就是说在 同一级配范围内基 于对 产品的不同要求应使混合级配做 出相应的响应 啪 舳∞ 0000 在 .
第2 5卷
级配设计时宜取混合料的级配尽可能的接近标 准级
表 1 组成 材料及标准级 配的通过量
配范围的中值 . 在操作上 , 函数不妨取混合料在 目标 各号筛上的通过百分率与标准级配范围中值 ( 通过 百分率) 之差的平方和为最小 , 即:
目标函数m n( i )= 【 f 三 一( f i 2 b +B ) 】2 /
合成满足某种级配要求的混合料 , 已知第 种矿料
的成本单价为 C, 基于前面的分析, 相应的级配设计 问题可归结为以下线性规划问题 : 目 函数 mn ( )= 置c 标 i X f f
号筛上的通过百分率Y 可表为 f
Y 高口
即:
.… 2 '
和 s. .{ 。 t 。 【 = 三 1
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第 2 卷 第 4期 5
V 12 o .5 N . o4
重
庆
交
通
学
院
学
报
20 0 6年 8月
A g ,0 6 u .2 0
J U N LO H N QN A T N NV R I O R A FC O C IGJ O O GU IE S Y I T
料级配设 计 方案 .
另外 , 对于高等级公路、 城市快速路 、 主干道等 m %3 交通量大、 轴载重的道路 , 有利的做法是设计时宜使 混合料的级配偏 向级配范围的下 限; 而对一般 中小 舛 o o O 0 0 0 0 交通量或人行道路等则宜使混合料 的级配偏向级配
优 化设计 问题 . 设有 n种 已知 级 配 的矿料 欲 将其 配
1 矿料级配设计 的原始模型
有n 种矿料欲将其配合成满足规定级配要求的
混合料 , 设经筛分试验知第 _ 『 种矿料在第 i 号筛上的 通过百分率为 a ; 标准级配要求混合料在第 i 号筛 上通过百分率的范围为 区间[ B]又设第 . b, . 『 种矿 料在混合 料中的含量百分率 为 置, 则混合 料在第 i
围, 而这种偏离是我们不希望看到的. 于是稳健的做
法是若原材料其级配的变异系数较大 , 以此进行 则
作者简介 : 涂建平 ( 5 ~)男 , 1 7 , 江西南 昌市人 , , 9 讲师 从事教学及相关科研工作
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重 庆 交 通 学 院 学 报
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3 与特定级 配线拟合型的设计模型
隧 ㈠ ’
・ 收稿 日期 :050.5 修订 日期 :051.1 2 0.82 ; 2 0.11
在实际工作中 , 由于原材料品质的差异 , 各组成 材料的固有级配难免存在一定 的波动, 过大的波动
可能导致所设计 的混合料其级配偏离标准级配 的范
级配满足标准级配的要求为 目标 的设计方法. 一般 而言 , 模 型如有解 答则通 常会 有无 限多个解答 , 该 每
一
解答都对应着一个能满足标准级配要求的可选设
算方法和手段 , 该项设计通常是采用人工试算 或图 解加人工试算相结合的方法进行 , 而当遇到相对 复 杂一些的情况 , 该类方法就凸显其原始的一面, 求解 十分不便 , 更不可指望它能对设计结果做 出任何 优 化. 以下是 笔者 在先 前 研 究 _ 的 基础 上 对 此 问题 的 1 J
L 栖 石 砂 矿 一l 屑 粉( l ^要 乙j
i o nt
和 _{ s. t
【
l l 三 Y
:1
∈[l i i ,, b B] =l … , 2
0
=1
这是一个非线性 的规划问题 , 运用相应的计算 手 或程序 可方便 的求其 解答 , 解 向量 = 段 其
fl =互8 ∈ [i i i ,, Y b B] =1 … , 2
0
由标准级配 ( 或规定级配 ) 的要求及 问题 的实 际意义知拟设计 的混合料需满足相应 的约束 条件 ,
其解向量 X =( , 2 …, ) 1 , 置。 即相应为 最具经济性的混合料级配设计方案.
中图分类号 : U2 . ;4 40 T 584 U 1 .3 2 文献标识码 : B 文章编号 :0 1 1x(o6 O.030 10. 6 20 )409.3 7
路用矿质混合料 的级配设计 , 其任务就是要确 定 在所需 混合 料 中各 组 成 材 料 的用 量 比例 , 以使 得 混合料的级配满足相关标准级 配的要求 . 受制于计
解 ()设碎石、 1: 石屑、 、 砂 矿粉 在混合料 中的含
( , t
, , … 墨 ) 可理解 为最保守 的矿质 混合
量分别 为 l 、 、 . 、 蜀 注意到 1m 6 m筛上混合料
的通过量与各原材料 的含量无关 , 故舍去与该号筛 对应的相关约束. 按题意, 由上面的分析得:
进~步探讨 , 以期得到路用矿质混合 料的级配设计 的完 美解答 .
计方案 . 同时它也使我们看到有望进一步从这无限 多个解答 中筛选 出满足某种特定要求的设 计方案 ( 即所谓最优解 ) .
2 最佳经济性原则下 的设计模型
在进行路用混合料级配设计时如何使得所配制 的混合料最具经济性 . 这当是一个很具现实意义的