级配理论介绍
道路沥青混合料
逐级填充理论
1、沥青混合料矿料级配设计理论
然而，有些间断级配混合料尽管理论上有许多优点，但施工难度大，受级配和油石比的波动影响比较敏感，极易造成混合料不均匀，致使路面不是泛油就是透水，实际效果并不理想。
1、沥青混合料矿料级配设计理论
沥青混合料矿料级配理论和设计方法研究
1、沥青混合料矿料级配理论 2、沥青混合料矿料级配设计方法
目 录
沥青混合料配合比设计，简单的说就是确定粗集料、细集料、矿粉和沥青结合料相互配合的比例，使之既能满足相应的性能要求又符合经济性的最佳方案。
沥青混合料的配合比设计包括矿质混合料的级配设计和最佳沥青含量的确定两大部分。
—
SMA-20
—
—
AM-20
19.0
AC-16
—
SMA-16
ODFC-16
—
AM-16
16.0
细粒式
AC-13
—
SMA-13
ODFC-13
—
AM-13
13.2
AC-10
—
SMA-10
ODFC-10
—
AM-10
9.5
砂砾式
AC-5
—
—
—
—
AM-5
4.75
设计空隙率(%)
3~5
3~6
3~4
>18
>18
6~12
沥青混合料矿料级配是把各种不同粒径的集料，按照一定的比例搭配起来，以达到较高的密实度或强度。
1、沥青混合料矿料级配设计理论
1、沥青混合料矿料级配设计理论
级配理论
垛积理论：理论模型与实际情况存在较大的差异
级配
规格不同的集料按一定比例配合起来，一般是指把几个规格不同的（有大有小）的集料组合起来形成混合料，混合料各筛孔通过率即为。
简单地说就是集料筛分之后一系列筛孔的通过率。
集料基本概念一、粗集料1、基本概念集料定义：是指在混合料中起骨架和填充作用的粒料，包括碎石、砾石、石屑、砂等。
标准筛的概念：对颗粒性材料进行筛分试验用的符合标准形状和尺寸规格要求的系列样品筛。
标准筛筛孔为正方形，筛孔尺寸依次为75mm、63mm、37.5mm、集料的划分：根据集料形成的过程可分为经自然风化、地质作用形成的卵石、砂砾和人工机械加工而成的碎石；根据粒径大小可分为粗集料和细集料（又称砂）；根据化学成分分为酸性集料和碱性集料。
集料粒径：在沥青混合料中，粗集料是指粒径大于2.36㎜的碎石,破碎砾石,筛选砾石和矿渣等;在水泥砼中,粗集料是指粒径大于4.75㎜的碎石,砾石和破碎砾石.集料最大粒径:指集料的100%都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸.集料的最大公称粒径:指集料可能全部通过或允许有少量不通过(一般容许筛余不超过10%)的最小标准筛筛孔尺寸.通常比集料最大粒径小一个粒级.二、细集料1、砂的技术性质在沥青混合料中，细集料是指粒径小于2.36mm的天然砂、人工砂（包括机制砂）及石屑；在水泥砼中，细集料是指粒径小于4.75mm的天然砂和人工砂。
砂的技术性质涉及范围：物理常数、级配、粗度、有害物质。
筛分和级配的概念：级配是集料中各级粒径的分配情况，通过筛分试验确定粗细集料颗粒粒级的分布状况。
砂的筛分试验是称取一定数量的砂样，在规定的标准套筛上进行筛分，分别称出砂样在各个筛上的存留质量，然后再根据公式计算出与级配有关的参数。
分计筛余百分率：是指某号筛上的筛余质量占试样总质量的百分率；累计筛余百分率：是指某号筛的分计筛余百分率和大于该筛号的各筛分计筛余百分率之和；通过百分率：是指通过某号筛的试样质量占试样总质量的百分率，在数值上等于100减去某号筛的累计筛余百分率。
沥青砼矿料级配设计理论浅析
沥青砼矿料级配设计理论浅析一、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2000年底，我国高速公路的通车里程已达16000KM，总里程位居世界第三位。
公路运输呈现车流量大（3000辆/昼夜以上）和轴载重（大型货运车辆自重加运输货物有的每辆达60t以上，汽车轮胎的气压已增大到1.0Mpa以上）的情况，传统的沥青砼混合料矿料级配（规范中的ACI型和ACII型及抗滑表层）及沥青砼配合比设计方法已不能满足现行公路交通运输的需要，所以现在国内出现了多碎石沥青砼(SAC)、SMA、Superpave等路面结构，沥青材料也出现了如SBR、SBS、EV A、PE等用不同改性剂加入沥青中对沥青进行改性的各种改性沥青，而且路面基层也从传统的石灰土、石灰碎石土、石灰工业废渣土改进成二灰碎石基层、水泥稳定碎石基层。
但至今还是没有彻底解决路面拥包、泛油、车辙、渗水、松散等问题，有些高等级公路通车还不到两年就出现早期损坏现象，如国道104线静海段路面拥包、变形，石太高速公路路面车辙、变形现象，石安线的路面透水损坏，京沪高速江苏锡澄段的路面唧浆网裂等。
二、黄高速公路辛沧段沥青砼矿料级配组成石黄高速公路辛沧段沥青砼路面采用三层式沥青砼结构，各层的矿料组成符合表-1所列级配范围。
4cm沥青砼表面层（粗集料采用安山岩）采用修正后的多碎石SAC-16型级配，5cm中面层采用修正后的AC-20Ⅰ型级配，6cm下面层采用修正后的AC-25Ⅰ型级配。
沥青砼矿料级配范围（方孔筛）表一1三、沥青砼配合比设计理论浅析沥青砼混合料在路面结构中产生破坏的情况，主要是发生在高温时由于抗剪强度不足或塑性变形过剩而产生推移、车辙、泛油等现象，低温时抗拉强度不足或变形能力较差而产生裂缝现象，以及沥青混合料配合比选用不当，空隙率过大而产生的路面结构渗水，在大量快速行车的作用下，反复作用的动水压力（孔隙水压力）使沥青从碎石表面剥落下来，造成沥青砼路面坑洞、网裂、唧浆等破坏现象。
建筑知识：建筑结构设计中的级配概念
建筑知识：建筑结构设计中的级配概念在建筑结构设计中，级配（gradation）是一个重要的概念。
级配指的是用不同大小的颗粒或材料按一定比例混合在一起，以达到优化设定目的的过程。
在构造混凝土、沥青和土壤等结构材料时，级配是非常重要的。
物料级配的配合比例决定着材质的强度、密度和成型性能。
因此，设定理想的级配可以优化物料的性能，提高建筑结构的质量。
以混凝土为例，混凝土的强度和坚固程度是由骨料和水泥的比例、混合程度、水泥的品质等多个因素决定的。
而骨料的级配对混凝土的强度、密度等性质有着重大的影响。
选择合适的骨料级配可以让混凝土更坚实、更稳定，确保建筑物安全、稳定地承载重量。
如果骨料没有经过合适的级配处理，混凝土可能会出现劣化、开裂、脱落等问题，严重影响建筑物的使用寿命。
在道路和铁路建设中，沥青混合料的级配也是至关重要的。
沥青混合料是由不同大小的骨料和矿料、沥青和其他添加剂混合而成。
合适的级配可以让沥青混合料强度更高、耐久性更好。
同时，由于不同的交通工具对路面的冲击和负荷也不同，所以需要根据实际的交通情况来调整级配，以达到更好的性能和使用寿命。
在土壤工程中，土壤的级配可以影响土壤的稳定性和排水性。
如果土壤沉积物内的颗粒尺度差异太大，那么大颗粒对于土壤中的空隙会造成阻碍，减少土壤的排水能力和稳定性。
因此，在路基和基础工程中，需要进行土壤级配分析和调整。
最后，在金属和非金属材料的生产和使用中，级配也是非常重要的。
金属材料需要进行级配和矿物选择，才能达到理想的质量和性能标准。
非金属材料的混合需要调整成最佳的级配比例，才能获得最优质的产品。
总之，在建筑结构设计中，级配是一个非常重要的概念。
通过优化级配比例和设定合适的功能分布，可以大大提高建筑结构的性能和质量。
因此，在实际建设中，需要根据实际情况选择合适的级配原理和方法，以达到最佳效果。
简述沥青砼矿料级配设计理论
研 究 沥青 砼 绝对 空 隙率 Ｖ Ｖ 就 是解 决 沥青 砼 路面 渗水 和 路面 泛油 问题 。 通 过大 量 数据 证 明 沥青 砼 的绝对 空 隙 率小 于 ７ ％就 不渗 水 。 但 是 沥青 砼 绝对 空 隙率太 小 也会导 致 沥青砼 的 热稳性 下 降和路 面泛 油 ， 因为 当高 温季 节 随着
文献标 识码 ： Ａ
文 章编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ ｔ ３ ） ０ ９ －０ ０ ６ ４ －０ １
一
沥 青 砼矿 料 级 配组 成
构， 并表 现为 不 同的力 学 性能 。 三、 沥 青砼 混 合料 矿 料级 配 设计 崩 Ｉ 理
１ 、 绝 对 空 隙率 ｖ ｖ与路 面 渗 透 问题
动水 压 力 （ 孔 隙水 压 力 ） 使 沥青 从碎 石表 面 剥 落下 来 ， 造 成沥 青砼 路 面坑 洞 、 网裂、 唧 浆 等破 坏 现象 。 为了 防止 沥青 砼 路面 产生 高 温剪 切破 坏 ， 我 国 柔性 路面 设计 方 法 中 ， 对 沥青 路 面抗 剪 强度 验算 要 求在 沥青 砼 路面 面层 破 裂面 上 可能 产生 的 剪应力 ｒ ａ应 不 大于 沥 青混 合料 的许用 剪 应力 ｒ Ｒｒ ｄ≤－ ｔ － Ｒ。 而 沥青 混合 料 的许 用 剪应 力 ｒ Ｉ 诹 决 于 沥青 混合 料 的抗 剪强度 ， 沥 青混 合料 的抗剪 强度 ｆ可 通 过 三轴 试 验方 法 应用 莫 尔一 库 仑包 络 线按 下 式求 得 ：
结柬 语
Ｃ 一 沥 青 混合 料 的粘 结 力 （ ＭＰ ａ ）
ｊ 一 沥 青 混合 料 的 内摩 擦 角 （ ｒ ａ ｄ ）
我们通 过对 沥青 混合 料 中矿料 级配 的具体 分析 ， 认 为粗 细矿 料级 配是 合 理。 即不 是开 级配 ， 又 不是 密集 型悬 浮 级配 ， 它是 一 种嵌 挤 紧密骨 架 型结 构 。 这 种级 配 无论 从承 重 能力 、 高温 稳定 性 、 抗 渗 水能 力和 通车 后 变 形性 都是 有
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
沥青混合料配合比
2、泰波 Talbol 曲线 (n)法 (n)法
认为集料的级配应该允许在一定的范 围内波动， Fuller曲线指数 改成 曲线指数0.5改成n 围内波动，将Fuller曲线指数0.5改成n， 研究认为，沥青混合料中n=0.45时 研究认为，沥青混合料中n=0.45时， 密度最大、水泥混凝土中n=0.25密度最大、水泥混凝土中n=0.25-0.45 时施工和易性较好。 时施工和易性较好。通常使用的矿质 沥青混合料的级配范围（ 沥青混合料的级配范围（包括密级配 和开级配） 0.3-0.7之间 之间。 和开级配）n在0.3-0.7之间。
3、K为参数的连续级配密度理论， 为参数的连续级配密度理论， （K法）
前苏联的伊万诺夫提出， 前苏联的伊万诺夫提出，用颗粒分级重量 递减系数K为参数的连续级配密度理论， 递减系数K为参数的连续级配密度理论， （K法）。 N次幂公式存在一个缺点，因为它是无穷级 次幂公式存在一个缺点， 没有最小粒径的控制。 数，没有最小粒径的控制。对沥青混合料 往往造成矿粉过高， 往往造成矿粉过高，路面高温稳定性不足 的缺点， 法以颗粒直径的1/2为递减标准 为递减标准， 的缺点，K法以颗粒直径的1/2为递减标准， 为筛余量的递减系数， 值越大， 设K为筛余量的递减系数，K值越大，级配 越细，一般K值为0.65-0.84。 越细，一般K值为0.65-0.84。
四、贝雷法
贝雷法通过一些指标对级配中的粗、 贝雷法通过一些指标对级配中的粗、细集 料进行约束， 料进行约束，使得混合料获得良好的骨架 结构，并且施工时不会产生离析， 结构，并且施工时不会产生离析，而且易 于压实。这些指标包括： 于压实。这些指标包括： CA比 ratio） （1）CA比（Coarse aggregate ratio） 用来描述粗集料间的填充情况。 用来描述粗集料间的填充情况。 CA比=[P(NMPS/2)-P(PCS)]/[100%CA比=[P(NMPS/2)-P(PCS)]/[100%P(NMPS/2)] 式中：P(PCS)——为0.22倍公称尺寸对应 式中：P(PCS)——为0.22倍公称尺寸对应 相近尺寸筛孔的通过率。 相近尺寸筛孔的通过率。
级配理论
（2）沥青混合料的散体颗粒性特征沥青混合料颗粒性力学特性（参见图2—3）表现为：(1)材料的力学特性与其压实度有关，一般随着压实度的增加，其强度与刚度均会增加；(2)材料的力学特征与三轴实验的围压σ3有关，围压增大时，沥青混合料强度与刚度也增加。
有关研究结果表明[4]，沥青混合料强度、刚度与压实度、围压有良好的线性关系。
正因为沥青混合料具有典型的颗粒性材料特性，所以传统上常用摩尔——库仑Mohr-Coulomb［5］强度理论来表征沥青混合料的力学强度。
根据Mohr-Coulomb理论，沥青混合料的力学强度主要来源于骨料颗粒间的摩擦力和嵌挤力、沥青胶结料的粘结力，并引进两个强度参数，即粘聚力C和摩阻角θ，以此作为强度理论的分析指标。
通常用三轴试验、简单拉压或直剪试验确定C、θ值。
σ压围实压度ε图2—3 沥青混合料的颗粒力学特征在此引用文献［5］的有关试验数据资料进行分析，见表2—1。
围压σ3（Mpa）σ1（普通沥青混合料）（Mpa）σ1（改性沥青混合料）（Mpa）备注0 0.2 0.4 2.292.893.532.6253.193.84沥青用量7.3%，温度230C，压实度93.6%，加载速率1%/min加载速率（%/min）0.25 1 4 2.452.893.6952.693.194.105沥青用量7.3%，温度230C，压实度93.6%，围压0.2Mpa若用传统的Mohr-Coulomb理论模型表征沥青混合料的力学特性，则沥青混合料的力学模型为：τ=σ·tgθ+ C，（式中τ为沥青混合料的抗剪强度，σ为材料受到的正应力）。
对表2—1的数据用应力圆表示为图2—4（a）、（b）。
从图（a）中可见，改性沥青和普通沥青的混合料θ值相差很小（分别为30.34°、30.82°），C值则有较大差异（前者C=0.748Mpa，后者为0.648Mpa），其原因是这两种混合料的集料级配和压实度相同（所以摩擦角θ值相近），而沥青结合料性质不同（改性沥青因为粘度大而C值较大，故凝聚力有差异，）。
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
级配论
我 们 的 日常 生 活 中无 处 不 在 。就 拿 我 们每 天 都 要 走 的柏 油 路 面
执委 ，全国光彩事业促进会理事 ，中华爱国工程联合会 副主 席 ，中国 民营企业 国际合作 促进会副会长 ，省、市 、区三级
张春来 ，男，汉族 ，１ ９ ５ ２年 ２月生 ，高级 工程 师，高 级经济 师 ，民建会员 ，国际职业 经理 人。现任中非 民间商会 副会长 ，河北省人 民政府参 事，首都企业家俱 乐部副理事长 ， 河北唐 山曙光实业集 团有限公司董事长、总裁 ，同时担任河 北大学 、首都 经贸大学等多家著名大学客座教授。
佃
公关世界 ＼ Ｐ Ｒ ＷＯ Ｒ其他主次千路 结合科学 ，
直接决定着企业核心竞争优势的强弱 。
环 路与发射线 功能明确 、级配 合理的话 ，就会 极大地提
高城市 的通行能 力。
看不出问题就是最大的问题 。我国企业的人力资源管
理 水平总体上 是很低的 ，还停 留在 比较浅的层次上 ；在 重 视人才的 同时，往 往忽略了结合 自己企 业实际的合理
政协常委 ，省 、市 、区三级 工商联副会长 ，省 民营企业 工会
会长 ， （ 中国工商 》杂志社 总发行人等职务。其 个人 曾荣获 ９ ５年 中国十佳优 秀 民营企业 家、河 北省社 会主 义先进建 设 者、工商联优 秀会员、先进私营企业、优 秀企业 家等 荣誉 称 号 ：获得 中国光彩事 业促进会授予 的光彩 奖章 ，省经 贸委、 省科委质量成果奖等。 他 同时又 是 中国民营企 业 文化 建设 重要推 动者和 实践
级配
级配级配级配是集料各级粒径颗粒的分配情况，可通过筛析试验确定。
级配参数：1）分计筛余百分率：某号筛上的筛余量占试样总质量的百分率；2）累计筛余百分率：某号筛的分计筛余百分率和大于某号筛的各筛分计筛余百分率的总和；3）通过百分率：通过某号筛的质量占试样总质量的百分率，即100与某号筛的累计筛余之差。
目录砂的级配国家标准砂的级配简述：在土木工程中，粒径大于5mm的骨料为粗骨料，又称为“石子”；粒径小于5mm的骨料为细骨料，又称为“砂”。
我们可以通过筛分析,计算砂子的大小搭配状况,判断砂子的级配和细度模数。
粗细程度与颗粒级配：砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合体平均粒径大小。
通常用细度模数(Mx)表示，其值并不等于平均粒径，但能较准确反映砂的粗细程度。
细度模数Mx越大，表示砂越粗，单位重量总表面积(或比表面积)越小;Mx越小，则砂比表面积越大。
砂的颗粒级配是指不同粒径的砂粒搭配比例。
良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。
这样可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。
因此，砂颗粒级配反映空隙率大小。
细度模数和颗粒级配的测定：砂的粗细程度和颗粒级配用筛分析方法测定，用细度模数表示粗细，用级配区表示砂的级配。
根据《建筑用砂》(GB/T14684-2001)，筛分析是用一套孔径为4.75，2.36，1.18，0.600，0.300，0.150mm的标准筛，将500克干砂由粗到细依次过筛(详见试验)，称量各筛上的筛余量(g)，计算各筛上的分计筛余率(%)，再计算累计筛余率(%)。
(JGJ52采用的筛孔尺寸为5.00、2.50、1.25、0.630、0.315及0.160mm。
其测试和计算方法均相同，目前混凝土行业普遍采用该标准。
) 细度模数根据下式计算(精确至0.01)：根据细度模数Mx大小将砂按下列分类：Mx>3.7 特粗砂;Mx=3.1～3.7粗砂;Mx=3.0～2.3中砂;Mx=2.2～1.6细砂;Mx=1.5～0.7特细砂。
级配理论
（2）沥青混合料的散体颗粒性特征沥青混合料颗粒性力学特性（参见图2—3）表现为：(1)材料的力学特性与其压实度有关，一般随着压实度的增加，其强度与刚度均会增加；(2)材料的力学特征与三轴实验的围压σ3有关，围压增大时，沥青混合料强度与刚度也增加。
有关研究结果表明[4]，沥青混合料强度、刚度与压实度、围压有良好的线性关系。
正因为沥青混合料具有典型的颗粒性材料特性，所以传统上常用摩尔——库仑Mohr-Coulomb［5］强度理论来表征沥青混合料的力学强度。
根据Mohr-Coulomb理论，沥青混合料的力学强度主要来源于骨料颗粒间的摩擦力和嵌挤力、沥青胶结料的粘结力，并引进两个强度参数，即粘聚力C和摩阻角θ，以此作为强度理论的分析指标。
通常用三轴试验、简单拉压或直剪试验确定C、θ值。
σ压围实压度ε图2—3 沥青混合料的颗粒力学特征在此引用文献［5］的有关试验数据资料进行分析，见表2—1。
围压σ3（Mpa）σ1（普通沥青混合料）（Mpa）σ1（改性沥青混合料）（Mpa）备注0 0.2 0.4 2.292.893.532.6253.193.84沥青用量7.3%，温度230C，压实度93.6%，加载速率1%/min加载速率（%/min）0.25 1 4 2.452.893.6952.693.194.105沥青用量7.3%，温度230C，压实度93.6%，围压0.2Mpa若用传统的Mohr-Coulomb理论模型表征沥青混合料的力学特性，则沥青混合料的力学模型为：τ=σ·tgθ+ C，（式中τ为沥青混合料的抗剪强度，σ为材料受到的正应力）。
对表2—1的数据用应力圆表示为图2—4（a）、（b）。
从图（a）中可见，改性沥青和普通沥青的混合料θ值相差很小（分别为30.34°、30.82°），C值则有较大差异（前者C=0.748Mpa，后者为0.648Mpa），其原因是这两种混合料的集料级配和压实度相同（所以摩擦角θ值相近），而沥青结合料性质不同（改性沥青因为粘度大而C值较大，故凝聚力有差异，）。
沥青混合料级配设计及应用
沥青混合料级配设计方法
• Hveem设计方法的最初概念是由Francis Hveem 在20世纪20～30年代提出的，它的主体思想可以 概括为：考虑到集料对沥青的吸收，沥青混合料 需要一个最佳的沥青薄膜厚度；混合料需要足够 的稳定度，而稳定度主要是由集料之间的内摩擦 力和胶结料的粘附力提供的，足够薄的沥青薄膜 厚度可以提高混合料耐久性。
间断级配沥青混合料:
所谓间断级配就是指在矿料组成中，大小各级粒径的矿 料颗粒不是连续存在的，而是在连续级配中剔除了其中 一个粒级或几个粒级形成的一种不连续级配。间断级配 在理论上是兼有嵌挤原则和密实原则的优点。但这种级 配类型对材料、设计和施工技术要求较高，如果处理不 当，常常会导致离析等，而且有些间断级配如sMA造价 偏高，这些都限制了它的大规模推广应用。
级配类型
• 1、传统连续式密级配沥青混合料 • 2、间断级配沥青混合料 • 3、折断级配沥青混合料 • 4、多级嵌挤密级配沥青混合料
传统连续式密级配:
所谓连续级配，就是矿料中各级粒径的粒料，由大到小 逐级按一定的质量比例组成。连续级配混合料的级配曲 线平顺光滑，具有连续不间断的性质，它虽然可以获得 最佳的密实度和较大的粘结力，但不能构成最大的内摩 阻力，其强度主要受粘结力所影响。在现代重型汽车荷 载作用下，这种类型的沥青路面可能因热稳定性不足而 产生车辙、波浪、推移等变形，从而影响其正常使用。
粒子干涉理论
粒子干涉理论实质是以 填充理论为基础, 在填 充颗粒粒径不大于前一 级颗粒间隙距离的前提 下, 逐级进行填充,达到 最大密实度; 否则前一 级颗粒与次级颗粒之间 势必发生干涉现象，可 用于三种类型的级配。
分形理论
分形理论是近年 来随着材料学的 发展, 将分形几 何理论应用于路 面材料集料级配 研究而出现的一 种新方法, 目前 研究很少。
东北季冻区矿料级配设计理论
东北季冻区矿料级配设计理论研究摘要：简述了沥青混合料矿料级配设计的理论基础和以粒子干涉理论为基础的间断级配理论。
通过针对东北季冻区气候特点和路面性能的分析，阐述了骨架型沥青混合料矿料级配理论和分型理论的优缺点，指出了多级嵌挤骨架密实型沥青混合料矿料级配设计对东北季冻区高速公路发展有着重大的研究意义。
关键词：季冻区；沥青路面；矿料级配；骨架密实我国北方大部分地区都属于季节性冰冻地区，为了使沥青路面满足季冻区气候特征的要求，沥青混合料必须具有良好的低温抗裂性能、高温抗变形能力、抗滑性能、抗水损害能力、耐久性等路用性能。
沥青混合料的设计其目的就是对矿料结构组成进行优化，形成一个稳定结构，使设计的沥青路面各项性能比较均衡，满足全功能沥青路面的要求。
因此，在沥青混合料级的设计中，矿料级配设计的研究是非常重要的。
1沥青混合料矿料级配设计的理论基础级配组成理论的研究，最早发源于我国的垛积理论，但是没有得到广泛的发展。
目前常用的级配理论主要有最大密度曲线理论、粒子干涉理论及分形理论。
富勒(w.b.fuller)提出的最大密度曲线是一种理想曲线。
该理论认为当曲线接近于抛物线时可获得最大密度，主要应用于连续级配。
以此理论为基础，发展出以几种级配的算法：泰波提出的n法。
此种方法只是强调如何使级配达到最大密实度，没有考虑是否形成骨架密实结构，满足不了级配的设计要求。
同济大学林绣贤提出的i法。
此种方法通过确定通过百分率的递减率i的范围，确定粗集料和细集料的级配。
泰波法中的幂指数n与林氏法中的i两者存在着一定联系，都存在一个缺点，即它们都是无穷级数，最小粒径不能得到控制，会使矿粉用量偏多而影响路面的稳定性。
然而前苏联伊万诺夫提出k法却能控制最小粒径的通过量，不会造成矿粉过多的问题。
c.a.g魏矛斯(weymouth)提出的粒子干涉理论认为颗粒之间的空隙应由次小一级的颗粒所填充，其余空隙由再次一级的颗粒所填充，填隙颗粒的直径不能大于空隙之间的距离，否则，颗粒之间将发生粒子干涉现象。
沥青混合料配合比设计
2) 计算组成材料的配合比
法或计算法，求出符合要求级配范围的各组成材 料用量比例。
3) 调整配合比计算得的合成级配应根据要求作必 要的配合比调整 a. 通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设 计级配中限，尤其应使0.075 mm、2.36 mm和 4.75 mm筛孔的通过量尽量接近设计级配范围中 限。
2) 测定物理指标: 为确定沥青混合料的沥青最佳 用量,需要测定各组试件的表观密度, 空隙率, 矿 料间隙率和饱和度等物理指标.
3) 测定力学指标: 采用马歇尔稳定度仪, 测定沥 青混合料的力学指标,即测定马歇尔稳定度和流 值.
4) 试验结果分析: A. 绘制沥青用量与物理—力学指标关系图. 以 沥青用量为横坐标, 以表观密度, 空隙率, 饱和 度, 稳定度, 和流值为纵坐标, 绘制试验结果的 关系曲线,如下图:
n=0
10
70.
50.
35.
25.
17.
12.
8.8
6.3
4.4
通过量 .5 0 71 00 36 00 68 55 7 2 7
(%)
级配 n=0 10 81. 65. 53. 43. 35. 28. 23. 19. 15. 范围 .3 0 23 98 59 53 36 79 38 08 50 曲线 n=0 10 61. 37. 23. 14. 8.3 5.4 3.3 2.1 1.2 通过 .7 0 56 89 33 36 4 7 7 0 9 量(%)
其他等级公路
沥青混 凝 土路面
沥青碎 石 路面
AC—13 AC—16
AM—13
一般城市道路及其 他道路工程
沥青混 凝 土路面
沥青碎 石 路面
AC—5 AC—10 AC—13
矿料级配设计理论
d 0.5 Pd ( ) .......( 1) D
其中： Pd 为筛孔直径为d的通过量；D为最大粒径。
FULLER曲线成为了各种级配曲线组成形式的理论基础，如泰波改进的n法、林秀
贤的i法、前苏联的k法等。
矿料级配计算方法
1.1泰波n法 泰波认为富勒公式是一种理想的级配曲线，实际上要获得最大密度会有一定的波 范围，于是于是将富勒公式改成如下表达式：
d n Pd ( ) .......(2) D
泰波根据理论分析和试验认为，当n=0. 25~0. 35，集料可以获得最大密度。 日本的研究认为，当n=0. 35~0. 45，集料级配最好。《美国Superpave沥青 混合料设计规范》规定，集料级配曲线指数应取0. 45 。
矿料级配计算方法
1.2林绣贤i法
矿料级配计算方法
2.4多级嵌挤密实级配设计方法（MDBG） 多级嵌挤密实级配设计方法（ MDBG）以逐级填充理论和粒子干涉理论为设计依 据, 以贝雷法为设计和检验标准, 包括粗集料级配设计、细集料级配设计、合成级配 设计及贝雷法对设计级配的检验。
在级配应用上并没有得到发展。目前常用的级配理论主要有最大密度曲线理论和离子
干涉理论。 1.最大密度曲线理论（Fuller）
最大密度曲线理论是通过实验提出一种理想曲线，当矿料按照最大密度曲线组成
时，密度最大。该理论主要用于计算连续级配。 2.粒子干涉理论（Weymouth)
粒子干涉理论认为，为达到最大密度，前一级颗粒之间的空隙，应由下一级颗粒
所填充，其余空隙又由次小颗粒所填充;但填隙的颗粒粒径不得大于其间隙之间的距 离，否则大小颗粒之间势必发生干涉现象。该理论不仅可以用于计算连续级配，而且
可以用于计算间断级配。
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混凝土骨料级配理论介绍
张洪滨编辑
混凝土技术人员都在追求良好的骨料级配，良好的骨料级配要满足以下基本要求：
1，骨料的空隙率最小，可以减少水泥浆用量，配出性能好的混凝土。
2，骨料混合物具有适当小的表面积，从而节省水泥，改善工作性能。
3，尽可能采用最大数量的最大粒径骨料，这样可以大大提高密实度，减少表面积。
大粒径骨料越多，骨架作用越强。
目前的级配理论主要有两种：连续级配和间断级配。
一、连续级配
连续级配的特征是粗细骨料各个分级粒度一应俱全，相邻两级粒径比为2。
主张采用连续级配的专家认为，一个良好的连续级配是按照一定的粒径比及其含量形成一个连续的级配曲线，如在实际试配时，骨料的级配符合或接近理论曲线，配制的混凝土具有良好的工作度和最大密度。
二、间断级配理论
为了得到最小空隙率，相邻两级骨料粒度比要比较大，才能使大颗粒十分靠近，大颗粒的数量最多。
实验证明，间断级配最大一级骨料的用量远远大于连续级配最大一级骨料的用量，当达到同样的空隙率时，间断级配的表面积较小。
各个级配理论的前提都是认为硬化后混凝土的结构及其骨料的空间关系，与硬化前干混合物颗粒排列状态相对应。
但实际上混凝土成型后，其骨料的实际分布状态受到混凝土拌合物流动性及外力作用条件的影响，不一定能保证符合理想状态，特别是混凝土干硬后，其紧密程度与理想状态有很大的出入。
在针对降低骨料的空隙率和表面积方面来看，间断级配的优越性较明显。
其空隙率小，表面积小，骨架作用较明显。
因此能节省水泥，提高混凝土的性能。