2.4矿质混合料组成设计
矿质混合料的组成设计
矿质混合料的组成设计哎呀，说到矿质混合料的组成设计，这可是个大话题。
矿质混合料，听起来是不是有点深奥？其实说白了，就是各种矿物材料的调配，像调味料一样，把它们组合在一起，达到最佳的效果。
想象一下，就像煮一锅美味的汤，得有点儿盐、胡椒，再来点儿葱姜。
矿质混合料也是如此，不同的材料相互搭配，才能打造出最合适的建筑材料。
咱们得明白矿质混合料里都有啥。
常见的矿物质有水泥、砂、石子，还有一些矿粉和掺合料。
水泥就像汤里的主料，缺了它，别说汤了，连稀饭都做不成。
砂和石子是用来增加混合料的强度和稳定性的，想象一下，没有砂和石子，那这混合料就像是没有底的沙子，随时都能塌掉，多危险啊。
掺合料就像是点睛之笔，可以让混合料更环保，性能更好。
说到设计，这可是个讲究活。
你想啊，咱们在设计混合料的时候，得考虑到它的使用场景。
比如说，要用在高速公路上，那可得选用耐磨的材料，别让车轮一过就磨得稀巴烂。
如果是做水利工程，那就得考虑到抗渗透性，水要是不进来，那岂不是完美？所以，矿质混合料的组成设计就像是为不同的场合量身定做，一点都不能马虎。
矿质混合料的设计不仅仅是考虑材料的种类，比例也很重要。
你想啊，砂和水泥的比例不对，混合料就像水稀稀的稀饭，根本不能承受重量。
一般来说，水泥和砂的比例得控制在一定范围内，太多水泥，成本就上去了，太少的话，强度又跟不上。
真是一道算术题。
再加上掺合料的使用，真是让人头大，不过没关系，慢慢来，总会找到最佳的比例。
说到这里，有的人可能会问，矿质混合料的性能具体体现在哪儿呢？嘿，这就得提到它的强度、耐久性、抗渗性等等。
强度就是它承受压力的能力，耐久性是看它能在各种环境下存活多久，抗渗性则是指它能不能抵御水的侵袭。
就像是一个战士，要在战场上坚持不懈，才能赢得胜利。
设计矿质混合料的过程可不是一个人的事儿。
你得有专业的团队，大家一起开会讨论，拿着数据和实验结果，像是大厨们在厨房里争论配方一样。
每个人都有自己的看法，得经过不断的试验，才能找出最佳方案。
集料配比设计方法
矿质混合料的配合比设计方法矿质混合料的配合比设计方法有数解法和图解法两大类，两类设计方法均需要在两个已知条件的基础上进行：第一个条件是各种集料的级配参数；第二个条件是根据设计要求、技术规范或理论计算，确定矿质混合料目标级配范围。
本节介绍数解法中的试算法、规划求解法，以及图解法中的修正平衡面积法。
一、数解法数解法的基本原理是将几种已知级配的集料j 配制成满足目标级配要求的矿质混合料M ，混合料M 在某一筛孔i 上的颗粒是由这几种集料提供的。
混合料的级配参数由式（4-38）或式（4-39）确定。
)()()(i j i j i M X a a ⨯=∑ （4-38） )()()(i j i j i M X P P ⨯=∑ （4-39）式中：)(i M a —矿质混合料在筛孔i 上的分计筛余百分率（%）)(i j a —某一集料j 在筛孔i 上的分计筛余百分率（%） )(i M P —矿质混合料在筛孔i 上的通过百分率（%） )(i j P —某一集料j 在筛孔i 上的通过百分率（%）)(i j X —某一集料j 在矿质混合料中的质量百分率（%）将已知集料的级配参数和矿质混合料的目标级配参数代入式（4-38）或式（4-39），可以建立数个方程，方程的个数等于标准筛的个数，然后可以用正则方程法求解，也可以用试算法或规划求解法确定各个集料的用量。
（1）试算法设计步骤采用试算法求解，需要已知各个集料和矿质混合料的分计筛余百分率。
以三种集料为例，介绍试算法的求解步骤。
1）基本计算方程的建立 设有A 、B 、C 的三种集料在某一筛孔i 上的分计筛余百分率分别为)(i A a 、)(i B a 、)(i C a ，欲配制成矿质混合料M ，混合料M 中在相应筛孔i 上的分计筛余百分率设计值为)(i M a 。
假设A 、B 、C 三种集料在混合料中的比例分别为X 、Y 、Z ，由此得式（4-40）和式（4-41）： X +Y +Z =100 （4-40） X ·)(i A a +Y ·)(i B a +Z ·)(i C a =)(i M a （4-41）2）基本假定在矿质混合料中，某一粒径的颗粒是由一种集料提供的，在其它集料中不含这一粒径的颗粒。
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。
矿质混合料组成设计
1. 矿质混合料组成设计有两种方法进行组成设计：试算法和图解法。
•试算法1. 试算法的基本原理首先假设混合料中某种粒径的颗粒，是由对这一粒径占优势的一种集料组成，其他集料不含这一别试探各种级料的大致比例，不合适再进行调整，逐步接近，最终达到符合要求的集料的配合比2. 步骤及方法将A、B、C三种集料配成M级配的矿料：(表9.6.1)mai X+ mbi Y+ mci Z=Mi。
Mi-混合料M在I粒级上的含量，mai, mbi, mci -A、B、C在Ⅰ粒级①求X：选取A料占优势的粒径Ⅰ(mm)，令 mbi = mci =0，则 X= Mi / mai。
②求Z：选取C料占优势的粒径j(mm)，令mbi = mci =0，则X= Mi / mai。
③求Y：Y=100-X-Z 。
④核对：按 mai X+ mbi Y+ mci Z=M逐级核对。
不符合要求，应对X、Y、Z比例进行适当的调整i集料满足混合矿料的级配要求。
•图解法适用于多种集料组成的矿料配合比设计。
1. 基本原理:把设计要求矿料的级配，按所采用各种集料的粒径范围分成几个区段，然后令各种集料的含量（求的级配中各相应区段的颗粒含量(%)。
2. 已知条件① 各种集料筛分析结果→各级料的通过百分率→级配曲线；② 按技术规范要求的合成级配范围→合成级配的通过百分率中值。
3. 设计步骤①绘制坐标图：绘制长方形图框，坐标纵坐标为通过百分率。
对角线作为合成级配中值。
横坐横坐标确定方法：据合成级配中值要求的各筛孔通过百分率，从纵坐标引平行线，与对角线交点横坐标交点，为相应筛孔的孔径位置。
②绘制级配曲线：将各集料的级配曲线绘制在上述坐标图上。
③ 确定各相邻级配曲线的关系：相邻级配曲线重叠（A与B）、相邻级配曲线相接（B与C）、相离（C与D）。
④确定各集料的用量。
•2. 沥青最佳用量的确定沥青最佳用量一般通过马歇尔试验确定。
根据规范推荐的沥青的用量范围，每隔0.5%为一组，选用5个以上的沥青用量，各制备马歇尔试测试各组试件的技术指标 ( Sm(0), f, V v, S m)。
矿质混合料组成设计(图解法)教学设计.
根据本次课程特点，结合学生的实际情况，其重点难点主要为：
项目
内容概述
解决方法
重点
对图解法整个绘图及计算过程的掌握
教师讲授绘图过程及相应节点的确定方法，学生自行绘图，教师当堂指导。
难点
初步确定矿质混合料组成后，校核合成级配不符合级配要求时，应如何调整组成？
给学生讲一些基本的技巧，同时以工程实际为例，指导学生多练习，在练习中找规律、找技巧。
七、教学过程及课时分配
教学内容
教学方法
教师活动
学生活动
设计意图
教学反思
1.复习试算法（10min）
提出问题：试算法的过程及学习难点？
回答问题：学生回顾并回答问题。
引出本次课内容
（根据课堂情况进行总结）
2.图解法的原理及计算过程（40min）
理论讲授加师生互动
理论讲授：根据实际工程案例进行讲授
听讲并练习：
三、教学目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）
根据课程标准，结合企业对学生能力的要求，我确立的教学目标为：
1.知识目标：了解图解法确定矿质混合料组成的基本原理，掌握图解法的整个计算过程。
2.技能目标：具备采用图解法为实际工程确定矿质混合料组成的能力。
3.情感目标：在不断的练习中，体会图解法带给工程应用的方便，同时不断总结计算完成后校核调整部分的技巧，为后期工作做准备。
五、教学策略选择与设计
本次课为新授理论课，内容相对比较简单，主要要求学生要会用图解法解决实际工程问题，所以在整个教学过程中，以学生练习为主，教师主要起到指导帮助的作用。
六、教学环境及资源准备
本次课在多媒体教室进行，教师需要准备PPT，同时需要收集相关工程案例，上课过程中，学生要绘制级配曲线图，所以需要准备铅笔和米格纸。
矿质混合料级配理论分析及组成设计方法研究
２０１８年 第８期（总第２９４期）黑龙江交通科技ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩＮｏ．８，２０１８（ＳｕｍＮｏ．２９４）矿质混合料级配理论分析及组成设计方法研究郑东辉（东莞市交业工程质量检测中心，广东东莞 ５２３１２５）摘 要：分析了最大密度曲线和粒子干涉两大矿质混合料级配理论，并对富勒（Ｗ．Ｂ．Ｆｕｌｌｅｒ）理论、泰波理论、我国规范所采用的连续级配理论以及魏矛斯（Ｇ．Ａ．Ｗｅｇｍｏｕｔｈ）粒子干涉理论的原理和应用范围进行了深入探讨。
采用数解法、图解法、计算机求解法以及正规方程法可进行矿质混合料配比设计。
关键词：最大密度曲线理论；级配指数；粒子干涉理论；矿质混合料；合成级配中图分类号：Ｕ４１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－３３８３（２０１８）０８－０００６－０２收稿日期：２０１８－０６－１３作者简介：郑东辉（１９８３－），男，广东陆河人，工程师，从事路桥试验检测工作。
１ 级配曲线根据矿质混合料粒径组成的特点，级配类型根据不同的理论可分为连续级配曲线和间断级配曲线。
若用半对数坐标表示筛孔尺寸，则曲线为凹型，如图１所示。
图１ 级配曲线图由级配曲线可知，曲线斜率代表着某粒径范围内的颗粒数量，斜率越大说明相应颗粒越多，呈平台状时说明相应粒径的缺失。
２ 最大密度曲线理论２．１ 富勒理论富勒（Ｗ．Ｂ．ＦｕＬｌｅｒ）早在２０世纪初便对级配曲线进行试验研究，试验采用１ｍ３箱子，将不同粒径的集料堆积进去进行筛分试验，记录每一次的质量通过率和筛孔尺寸之间的关系，发现当二者呈现抛物线关系时，矿质混合料组合具有最大密度，富勒公式可表示为ｐｉ＝１００ｄｉｄ()ｍａｘ０ ５（１）公式中ｐｉ为某级颗粒粒径集料的通过率，ｄｍａｘ为最大粒径。
富勒公式描述的抛物线是理论上矿质混合料的最大密实状态，但这种状态通常只在试验室能完成，在工程实践中很难找到集料能掺配成满足这条曲线的级配组成。
另外，在配置沥青混合料时，这种级配曲线本身计算得到的细集料偏多，不利于高温稳定性。
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
矿料级配和组成设计
二、级配
• 级配的定义：级配是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例或 分布情况。
由于粗细集料的粒径范围不同，筛分实验中采用的标准套筛尺寸范围 及式样质量有所不同，如下表，通常情况下，细集料的筛分式样取 500g。
集料筛分用的式样质量
某细集料筛分实验的结果示例
级配的表示方法
2.细集料的细度模数 细度模数是用于评价细集料粗细程度的指
标分，率为之M 细 和f集 ，料 按(A 0 筛 下.1 5 分式A 实计0 .3 验算A 1 0 中：.6 0 各A A 1 0 4 .号1 .7 8 5 筛A 2 上.3)6 的5A 累4 .7 计5筛余百
间断级配：间断级配是在矿质混合料中 剔除其中一个不同或级配几类个型的分级级配曲而线如形下成图所一示种不连续 的混合料，这种混合料称为间断级配混合。
a）连续型密集配
b）连续型开级配
c）间断型密集配
矿质混合料的级配
（二）级配理论 1.富勒理论（最大密度曲线） 富勒（W B ）认为“级配曲线愈接近抛物线，则其密度愈
矿质混合料的级配
3.级配曲线范围的绘制 在工程实践中，集料的最大理论密度曲线为级
配指数0.5的级配曲线，如下图中曲线A。常用矿 质混合料的级配指数一般在0.3~0.7之间，将级配 指数0.3和0.7代入上式进行计算，并可绘制相应 的级配曲线，如下图曲线范围B
矿质混合料的配合比设计方法
• 矿质混合料的组成设计就是根据实际工程中现有的各种 集料的级配参数（即筛分结果），针对设计要求或技术规 范要求，采用一定的方法确定各规格集料在合成矿料中所 占比例的操作过程。
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
1-1-3 矿质混合料的组成设计方法 (1)
l 图解法—修正平衡面积法 具备条件
2014-2-1
各种集料的筛析结果 技术规范要求的标准级配范围 12
第一章 砂石材料
1)试算法
p试算法适用于2～3种矿料组成的混合料。 p基本原理：设有几种矿质集料，欲配制成符合一定级配要求 的混合料。 ü在决定各组成集料在混合料中的比例时：首先假定混合料中 某种粒径的颗粒是由某一种对该粒径占优势的集料所组成，而 其他各级集料不含这种粒径。 ü根据各个主要粒径去试算各种集料在混合料中的大致比例。 ü将此比例与级配要求相对照，如比例不合适，则稍加调整， 逐步渐进，达到符合混合料级配要求为止。
矿质混合料级配的级配理论 最小空隙率 最大摩擦力
l ü ü
矿质混合料级配类型 连续级配 间断级配
Hale Waihona Puke 2014-2-124
第一章 砂石材料
作业
用修正平衡面积法求沥青混合料AC-13型矿料 的初步配合比。各集料经过筛分试验得到各粒径通 过百分率如表1-3，试确定各集料的用量比例。
表1-3 组成材料的筛分结果
第一章 砂石材料
例：
修正平衡面积法—计算步骤
表1-2 细粒式沥青混合料用矿料级配范围
筛孔尺寸 ／mm 通过率 级配 范围 （%） 级配中值 ／％
16.0
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
O.075
100
96～ 100
70 ～ 88
48～ 66
36～ 34
24～ 42
18～ 30
校核表12矿质混合料的组成校核表61013519265375376595100级配中值485157201028153824503868688590100100标准级配范围728lo1616423083096374451047484966100合成级配70477688888888矿粉802424841442162424242424砂240000681365441904428464668碎石68各矿质集料在混合料中用量8897100100100100100100100100矿粉110356090100100100100100砂000128286395100碎石各矿质集料通过百分率通过百分率o075015030611823647595132160筛孔尺寸mm原材料2014211第一章砂石材料27级配曲线范围图4集料与合成级配的级配曲线返回2014211第一章砂石材料28习题1答案2014211第一章砂石材料29习题2答案第一章砂石材料30例11某工地所用卵石材料的密度为265gcm3表观密度为261gcm3堆积密度为1680kgm3计算此石子的孔隙率与空隙率
矿质混合料的组成设计PPT学习教案
aC( ）
即C集料在混合料中比例是：
Z aM( j) 100
（ 1-41）
aC( j)
最后得到B集料在混合料中的比例：
Y 100 X Z
（ 1-42）
第26页/共53页
2007.5
（4）校核调整 对以上计算得到的各集料的比例即配合
比进行验算，如得到的合成级配不在所要求的 级配范围，应调整初步配合比重新验算，直到 满足级配要求为止。如经数次调整仍不能达到 要求，可掺加单粒级集料或调换其它集料。
2007.5
第18页/共53页
p2 kd
（ 1-30）
式中：
p ——各级颗粒粒径集料的通过量（%）； d ——矿料各级颗粒粒径（mm）；
k ——常数。
2007.5
第19页/共53页
2007.5
p 100 。
所以
当希望计算任何一级颗粒粒径
当颗粒粒径等于最大粒径时，则通过 量
，即
时
p 100%
d D
k 100 2 1 D
d
的通过量
（ 1-32）
p
时，则计算公式为
d
p 100
（ 1-33）
D
或
p
100
d
0.5
（ 1-34）
D
第20页/共53页
2007.5
上式是最大密度理想曲线的级配组成计算公 式，根据此公式可以计算出某矿料达到最大密 度时各级颗粒粒径的通过量。
但在实际应用过程中，这一公式的指数并 不一定固定为0.5。对于沥青混合料，当指数是 0.45时的密度最大；对于水泥混凝土指数在 0.25-0.45时工作性更好。因此，矿料的级配计 算公式的指数通常在0.3-0.7之间，允许矿料的 级配曲线在一定的范围内变动，所以上述最大 密度曲线公式采用n次幂的通式来表达。即：
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计算方法
设有A、B、C三种集料，需配制成级配为M的 混合料，求A、B、C集料在混合料中的用量比例X, Y, Z。
根据题意有
x + y + z ＝100
(1)
a A(i)• x + a B(i)• y +a C(i)• z = a M(i)
(2)
式中： x ， y，z ── A，B，C三种集料在混合
解：① 确定各筛孔在横坐标上的位置
S K
LgDmax Lgdmin
100
43.99
Lg30 Lg0.16
S x LgDx Lg0.16 43.99
各筛孔在横坐标上的位置计算表
筛 孔 尺 寸 di(mm)
30
20
10
5
2.5
1.25
0.63
0.315
0.16
各筛孔距0.16mm筛孔距 离Sx(mm)
第四节 矿质混合料组成设计
教学目标
清楚矿质混合料理论级配的含义，能够绘制级 配范围曲线。学会矿质混合料组成设计方法，能用 试算法和图解法设计矿质混合料。
教学重点
矿质混合料的级配理论和级配曲线的绘制，矿 质混合料组成设计方法。
教学难点
矿质混合料组成设计各种矿料用量的调整。
第四节 矿质混合料组成设计
级配理论和级配曲线
料中的 用量比例(％)；
a A(i) ， a B(i) ， a C(i) ── A，B，C三种集料在 (i)mm 筛孔的分计筛余量(％)；
a M(i) ── 级配为M的混合料在(i)mm筛孔的分 计筛余量(％)。
计算次序：先计算粗料，再计算细料，最后计
算中间料。
25.5
20.8
泰波
指数
n＝0.5
100 81.7 57.7 40.8 28.9 20.4 14.5
10.3
7.3
③ 绘制级配范围曲线图
基本原理
试算法
几种矿质集料配制成一种有一定级配要求的混 合料，在确定各种矿质集料的用量时，先找出各种 矿质集料分计筛余百分率最大的筛孔径(占优势粒径)， 并按照所确定的筛孔径进行试算，最终确定出 各种矿质集料在混合料中的用量。
100 95～100 70～88 48～68 36～53 24～41 18～30 12～22 8～16
p
100
d
0.5
或
D
p 100 d D
n幂公式
在实际应用中，研究认为矿质混合料的级配曲
线应该允许在一定范围内波动，其范围(n幂指数常) 在0.3～0.7之间。目前多采用n次幂的通式表达。
p
100
d
n
D
式中：p, d 和D —— 意义同前； n —— 试验指数。
级配曲线范围的绘制
半对数坐标即横坐标颗粒粒径(筛孔尺寸)用对数
③ 各种颗粒粒径在横坐标上距最小粒径的位置
S x LgDx Lgdmin K
式中Sx ─── 各筛孔距0.16mm筛孔距离(mm)； DX ─── 需要计算的颗粒粒径 (mm)。
例题 绘制筛孔径为30，20，10，5，2.5，1.25, 0.63，0.315,0.16mm，横坐标为100mm；试验指数n ＝0.3～0.5级配范围曲线图。
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(即 a B(i)＝a C(i)＝0)，故a A(i)•x =a M(i)
X aM i a Ai
(2) 计算C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A、B两种集料在此粒径的含量 (即a A(j)＝a B(j))＝0)，故 a C(j))• z =a M(j))
原材料
16.0 13.2
筛 孔 尺 寸 （mm）
9.5
4.75 2.36 1.18
0.6
0.3
0.15 0.075 <0.075
各种矿 料分计
筛余 （％）
碎石 石屑 矿粉
5.2
41.7 50.5
2.6
1.6
24.0 22.5 16.0 12.4 11.5 10.8
1.2
13.2 86.6
AC-13级配范围 通过（％）
100
92
79
66
52
39
26
13
0
② 确定级配曲线范围
根据泰波公式
P 100
d
0.3
;
30
P 100 d 0.5; 30
理论级配曲线各级粒径通过百分率
筛孔尺寸 di(mm)
30
20
10
5
2.5
1.25 0.63
0.315
0.16
n＝0.3
100 88.5 71.9 58.4 47.5 38.5 31.4
矿质混合料的组成设计方法
试算法
观看动画
例题 图解法 例题
观看动画 观看动画
连续级配
表示集料的粗细分级不同粒径颗粒搭配的比例情 况，集料的颗粒由大到小逐级都有。例如天然河卵石 即属连续级配。级配曲线是一条光滑的抛物线。
间断级配
表示集料的粗细分级不同粒径颗粒搭配的比例 情况，集料缺中间一级或几级所形成的级配。在级 配曲线上有一条或几条水平线。
坐标，纵坐标通过(或存留)百分率用算术坐标。
绘制方法
1．各种颗粒粒径在横坐标上的位置确定方法
① 确定横坐标的长度S
② 确定横坐标的对数间距系数 式中：S ─── 给定的横坐标长度
K
(mm)L；gDmax
S
Lgd
min
Dmax─── 集料的最大粒径 (mm)；
dmin ─── 集料的最小粒径 (mm)。
最大密度曲线理论
经过大量试验而得到的一种理论。该理论认为 P 2 Kd
“矿质混合料的颗粒级配曲线愈接近抛物线，则其密 度愈大”。
最大密度理想曲线可用粒径(d)与通过量(p)表示 为： p2=kd 式中：p —— 各级颗粒粒径集料的通过量(％)；
d —— 矿质混合料各级颗粒粒径(mm)； k —— 常数。 当d＝D时，p＝100 ；故 k 1002 1 求任一级颗粒粒径d 的通过量p时 D
z aMj aC j
(3) 计算B料在混合料中的用量
y = 100 - (x + z )
试算法例题
现有碎石、石屑和矿粉三种矿质材料，筛分结果 按分计筛余列于表1，要求配制成AC-13级配要求的 混合料，求碎石、石屑和矿粉三种材料在混合料中的 用量比例。
原有集料的分计筛余和混合料要求级配范围表 1
组成设计内容
组成设计方法
试算法 图解法
级配理论和级配曲线范围
矿质混合料要求
最小空隙率 最大摩擦力
级配类型
连续级配
间断级配
级配理论
最大密度曲线理论（用于计算连续级配）
p 100
d
0.5
或
D
p 100
d D
最大密度曲线的n幂公式
p 100 d n D
级配曲线范围的绘制 级配范围习题