CS304-2粗集料级配曲线图
级配曲线的快速绘制
级配曲线的快速绘制在土石坝施工、爆破粒径控制等工作中，往往需要绘制块径的级配曲线，从而确定不均匀系数CU 、曲率系数CC，判断出该料是否平顺、光滑，是否在设计提出的上下包络线内，而对于反滤料，由于反滤层设在产生渗流的两种粗细明显不同的材料之间，以防止产生渗透变形对于反滤料，其最重要的选择指标即为颗粒级配，因此，级配曲线绘制在土工试验中是必须进行的工作，但由于级配曲线水平座标为对数座标，存在着对数座标互换、百分含量累加、描点、连线等一系列繁杂的工作，工作极为枯燥乏味，一般说来，传统绘制级配曲线的方法主要有如下几种：1、采用对数坐标纸，进行手工绘制。
这种方法，在计算机普及前为主要的绘制方式，一般购买印刷好的对数座标纸（或复印设计提供包络图的图表），人工在横坐标上标出颗粒径料、纵坐标上标出小于某粒径累计百分比，然后按计算出的数据在坐标纸上逐点标出点位，采用曲线板进行拟合，绘出级配曲线，再查出诸如D60、D30、D10等特征值，进行系数计算。
手工绘制级配曲线，效率较低，既不美观，绘出的图表大小固定，不易插在文档中（往往采用在文档中预留地方，粘上曲线图表后再复印），同时换算也容易出错，费工费力，笔者在2003年前，受办公条件限制，均采用这种手工绘制的方法进行级配曲线的绘制。
2、采用AutoCAD这类辅助设计绘图软件绘制级配曲线针对手绘方法存在着不美观、不易与文档结合的情况，在级配绘制上，往往采用辅助设计绘图软件进行绘制，如AutoCAD、电子图版等，在绘制方法，首先采用计算器或Excel等工具将各包括图表、粒径等在内的数据换算成对数坐标，然后采用直线、偏移等命令绘出对数座标图，通过手绘曲线命令绘出级配曲线。
这种方法，克服了手绘级配曲线不易与文档结合的不足（可采用复制、粘贴或专用转换软件），具有精度高、任意放大和缩小的特点，但存在着需到对数坐标互换、百分含量累加、描点以及连线一系列繁杂的步骤，效率也较低，笔者在2004年，由于需向设计单位报送坝料级配曲线电子版，主要就采用AutoCAD这种方式进行绘制级配曲线。
D-33.1粗集料筛分试验记录(水洗法)悬浮级配
(1) (2) 37.5 0.0 0.0 31.5 0.0 0.0 26.5 0.0 0.0 19 0.0 0.0 16 0.0 0.0 水 13.2 0.0 0.0 洗 9.5 15.6 1.1 后 4.75 879.6 63.0 干 筛 2.36 35.9 2.6 法 1.18 0.6 0.0 筛 0.6 0.6 0.0 分 0.3 0.4 0.0 0.15 0.5 0.0 0.075 0.9 0.1 筛底 8.4 干筛后总量(g) 942.5 损耗(g) 277.8 损耗率(%) 19.91 扣除损耗后总量（g） 1117.8 试验：
粗集料筛分试验记录(水筛法)
（编号：JXJC-1-ZT02-JL-SWSF-2014建设项目：郑州机场至周口西华高速公路 施工单位 中交三公局第二工程有限公司 JXZT-2-SWSF-2013-002 试样编号 干燥试样总量m0(g) 水洗后筛上总量（g） 水洗后0.075mm筛下量 （g） 0.075mm通过率（%） 筛孔尺寸 (mm) 第一组 1395.6 1220.3 175.3 13.2 施工路段 取样地点 第二组 1381.4 1235.3 146.1 11.2 12.2 100.0 95.0 90.0 85.0 80.0 75.0 70.0 65.0 60.0 55.0 50.0 45.0 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0
50~70 29~50 15~35 6~20
0 ~5
2.36 4.75
9.5
19
31.5
筛孔尺寸（mm） 复核： 试） 合同号：JXZT-1 结构层次 矿料级配 级配曲线
D-33.1
平均 规范
筛分曲线图
筛上重 分计筛 累计筛 通过百 筛上重 分计筛 累计筛 通过百 通过百 mi(g) 余(%) 余(%) 分率(%) mi(g) 余(%) 余(%) 分率(%) 分率(%) (3) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.1 64.1 66.7 66.7 66.7 66.7 66.7 66.8 (4) 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 98.9 35.9 33.3 33.3 33.3 33.3 33.3 33.2 (1) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 294.2 892.3 37.5 0.4 0.2 0.2 0.3 0.7 9.2 1235.0 0.3 0.02 1381.1 (2) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 21.3 64.6 2.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 (3) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 21.3 85.9 88.6 88.6 88.6 88.6 88.6 88.7 (4) 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 78.7 14.1 11.4 11.4 11.4 11.4 11.4 11.3 (5) 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 88.8 25.0 22.4 22.4 22.4 22.4 22.4 22.3 100 93~100 75~90 通 过 百 分 率 （ ％ ）
基于摩尔库伦理论的浇注式沥青混合料材料强度分析
基于摩尔库伦理论的浇注式沥青混合料材料强度分析王民【摘要】为了揭示浇注式沥青混合料的材料特性及强度形成机理,以摩尔-库伦理论为基础,采用单轴贯入试验和无侧限抗压强度试验,计算浇注式沥青混凝土强度特征参数(粘聚力c、内摩察角φ、最大剪应力τmax);通过沥青用量及温度对其强度参数影响,分析其强度机理,以及与常规沥青混合料材料特性的差异.结果表明,浇注式沥青混凝土强度受温度、沥青用量影响较大,60℃的抗剪强度要高于常规沥青混合料,而其强度主要来源于高粘改性沥青及较高粉胶比形成的粘聚力;抗剪强度分析结果与贯入度及增量指标的评价结论一致,贯入度及增量指标更适合于评价浇注式沥青混合料的高温稳定性,并可以表征该类型混合料的强度特征.【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2015(039)006【总页数】5页(P1149-1152,1156)【关键词】浇注式沥青混合料;强度机理;摩尔库伦理论;单轴贯入试验;抗剪强度【作者】王民【作者单位】重庆市智翔铺道技术工程有限公司重庆401336;招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆401336【正文语种】中文【中图分类】U4440 引言浇注式沥青混合料（guss asphalt，GA）具有流动性，浇注式摊铺一般不需要碾压，只需要简单的摊铺整平即可完成施工，且具有矿粉含量高、沥青含量高、拌和温度高等“三高”特点，较多的沥青及细集料含量使粗骨料处于悬浮状态［1］，它与普通热碾压沥青混合料的结构组成不同.相对于普通沥青混合料，具有空隙率小、密水性佳，协调变形能力强，疲劳寿命高，整体性强等特点［2］.由于浇注式沥青混合料高沥青含量的特点，行业对其高温强度一直存在担忧.采用车辙动稳定度对浇注式沥青混合料的高温承载能力进行测试，其结果仅为常规改性沥青混合料的30%左右，SMA的20%左右；而采用贯入度及增量作为高温承载能力的指标，在相同温度条件下，SMA与浇注式的贯入度及增量却可以十分接近.同样，在实桥应用中，面对中国苛刻的交通条件，钢桥面浇注式铺装体系也可表现出良好的使用效果［3］，这使得研究人员对其强度机理十分感兴趣.近年来，研究人员对浇注式沥青混合料结构特性，从不同角度进行挖掘和探索.金磊等［4］通过动态剪切流变试验，分析了沥青胶浆广义剪切模量与浇注式沥青混合料高温变形之间的相关性，探讨了该指标作为浇注式胶浆高温性能评价指标的适用性.杨宇明等［5］通过对浇注式沥青混合料进行了不同荷载水平下的三轴重复荷载试验，分析了混合料永久变形和黏弹性变形的发展特性.认为在半正弦重复荷载作用下，浇注式沥青混合料的变形规律与Burgers模型变形公式吻合较好.张顺先等［6］采用改进的Burgers模型推导出浇注式沥青混凝土高温变形性能的粘弹性本构模型，在一定条件下可以预测GA高温条件下永久变形的变化规律.Yangxu ［7］通过使用非线性最小二乘回归方法，建立动态模量和相位角预测方程，对浇注式等多种混合料的模量进行分析.上述研究主要集中在分析理论模型与混合料强度指标之间相关性，还有较多研究对浇注式沥青混合料级配构成、材料性能及评价体系等进行了研究［8－11］，但未对其结构特征与强度形成机理的关系以及与其他沥青混合料的差异性开展分析.基于此，本文将以摩尔－库伦强度理论为基础，采用单轴贯入试验，通过沥青用量、温度条件、混合料类型对浇注式沥青混合料强度参数的影响分析，揭示了浇注式沥青混合料的强度机理及与常规沥青混合料的差异性，为钢桥面浇注式沥青混合料铺装体系设计及性能评价提供理论支撑.1 沥青混合料强度机理及测试方法在常温和高温状态下，由于沥青混合料内部抗剪强度不足，产生了各种破坏现象，如推移、车辙等.按照摩尔－库伦强度理论，材料的抗剪强度主要来源于摩阻力和粘结力.沥青混合料的材料强度按照摩尔－库伦理论，可表示为式中：τ为抗剪强度，MPa；c为材料粘聚力，MPa；σ为法向压应力，MPa；φ为内摩擦角，（°）.沥青混合料抗剪强度参数的确定，一般借鉴岩土工程试验方法，采用三轴试验，通过绘制摩尔圆和相应包络线，按照式（1）线性关系近似确定c，φ值，见图1.图1 摩尔库伦强度理论莫尔圆包络线随着研究的深入，研究人员发现路面工程与岩土工程有较大差异.鉴于三轴试验中，应力分布与围压的大小均与实际路面不相符，本研究借鉴同济大学提出的单轴贯入试验，对浇注式沥青混合料的强度机理进行分析，单轴贯入试验的优势在于受力接近于真实路面.通过有限元建立符合实际受力状态的贯入模型，进而求解出在压头为1MPa时模型中最大剪应力处的主应力值，以此作为基本的抗剪参数（见表1）.然后，利用这些基本参数乘以贯入强度值，也就求出了试件中的各主应力值和剪应力值.同时，为了求解出混合料的粘聚力c和内摩擦角φ，再进行一组无侧限抗压强度试验.利用这两组数据，绘制莫尔圆，通过几何关系，推导出基于贯入试验和无侧限抗压强度的粘结力c和内摩擦角φ，即表1 混合料抗剪强度基本参数?式中：σg1为单轴贯入强度乘以抗剪强度参数后的第一主应力；σg3为单轴贯入强度乘以抗剪强度参数后的第三主应力；σu为无侧限抗压强度.2 原材料及配合比2.1 主要原材料及技术指标本研究采用以韩国SK沥青为母体，自行生产加工的改性沥青，浇注式沥青混合料采用湖沥青复合改性沥青，SMA，AC采用高弹体改性沥青，其主要性能指标见表2.表2 沥青结合料主要性能指标?粗集料采用玄武岩，细集料采用石灰岩，矿粉采用石灰岩矿粉，集料及矿粉性能指标满足现行行业规范要求.2.2 混合料配合比设计浇注式沥青混合料（GA10）、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA10）、密级配沥青混合料（AC10）的矿料级配构成见图2.从图2可以看出，3种沥青混合料的矿料级配差异非常大，GA10细集料较多，级配偏细；SMA10粗集料较多，级配偏粗；AC10级配居于两者之间.图2 3种混合料矿料级配曲线图按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTG E20—2011）》，采用高弹体改性沥青，确定SMA10和AC10混合料最佳油石比.按照《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》的规定，采用湖沥青复合改性沥青，确定GA10混合料最佳油石比.采用最佳油石比，测试3种混合料的基本性能，结果见表3.表3 不同类型沥青混合料的物理性能注：其中弯拉应变采用的是300mm×100mm×50mm尺寸的大梁.?由表3和图2可见，GA10与常规类型沥青混合料SMA10，AC10的材料组成、基本性能及其评价方法等都存在较大差异，其中高温稳定性的3个指标（稳定度、贯入度及增量、动稳定度）评价结论不相一致.可见，选用此3种类型混合料，可以验证三者之间的差异，并揭示浇注式沥青材料的特性.3 实验方案及数据分析根据浇注式沥青混合料结构组成特点，从沥青用量、温度2个方面测试、并计算浇注式沥青混合料的强度参数.同时，测试并计算沥青玛蹄脂碎石混合料、密级配沥青混合料的剪切强度参数，并将其与浇注式沥青混合料剪切强度参数进行对比分析.在此基础上，探讨浇注式沥青混合料强度形成机理.3.1 沥青用量对浇注式沥青混合料强度的影响采用湖沥青复合改性沥青，按照设计配合比，采用最佳油石比和±0.5%的油石比，测试在60℃温度下的单轴贯入强度和无侧限抗压强度，计算相应强度参数，见表4.表4 不同油石比浇注式沥青混合料强度测试结果及计算参数（60℃）?由表4可见，随着沥青用量增加，浇注式沥青混合料内部的富余沥青含量逐渐增多，沥青膜变厚，集料之间摩阻力降低，内摩擦角减小.同时，沥青玛蹄脂内部的粘结力由于沥青相对用量的增加，即粉胶比减小，混合料表现出的粘聚力略有降低.因此，对于浇注式沥青混凝土而言，随着沥青用量的增加，混合料的抗剪强度大幅度下降.而当沥青膜达到最佳厚度、并在小范围波动时，粘聚力主要取决于沥青粘度，不会由于沥青含量增加而增大.3.2 温度条件对浇注式沥青混合料强度的影响采用湖沥青复合改性沥青，在最佳油石比情况下，测试浇注式沥青混合料在不同温度下单轴贯入强度和无侧限抗压强度，计算相应强度参数，见图3～5.图3 不同温度时剪切强度趋势图图4 不同温度时粘聚力c趋势图图从图3～4可以看出，温度对浇注式沥青混合料的强度及参数影响非常大.当温度逐渐升高时，沥青结合料的粘度大幅度下降，沥青混合料由弹塑性体向粘塑性体变化，抵抗外界荷载的能力降低，抗剪性能和粘聚力随着温度的升高迅速降低.图5 不同温度时内摩擦角φ趋势内摩擦角主要与沥青混合料内部矿料的分布状态（矿料级配）相关，温度升高虽改变了集料之间的滑移状态，但作为富沥青含量的悬浮密实结构类型GA10，集料之间的摩阻力受此影响非常小，因而累计变化幅度仅0.5°.由于沥青的粘度受温度干扰较大，混合料的粘聚力随着温度升高而大幅度降低.3.3 混合料类型对其强度的影响根据初步确定GA10，SMA10，AC10矿料配合比及最佳油石比，测试60℃温度下3种混合料强度，计算相应强度参数，见表5.表5 不同类型沥青混合料强度测试结果及计算参数（60℃）?从3种混合料类型的测试结果来看，各项强度参数变化趋势与沥青用量、温度对其影响的变化趋势有较大差异，浇注式沥青混合料GA10的抗剪强度τmax在3种混合料最优.这主要源于以下2点.1）浇注式沥青混合料粉胶比范围为2.8～3.5，沥青玛蹄脂碎石混合料SMA10则是1.5～2.0，密级配沥青混凝土 AC10是0.2～0.5.浇注式沥青混合料的粉胶比越高，矿粉对沥青的吸附作用越强，自由沥青含量就越少，作为连续相的沥青胶泥则表现出最好的稳定性，即粘聚力明显增大.2）3种混合料中，SMA10的骨架结构最为明显，表现出内摩擦角在三者中最大.GA10和AC10均为悬浮密实结构，但却存在本质区别.在沥青混合料的3级空间网状结构分散系中，AC10以细集料和沥青胶泥作为连续相，粗集料为分散相；而GA10以沥青胶泥为连续相，粗、细集料为分散相.也就是说，AC10中集料之间更加紧密，集料之间嵌挤效果明显，内摩擦角会更大些.4 结论通过浇注式沥青混合料结构特性和不同条件下的浇注式沥青混合料的抗剪强度参数分析，形成以下主要结论.1）浇注式沥青混合料在材料组成方面与常规沥青混合料不同，因此其性能特点及评价指标也存在差异.2）沥青用量及温度是浇注式沥青混合料剪切强度的重要影响因素，油石比及温度增加，剪切强度大幅度降低，内摩擦角及粘聚力也发生变化.相对而言，温度对混合料性能影响更为显著.3）从3种沥青混合料剪切强度对比分析结果可以看出，浇注式沥青混合料具有较好的抗剪性能，主要源于沥青结合料粘度大，且混合料空隙率小、整体性强（微缺陷少）.4）3种混合料剪切强度与贯入度及增量的变化规律一致，可见采用贯入度及增量对浇注式沥青混合料的承载能力（强度）进行评价是合理的.这也进一步解答了实桥桥面铺装下层采用动稳定度极小的浇注式沥青混合料，却并未出现车辙类热稳性病害的原因.参考文献［1］杨军，潘友强，邓学钧.桥面铺装浇注式沥青混凝土性能［J］.交通运输与工程，2007（1）：49－53.［2］王民，张华.浇注式沥青混凝土铺装技术应用与发展［J］.交通企业管理，2009（10）：98－100.［3］王民，张华.钢桥面铺装特点及设计要求综合分析［J］.世界桥梁，2013（1）：39－41.［4］金磊，钱振东，郑彧.基于DMA方法的浇注式沥青胶浆高温性能及评价指标［J］.东南大学学报，2014（5）：1062－1066.［5］杨宇明，钱振东，胡靖.重复荷载作用下浇注式沥青混合料黏弹特性［J］.东南大学学报，2014（2）：391－395.［6］张顺先，张肖宁，魏建明，等.GA混凝土高温粘弹性变形的非线性本构模型［J］.重庆大学学报，2013，36（2）：92－95.［7］YANG X，YOU Z.New predictive equations for dynamic modulus and phase angle using a nonlinear least－squares regression model［J］.Journal of Materials in Civil Engineering，2014（10）：1061－1065. ［8］万涛涛.英国浇注式桥面铺装混合料MA优化设计［J］.中外公路，2012，32（6）：278－282.［9］王宏畅，李国芬.南京长江四桥浇注式沥青混凝土配合比设计研究［J］.公路，2012（8）：50－54.［10］孙立军.沥青路面结构行为理论［M］.北京：人民交通出版社，2005.。
5-31.5粗集料级配合成(2)
环境条件 温度18℃、 试验仪器
温度74%
温度18℃、 温度74% 标准筛、
温度18℃、 天平 温度74%
试验规程
JGJ 522006
含水率计算
盘+湿集料 质量（g）
1500.0
盘+干集料 质量（g）
1234.0
盘质量 （g）
8.0
含水率 (%)
21.7
>9.5mm颗粒 试验前质量
含量计算
（g）
1234.0
1383.0
盘质量 （g）
0.0
含水率 (%)
8.5
>9.5mm颗粒 试验前质量
含量计算
（g）
1383.0
>9.5mm颗粒质 量（g）
27.0
>9.5mm颗粒含 量（%）
2.0
筛孔尺寸（mm）
37.5 31.5 26.5 19.0 16.0
3
分计筛余质量（g） 0
# 第 分计筛余百分率（%） 0.0 大一 卵 次 累计筛余百分率（%） 0.0
试样总质量（g） 5594
含水率计算
盘+湿集料 质量（g）
1500.0
盘+干集料 质量（g）
1383.0
盘质量 （g）
20.0
含水率 (%)
8.6
>9.5mm颗粒 试验前质量
含量计算
（g）
1383.0
>9.5mm颗粒质 量（g）
56.0
>9.5mm颗粒含 量（%）
4.0
2
筛孔尺寸（mm）
#
分计筛余质量（g）
26.5 0
0.0 0.0 100
0 0.0 0.0 100
Superpave级配范围_许志鸿
沥青含量 % 317
最大理论密度 g·cm - 3 21559
空隙率 % 510
间隙率 % 1219
填隙率 % 5715
稳定度 kN 1415
流值 011 mm 2811
0140
317
21556
412
1114
6515
1518
2718
0145
317
21554
318
1111
6419
1314
3114
0150
Grada tion scope of Superpave
X U Z h i2hong , CH EN X ing 2w ei, L IU H ong , L I S hu 2m ing
(T he Key L abo ra to ry of Road and T raffic Engineering, M in istry of Educa tion, Shangha i 200092, Ch ina)
表 4 集料级配的控制点 Tab14 Key po in ts of aggrega te grada tion
筛孔 mm
下列最大标称尺寸 (mm ) 时控制点通过率 %
3715
2510
1910
1215
915
501000 371500 251000 191000
100 90～ 100
- 90
100 90～ 100
第 3 卷 第 3 期 2003 年 9 月
交通运输工程学报 Jou rnal of T raffic and T ran spo rtation Engineering
V o l13 N o 13 Sep. 2003
030901沥青配合比报告模板20160113【公路工程常用表格系列】
委托单位中国交通建设股份有限公司LBAMSG-3项目总承包管理部委托编号2015GLSGD016-8-1（LQHL）工程名称京新高速公路临河至白疙瘩段(阿盟境内)公路工程样品编号2015GLSGY016-8-001（XJL）2015GLSGY016-8-002（CJL）2015GLSGY016-8-003（CJL）2015GLSGY016-8-004（CJL）2015GLSGY016-8-005（CJL）2015GLSGY016-8-006（KF）2015GLSGY016-001（LQ）工程部位/用途沥青混凝土路面下面层样品名称细集料、粗集料、矿粉、沥青试验依据JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》判定依据委托方提供设计文件要求及JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》主要仪器设备及编号标准筛（JJL-1-1）、李氏比重瓶（JJL-9-1、JJL-9-2）、电子天平（TY-34-2）、电子天平（JTG-4）、洛杉矶磨耗仪（JJL-6）、压碎值试验仪（JJL-5）、砂当量试验仪（JJL-8）、细集料棱角性测定仪（JJL-10）、方孔筛（JJL-18）、自动沥青针入度仪（JLQ-1）、高低温水槽（JLQ-25）、烘箱（JLQ-3）、延度仪（JLQ-4）、软化点仪（JLQ-5）、闪点仪（JLQ-6）、沥青旋转薄膜烘箱（JLQ-8）、沥青蜡含量测定仪（JLQ-9）、沥青混合料拌和机(JLH-1)、浸水天平（JLH-2）、马歇尔电动击实仪（JLH-3）、马歇尔稳定度仪（JLH-4）、车辙试验仪（JLH-7）、轮碾成型仪（JLH-6）、冻融劈裂夹具（JLH-4-1）、冰箱（JG-193）、沥青混合料理论最大相对密度仪（JLH-11）、标准恒温水槽（JLQ-2）、秒表（JA-21-1）等型号规格AC-25C 生产单位集料：海旺实业矿粉：野能物资沥青：由委托方提供样品描述集料：干燥矿粉：无结团道路石油沥青：无杂质生产日期--代表数量-- 到样日期2015.8.24检测日期2015.8.24～2015.9.3 试验条件--配合比设计结果最佳毛体理论空隙饱和矿料间稳定度流值残留冻融劈动稳最大渗水沥青用量（%）积相对密度最大相对密度率（%）度（%）隙率（%）（kN）(mm) 稳定度（%）裂抗拉强度比（%）定度（次/mm）弯拉应变（με）系数（mL/min）马歇尔 3.7 2.4692.5864.5 64.6 12.813.883.2 83.2 78.9 2166 2474 0要求-- -- -- 4～6 55～70≥12.5≥8.01.5～4 ≥75 ≥70≥1200≥2300≤120配合比设计最终确定的矿料级配组成为： 19～31.5mm粗集料30%，9.5～19mm粗集料22%，4.75～9.5mm 粗集料14%，2.36～4.75mm粗集料6%，0～2.36mm细集料 24%，矿粉4.0%，最佳沥青用量为3.7%（折算油石比为3.8%）。
混凝土用碎石级配配合比设计
混凝土用碎石级配配合比设计摘要：耐久性混凝土中粗骨料颗粒级配的合理，对其性能有很大的影响。
而施工现场往往是采用二级或三级级配，分级采购，分级运输，分级堆放，分级计量，遇到现场工期紧，施工单位往往要求在最短的时间里得到配合比设计结果。
如何能快速准确的得到级配配比，试配法太过费时费力，规划求解法过于强调对计算机知识的掌握，而通过图解法，并借助计算机则能快速得出满足配比要求的连续级配碎石配比。
关键词：二级或三级级配碎石，合成级配，图解法Abstract: the durability of concrete coarse aggregate particle gradation of reasonable, its performance has very big effect. And construction site is often the level 2 or 3 gradation, grading purchasing, grading transportation, grading piled up, grading measurement, meet the tight time limit, construction units often required in the shortest possible time get the mix design. How to quickly and accurately get gradation ratio, try with law too time-consuming, planning method to put too much emphasis on the knowledge of computer to grasp, but through the graphic method, and with computer is able to meet the requirements of the fast draw ratio for gradation gravel ratio.Keywords: level 2 or 3 graded gravel, synthetic gradation, graphic method0 前言根据铁路混凝土用粗骨料应采用二级或三级级配，并应分级采购，分级运输，分级堆放，分级计量的要求。
钢渣沥青混合料路用性能及粗集料棱角性分析研究
钢渣沥青混合料路用性能及粗集料棱角性分析研究作者：王恩波王小冬侯博元来源：《粘接》2021年第10期摘要：为了研究钢渣对沥青混合料路用性能的影响，本文通过试验对比分析了以玄武岩和钢渣为粗集料时，AC-13和SMA-13两种沥青混合料的高温稳定性﹑低温抗裂性﹑水稳定性﹑抗滑性和动态流变性能，并由数字图像分析技术对比了SMA-13中玄武岩和钢渣颗粒的棱角性。
试验结果显示：钢渣对AC-13的高温稳定性起弱化作用，对SMA-13的高温稳定性起增强作用;钢渣对AC-13和SMA-13的低温抗裂性﹑水稳定性和抗滑性都起到明显的增强作用，且能提高两种沥青混合料在高温和低温时的车辙因子，改变沥青混合料的动态流变属性;相比于玄武岩颗粒，钢渣颗粒的棱角性更明显。
关键词：道路工程;钢渣沥青混合料;路用性能;动态流变性能;棱角性中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）10-0178-04Analysis and Research on Pavement Performance and Rough Aggregate Angularity of Steel Slag Asphalt MixtureWang Enbo1， Wang Xiaodong2， Hou Boyuan3（1. Shaanxi Polytechnic Institute， Xianyang 712000， China; 2. China United Northwest Institute for Engineering Design & Research Co.， Ltd.， Xi an 710082， China ; 3. Beijing Anjie Engineering Consulting Co.， Ltd.， Beijing 100037， China）Abstract：In order to study the influence of steel slag on the pavement performance of asphalt mixture， this paper compares and analyzes the high temperature stability， low temperature crack resistance， water stability， skid resistance and dynamic rheological properties of AC-13 and SMA-13 asphalt mixtures when basalt and steel slag are used as coarse aggregates through experiments，and by digital image analysis technology compared SMA-13 basalt and steel slag particles angularity. The results show that steel slag weakens the high temperature stability of AC-13 and enhances the high temperature stability of SMA-13， and steel slag enhances the low temperature anti-crack water stability and anti-slide property of AC-13 and SMA-13， the rutting factor of two kinds of asphalt mixture at high and low temperature can be improved， and the dynamic rheological property of asphalt mixture can be changed， compared with basalt particles， the angularity of steel slag particles is more obvious.Key words：road engineering; slag asphalt mixture; road performance; dynamic rheological performance; angularity0 前言钢渣是炼钢时产生的副产物，在我国每年的产量都维持在一亿吨作用，但其利用率仅为25%左右[1～3]，大量的废弃钢渣不仅占用了大量的土地，而且对环境造成了极大的污染[4～5]，因此如何合理利用钢渣对经济社会至关重要。
矿料配合比详解
D/16 D/8 D/4
D/2
dmax=D
100 P（%）
半对数坐标中为一曲线 50
0 D/256 D/64 D/16
D/4
lg D D
②最大密度曲线n幂公式 （泰波公式）
P
100
d
n
D
n——实验指数在0.3 ~ 0.7 之间
该公式给出了一个较好的骨料级配的实 际应用范围。
取ｎ=0.35、0.40、0.45、0.50、0.55时五种 级配组成见下表
整。 ③Excel电子表格法 该方法利用试算法原理，可根据矿料级
配曲线及时作出试算和调整，直到满足 要求。（该方法在此省略）
（2）图解法
修正平衡面积法 图解法步骤：
假设有A、B、C、D四种规格的矿质集 料和已知的工程级配要求范围。
通过筛分析已知它们各自的通过百分 率（%）。
用修正平衡面积法求出满足工程级配 要求的矿质混合料配合比。
（四）矿质混合料的组成设计
1.级配理论
（1）级配曲线
①连续级配曲线 定义—— 是一种各级粒径颗粒均有，由
大到小且相互有一定比例关系的平滑曲 线。 横坐标用粒径尺寸的对数表示——lgdi 纵坐标用通过百分率Pi（%）表示，常用 坐标。
P(%)通过率 100
连续级配曲线
0
粒径尺寸 lg d
筛分析参数：
级配曲线的调整方法：
应使0.075mm（控制矿粉量）、2.36mm （控制细集料量）、4.75mm（控制粗集 料量）筛孔在内的较多筛孔的通过百分 率接近工程设计级配要求值。
对交通量大、轴载重的公路，宜偏向级 配范围的下（粗）限；对中小交通量或 人行道路等宜偏向级配范围的上（细） 限。
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
颗粒级配曲线
颗粒级配曲线颗粒级配曲线是根据颗分试验成果绘制的曲线，采用对数坐标表示，横坐标为粒径，纵坐标为小于（或大于）某粒径的土重（累计百分）含量。
它反映了土中各个粒组的相对含量，是直观反映泥沙样品颗粒级配组成的几何图形,也是计算有关特征值和资料整编的重要依据，根据颗粒级配曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。
1．1 土的生成土是岩石经风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程，在复杂的自然环境中所生成的各类松散沉积物。
在漫长的地质历史中，地壳岩石在相互交替的地质作用下风化、破碎为散碎体，在风、水和重力等作用下，被搬运到一个新的位置沉积下来形成“沉积土”。
风化作用与气温变化、雨雪、山洪、风、空气、生物活动等(也称为外力地质作用)密切相关，一般分为物理风化、化学风化和生物风化三种。
由于气温变化，岩石胀缩开裂、崩解为碎块的属于物理风化，这种风化作用只改变颗粒的大小与形状，不改变原来的矿物成分，形成的土颗粒较大，称为原生矿物；由于水溶液、大气等因素影响，使岩石的矿物成分不断溶解水化、氧化、碳酸盐化引起岩石破碎的属于化学风化，这种风化作用使岩石原来的矿物成分发生改变，土的颗粒变的很细，称为次生矿物；由于动、植物和人类的活动使岩石破碎的属于生物风化，这种风化作用具有物理风化和化学风化的双重作用。
土是自然、历史的产物。
土的自然性是指土是由固相(土粒)、液相(粒间孔隙中的水)和气相(粒间孔隙中的气态物质)组成的三相体系。
相对于弹性体、塑性体、流体等连续体，土体具有复杂的物理力学性质，易受温度、湿度、地下水等天然环境条件变动的影响。
土的历史性是指天然土层的物理特征与土的生成过程有关，土的生成所经历的地质历史过程以及成因对天然土层性状有重要的影响。
在地质学中，把地质年代划分为五大代(太古代、元古代、古生代、中生代和新生代)，每代又分若干纪，每纪又分若干世。
上述“沉积土”基本是在离我们最近的新生代第四纪(Q)形成的，因此我们也把土称为“第四纪沉积物”。