13矿质混合料的组成设计zyz

1.3 矿质混合料的组成设计
1.3.2.2 图解法—修正平衡面积法
2020/10/18
1.3 矿质混合料的组成设计
1.3.3、矿质混合料的配合比设计例题
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小结与习题
本章小结
本章介绍了石料的岩石学特征、阐述 石料与集料的主要技术性能及主要评 价方法和评价指标；讨论集料的级配 概念和级配理论，并以此为基础，学 习矿料的配合比设计方法。通过学习， 要求学生了解石料和集料的技术性质 和技术标准，掌握级配理论和组成设 计方法。
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（2）级配参数
分计筛余百分率ai—某号筛上的筛余质量占试样总质量百分 率
ai=mi/m×100
累计筛余百分率Ai—某号筛上的分计筛余百分率和大于该 号筛的各筛分计筛余百分率之总和
Ai =a1＋a2＋……ai
通过百分率pi —通过某号筛的试样质量占试件总质量的百 分率，即100与某号筛累计筛余百分率之差。
❖ 最小空隙率：达到最大密实度 ❖ 最大摩阻力：
*增加集料的稳定性和强度； *互相嵌紧、互不干涉，紧密多级空间网络骨架结构。
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1.3 矿质混合料的组成设计
1.3.1.3连续级配的计算
（1）最大密度级配计算公式——富勒理论（最大密度 曲线）
P=k·d
当d=D时，p=100→1002=k·D → p 100
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1.3 矿质混合料的组成设计
2）计算过程
已知：集料 A + B + C
⑴ 准备工作：Pi→Ai→ai ;
参数
集料A 集料B
→ M 混合料
集料C
混合料M
筛孔i的分计筛余/%
aA(i)
aB(i)
aC(i)
aM(i)
在混合料中的比例/%
X
Y
Z
100
⑵ 计算方程：
X＋Y＋Z＝100
(1)
d=i时： X .aA(i) + Y .aB(i) +Z .aC(i) ＝aM(i)
集料在矿质混合料中的合理比例。
必备的已知条件：各档集料的级配组成和矿质混合料 的设计级配范围。
1.3.1、矿质混合料的级配
级配：集料中各组成颗粒的分级和搭配称为级配，通过筛 分试验确定。
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1.3 矿质混合料的组成设计
1.3.1.1级配的表示方法 （1）标准套筛
标准套筛指形状和尺寸规格符合要求的系列样品筛，标
掌握细度模数计算
1.3 矿质混合料的组成设计
1.3.1.2级配组成对矿料性能的影响 （1）级配曲线类型
标准套筛wk.baidu.com形状和尺寸规格符合要求的系列样品筛，标
准筛以方孔筛为准。
连续级配：级配曲线光滑，每一种尺寸的集料都有 间断级配：缺少一个或几个分级颗粒，曲线是非连续的、
中间折断的曲线。
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准筛以方孔筛为准。
70 63 53 37.5 31.5 26.5 19 16
单位(mm) 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2
沥青路面及各类基层用粗细集料的界限4.75mm,水泥混凝土 用粗细集料的界限为2.36mm。
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1.3 矿质混合料的组成设计
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好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午8时8分11秒 下午8时 8分20:08:1120.10.18
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月18日 星期日8时8分11秒Sunday, October 18, 2020
基本原理：将几种已知级配的集料配制成满足目标级配要 求的矿质混合料。
试算法计算步骤： ① 建立基本计算方程 ② 基本假设 。 ③ 计算。 ④ 校核调整。
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1.3.2.1 数解法——试算法
需要根据集料的分计筛余进行计算
1）基本假定
❖ 某一粒径的颗粒由一种集料提供，其它集料中不含此 粒径的颗粒 ❖ 该粒径的颗粒在该集料中是占优势的
1）绘制图解法坐标图
⑴ 计算设计级配范围中值 ⑵ 绘制图框并作对角线（为设计级配中值） ⑶ 确定纵坐标： 通过百分率（％）——算术坐标 ⑷ 确定横坐标：根据设计级配中值P→d，确定筛孔尺寸位置 ⑸ 将各种集料的级配（通过量）绘在图中
2）确定各集料的用量 3）合成级配的校核与调整
⑴ 计算合成级配：Pm(i)=Σ Pj(i)·Xj ⑵ 调整：合成级配曲线应尽可能光滑；靠近级配范围中值线
(2)
1.3 矿质混合料的组成设计
⑶ 确定各集料用量
步骤1：计算A集料在矿质混合料中的用量X 确定A集料中占优势含量的粒径：
A集料中含量占优势粒径 i=4.75mm: aA(4.75) =49.9% 忽略其它集料在此粒径含量
aB(i) =0、aC(i) =0，代入式（1）
A集料用量X为：
X aM(i) 100% aM(4.75) 100% 21.0 100% 42.1%
pi =100-Ai
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1.3 矿质混合料的组成设计
（3）集料级配曲线的绘制 ① 作图：纵坐标为通过百分率p (％)常数坐标,横坐标为筛
孔尺寸(mm) ② 注意：坐标单位 注明不同曲线意义
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1.3 矿质混合料的组成设计
（4）天然砂的细度模数
用于评价细集料粗细程度的指标，是细集料筛分试验中各 号筛上的累计筛余百分率之和
d D
式中：P—集料颗粒在筛孔尺寸d上的通过百分率，%；
d — 集料中颗粒的筛孔尺寸，mm；
D— 集料最大粒径，mm ； k—统计参数
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1.3 矿质混合料的组成设计
（2）级配曲线范围公式——泰波公式（最大密度曲线 n幂公式） p ( d )n 100
D
式中： n—级配指数 n=0.45～0.5密实度最大 n=0.3～0.7密实度尚可 n=0.35～0.45工作性较好
（工艺性能）
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1.3.2、矿质混合料的配合比设计方法
设计方法：数解法和图解法。 已知条件： ① 各种集料的级配参数； ② 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。
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1.3 矿质混合料的组成设计
1.3.2.1 数解法
aA(i)
a A(4.75)
49.9
1.3 矿质混合料的组成设计
步骤②： 计算C集料在矿质混合料中的用量Z
❖ 确定C料中占优势的粒径 C集料中含量占优势粒径为: j<0.075mm aZ(<0.075mm) =85.3%
❖ 忽略A、C集料同一粒径含量: aA(j) =0、aB(j) =0
❖ C料用量Z为：
《道路工程材料》第一篇
第三节 矿质混合料的 组成设计
哈尔滨工业大学（威海）土木工程系
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张英姿
第三节 矿质混合料的组成设计
矿质混合料的级配 矿质混合料的配合比设计方法 矿质混合料配合比设计例题
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1.3 矿质混合料的组成设计
设计的目的 根据设计级配范围的要求，确定不同粒径的各档
Mf — 砂的细度模数； A4.75 , A2.36,… A0.15 —分别为4.75mm、2.36mm、…0.15mm各筛的 累计筛余百分率，%
1.3 矿质混合料的组成设计
（4）天然砂的细度模数
细度模数愈大，表示细集料愈粗。
砂按细度模数分为粗、中、细三种规格，相应的细度模数分别为： 粗砂 Mf = 3.7～3.1；中砂Mf = 3.0 ～ 2.3；细砂Mf = 2.2～1.6
X .PA(i) + Y .PB(i) +Z .PC(i)＝PM(i)
要求： ①合成级配aM(i) 或PM(i) 应在规定的级配范围内 ②调整配合比后还应重新进行校核，直至符合要求为止 ③经调整后仍不能满足级配要求时，可掺加单粒级集料或
调换集料
1.3 矿质混合料的组成设计
1.3.2.2 图解法——修正平衡面积法 按通过百分率计算并制图
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.1820.10.18Sunday, October 18, 2020
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。20:08:1120:08:1120:0810/18/2020 8:08:11 PM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.1820:08:1120:08Oc t-2018- Oct-20
1.3 矿质混合料的组成设计
1.3.1.2级配组成对矿料性能的影响 （1）级配曲线类型
2020/10/18
1.3 矿质混合料的组成设计
1.3.1.2级配组成对矿料性能的影响 （2）级配组成与矿料空隙率和内摩阻力的关系
矿质混合料的级配组成与其密实度与颗粒间内摩阻力之 间关系密切，对水泥砼或沥青混合料的强度、耐久性及 施工和易性有着显著影响。
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作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月18日星期 日8时8分11秒20:08:1118 October 2020
Z aM(j) 100% aM(0.075) 100% 6.0 100% 7.0%
aZ(j)
a Z(0.075)
83.5
步骤③： 计算B集料在矿质混合料中的用量Y
由公式(2) ：Y＝100－(X＋Z）＝100－(42.1＋7.0）＝50.9%
1.3 矿质混合料的组成设计
⑷ 校核调整
计算合成矿质混合料的通过百分率PM(i) ——合成级配