04讲—矿质混合料组成设计解析
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交通与汽车工程学院 2020/3/7
碎石
砂
分计筛余% 分计筛余%
0.8
——
60.0
——
23.5
10.5
14.4
22.1
1.3
19.4
——
36.0
——
7.0
——
3.0
---
2.0
矿粉 分计筛余
—— —— —— —— 4.0 4.0 5.5 3.2 83.3
交通工程专业
要求级配范 围通过率%
100 63-78 40-63 30-53 22-45 15-35 12-30 10-25
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交通工程专业
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矿质混合料组成设计
步骤3：计算B集料在矿质混合料中的用量Y
Y 100 X Z
a 步骤4：校核调整 可按如下公式计算合成矿质混合料的分计筛余： M (i)
aA(i) X aB(i)Y aC (i) Z aM (i)
P 也可按如下公式计算矿质混合料的合成通过百分率： M (i)
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交通工程专业
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矿质混合料组成设计
试算法案例分析：
现有碎石、砂和矿粉三种集料，经筛析试验各 集料的分计筛余百分比如下表，并按推荐要求 设计混合料的级配范围，试求碎石、砂、矿粉 在要求级配混合料中的用量比例。
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矿质混合料组成设计
集料C
aC (i)
Z
混合料M
aM (i)
某一级粒径要 求的含量为
交通工程专业
8
矿质混合料组成设计
3.计算步骤
步骤1：计算A集料在矿质混合料中的用量X 首先确定在A集料中占优势的含量的某一粒径，忽略其它 集料在此粒径的含量。
aA(i) X aB(i)Y aC(i)Z aM (i)
X aM (i) 100 a A(i)
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矿质混合料组成设计
步骤2：计算C集料在矿质混合料中的用量Z 同理，在计算C集料用量时，先确定C集料中占优势的某一 粒径，而忽略A、C集料中同一粒径的含量。
aA(i) X aB(i)Y aC(i)Z aM (i)
Z aM ( j ) 100 aC( j)
PA(i) X PB(i)Y PC (i)Z PM (i)
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矿质混合料组成设计
调整配合比后还要重新进行校核，直至符合要求为止。 如经计算后确不能满足级配要求时，可掺加单粒级集料 或调换其它集料。
注意： ①在实际组成设计中，可根据集料的级配情况，具体选择 各集料的先后顺序； ②当集料超过三种时，方程中的未知数将增加，按上述原 理重复步骤1和步骤2
筛孔尺 寸mm
15 5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16 0.08 <0.08
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碎石分 砂分计
计筛余% 筛余%
0.8
——
60.0
——
23.5
10.5
14.4
22.1
1.3
19.4
——
36.0
——
7.0
——
3.0
---
2.0
交通工程专业
矿粉分 计筛余 —— —— —— ——
16
矿质混合料组成设计
（3）将累计筛余百中值换算为分计筛余中值
M（i） （％）
筛孔 尺寸 mm
15
碎石 分计 筛余
%
砂分 计筛 余%
矿粉分 计筛余
0.8 —— ——
要求级配范 围通过率%
100
5 60.0 —— ——
范围较大，而天然或人工轧制的一种集料往往仅有几种粒
径尺寸的颗粒组成，难以满足工程对某一混合料的目标设
计级配范围的要求，因此需要将两种或两种以上的集料配
合使用。
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矿质混合料组成设计
2、矿质混合料组成设计的两个已知条件 （1）集料的筛析试验结果 （2）设计要求、技术规范（或理论计算）所规定的 矿质混合料级配范围
----
通过率 中值 --
15
矿质混合料组成设计
A（i）
（2）将级配范围的通过率中值换算为累计筛余百中值 （％）
筛孔尺寸
碎石
砂
矿粉
mm
分计筛余% 分计筛余% 分计筛余
15
0.8
5
60.0
2.5
23.5
1.25
14.4
0.63பைடு நூலகம்
1.3
0.315
——
0.16
——
0.08
——
<0.08
---
交通与汽车工程学院 2020/3/7
交通与汽车工程学院 2020/3/7
道路建筑材料
主讲教师：李慧
交通工程专业
西华大学 交通与汽车工程学院 交通运输系交通工程教研室
1
混合料组成设计
交通与汽车工程学院
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交通工程专业
2
矿质混合料组成设计
一、矿质混合料组成设计概述 1、矿质混合料组成设计的作用
在水泥混凝土或沥青混合料中，所用集料颗粒的粒径尺寸
4.0 4.0 5.5 3.2 83.3
要求级配范 围通过率%
100 63-78 40-63 30-53 22-45 15-35 12-30 10-25
---
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矿质混合料组成设计
计算分析：
P（i）
（1）将矿质混合料规定的级配范围通过率换算为通过率中（％值）
筛孔尺寸 mm 15 5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16 0.08 <0.08
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矿质混合料组成设计
2．两点假设
假设1
集料A X
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集料B
Y
X+Y+Z=100 混合料M
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集料C Z
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矿质混合料组成设计
假设2：
集料A
a A (i)
X
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集料B
aB (i)
Y
aA(i) X aB(i)Y aC (i)Z aM (i)
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4
矿质混合料组成设计
一、矿料配合比设计方法
配合比 设计方法
数解法 图解法
试算法 线性规划法
矩形法 三角形法 平衡面积法
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矿质混合料组成设计
（一）．数解法——试算法 1.基本原理：
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—— —— 10.5 22.1 19.4 36.0 7.0 3.0 2.0
—— —— —— —— 4.0 4.0 5.5 3.2 83.3
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要求级配 范围通过
率% 100
63-78 40-63
30-53 22-45 15-35 12-30 10-25
通过率 中值
级配范围累 计筛余中值
70.5 51.5 41.5 33.5 25.0 21.0 17.5
碎石
砂
分计筛余% 分计筛余%
0.8
——
60.0
——
23.5
10.5
14.4
22.1
1.3
19.4
——
36.0
——
7.0
——
3.0
---
2.0
矿粉 分计筛余
—— —— —— —— 4.0 4.0 5.5 3.2 83.3
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要求级配范 围通过率%
100 63-78 40-63 30-53 22-45 15-35 12-30 10-25
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矿质混合料组成设计
步骤3：计算B集料在矿质混合料中的用量Y
Y 100 X Z
a 步骤4：校核调整 可按如下公式计算合成矿质混合料的分计筛余： M (i)
aA(i) X aB(i)Y aC (i) Z aM (i)
P 也可按如下公式计算矿质混合料的合成通过百分率： M (i)
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矿质混合料组成设计
试算法案例分析：
现有碎石、砂和矿粉三种集料，经筛析试验各 集料的分计筛余百分比如下表，并按推荐要求 设计混合料的级配范围，试求碎石、砂、矿粉 在要求级配混合料中的用量比例。
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矿质混合料组成设计
集料C
aC (i)
Z
混合料M
aM (i)
某一级粒径要 求的含量为
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8
矿质混合料组成设计
3.计算步骤
步骤1：计算A集料在矿质混合料中的用量X 首先确定在A集料中占优势的含量的某一粒径，忽略其它 集料在此粒径的含量。
aA(i) X aB(i)Y aC(i)Z aM (i)
X aM (i) 100 a A(i)
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矿质混合料组成设计
步骤2：计算C集料在矿质混合料中的用量Z 同理，在计算C集料用量时，先确定C集料中占优势的某一 粒径，而忽略A、C集料中同一粒径的含量。
aA(i) X aB(i)Y aC(i)Z aM (i)
Z aM ( j ) 100 aC( j)
PA(i) X PB(i)Y PC (i)Z PM (i)
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矿质混合料组成设计
调整配合比后还要重新进行校核，直至符合要求为止。 如经计算后确不能满足级配要求时，可掺加单粒级集料 或调换其它集料。
注意： ①在实际组成设计中，可根据集料的级配情况，具体选择 各集料的先后顺序； ②当集料超过三种时，方程中的未知数将增加，按上述原 理重复步骤1和步骤2
筛孔尺 寸mm
15 5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16 0.08 <0.08
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碎石分 砂分计
计筛余% 筛余%
0.8
——
60.0
——
23.5
10.5
14.4
22.1
1.3
19.4
——
36.0
——
7.0
——
3.0
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2.0
交通工程专业
矿粉分 计筛余 —— —— —— ——
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矿质混合料组成设计
（3）将累计筛余百中值换算为分计筛余中值
M（i） （％）
筛孔 尺寸 mm
15
碎石 分计 筛余
%
砂分 计筛 余%
矿粉分 计筛余
0.8 —— ——
要求级配范 围通过率%
100
5 60.0 —— ——
范围较大，而天然或人工轧制的一种集料往往仅有几种粒
径尺寸的颗粒组成，难以满足工程对某一混合料的目标设
计级配范围的要求，因此需要将两种或两种以上的集料配
合使用。
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3
矿质混合料组成设计
2、矿质混合料组成设计的两个已知条件 （1）集料的筛析试验结果 （2）设计要求、技术规范（或理论计算）所规定的 矿质混合料级配范围
----
通过率 中值 --
15
矿质混合料组成设计
A（i）
（2）将级配范围的通过率中值换算为累计筛余百中值 （％）
筛孔尺寸
碎石
砂
矿粉
mm
分计筛余% 分计筛余% 分计筛余
15
0.8
5
60.0
2.5
23.5
1.25
14.4
0.63பைடு நூலகம்
1.3
0.315
——
0.16
——
0.08
——
<0.08
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道路建筑材料
主讲教师：李慧
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1
混合料组成设计
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2
矿质混合料组成设计
一、矿质混合料组成设计概述 1、矿质混合料组成设计的作用
在水泥混凝土或沥青混合料中，所用集料颗粒的粒径尺寸
4.0 4.0 5.5 3.2 83.3
要求级配范 围通过率%
100 63-78 40-63 30-53 22-45 15-35 12-30 10-25
---
14
矿质混合料组成设计
计算分析：
P（i）
（1）将矿质混合料规定的级配范围通过率换算为通过率中（％值）
筛孔尺寸 mm 15 5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16 0.08 <0.08
交通工程专业
6
矿质混合料组成设计
2．两点假设
假设1
集料A X
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集料B
Y
X+Y+Z=100 混合料M
交通工程专业
集料C Z
7
矿质混合料组成设计
假设2：
集料A
a A (i)
X
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集料B
aB (i)
Y
aA(i) X aB(i)Y aC (i)Z aM (i)
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4
矿质混合料组成设计
一、矿料配合比设计方法
配合比 设计方法
数解法 图解法
试算法 线性规划法
矩形法 三角形法 平衡面积法
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5
矿质混合料组成设计
（一）．数解法——试算法 1.基本原理：
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—— —— 10.5 22.1 19.4 36.0 7.0 3.0 2.0
—— —— —— —— 4.0 4.0 5.5 3.2 83.3
交通工程专业
要求级配 范围通过
率% 100
63-78 40-63
30-53 22-45 15-35 12-30 10-25
通过率 中值
级配范围累 计筛余中值
70.5 51.5 41.5 33.5 25.0 21.0 17.5