规划求解在石屑混凝土集料级配中的应用研究
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配和粒 形 的影 响 比较大 。
在 Ｅｃｌ 一个规划求解问题有三个部分组 ｘｅ 中， 成， 它们是 ：１ 可变单元格， （） 表示实际问题中有待 于解决的未知因素 ， 代表规划求解 的方案；２ 目标 （）
单元格 ， 表示规 划求解要达到 的最终 目标 ， 如求 最小 成本 、 最大利润 等 ， 它与可变单元格 必须有直接 或间
渗透性能更强 。 关键词 ： 石屑混凝土 ；集料级配 ；规 划求解 ；最大密度 曲线理论 中圈分类号 ： ４ ４ Ｕ １ 文献标识码 ： Ａ
Ｏ 引言
石 屑混凝 土 是 一 种 新 型 的绿 色 混 凝 土 ， 是 它
ｌ 规 划求解在集料级配 中的应用
１１ 规划 求解 简介 ．
接的联 系；３ 约束条件 ， （） 即对未知 因素 的限制条 件， 规划求解是否有解和约束条件有着密切的关系， 它对可变单元格中的值起着直接的限制作用 。 ］ 打开 Ｍ ｃ ｓ ｔ ｘｅ 后点击工具栏 ， ｉ ｏ ｆＥ ｃｌ ｒ ｏ 察看计算 机是否加载了“ 规划求解” 工具 ， 如果没加载， 可按 “ 工具 一 加载宏 一 规划求解” 进行安装 。 １２ 建立 原始 数据计 算表 ．
１ ２ １ 最 大密度 曲线理论 ． ．
良好的颗粒级配可减少集 料孔隙率 ， 降低水 泥用量 ， 提高混凝土 的和易性 、 密实度 、 度和耐 强 久性。目前集料级 配优化设 计的方法有 图解 法、
数值法 、 规划求解法等 ， 其中图解法和数值法在 以 往 用得 比较 多 ， 这 两 种 方 法 的缺 点 都 需 要 反 复 但
值 输入 表 １ 。 合成 混 合料 的筛分 通过 量计算 公 式为 ：
Ｅ ＝（ ３ ３ ３ ／ ０ ， ＝ ５， Ｂ ×Ｂ ＋Ｃ ×Ｃ ＋Ｄ ×Ｄ ） １ ０ ｉ ４， ６，
…
图 １ 规 划 求解 参数 设 置
设 置 ３ Ｃ 、 ３为 “ 变 单 元 格 ” 即 各 集 料 、３ Ｄ 可 ， 在合 成混 合 料 中 的质 量 百 分 Ｅ ， 我 们 所 要 得 到 匕是
作 者简 介 ： 丁新榜 （９４ ）男 ， １８ 一 ， 河南南 阳人 ， 工学硕 士。Ｅ— ａ ： ｄ０２＠ １３ｃｒ ｍ ｉ ｃｑ９７ ６ ．ｏ ． ｌ ｎ
・
４ ・ ９
２ １ 年第 ３期 ０１
广东 公路 交通
总第 １７期 １
通 常情况 下 ｎ： ． ０ ７ 当 ｎ＝ ． ０ ３～ ． ， ０ ５时 ， 即为 Ｆ ｌｒ ｕｅ 曲线 ，ｔ ｌ Ｅ本认 为 ｎ＝ ．５～ ．５ 美 国将 ｎ＝ ０ ３ ０４ ，
集料 的质 量百分 比。
／ ％ ） （ ；
Ｐｄ＝０×昔ｌ （） １ Ｉ ０
、 一 ，
式 中： ｄ 一基 准 级 配 某 一 级 的筛 分 通 过 量 Ｐ（ ）
ｄ —Ｐ（ ） ｄ 对应 的集 料粒 径／ ｍｍ； Ｄ 基 准级 配设 计 的 最 大粒 ￣＿ｍ 本 文 设 一 ／ ｍ， 计 为 ２ ．ｒ ６５ ｍ； ａ ｎ 递减 系数 。 一
达为：
， ， 、 ，
作简单 、 求解变量多 、 整参 Biblioteka Baidu容易 、 调 适用 范 围广 等优点 。
本文以集料连续级配的最大密度曲线理论为 依据 ， 通过 ｎ 法一泰波 Ａ Ｎ法计算 出基准级配 ， ． 采 用三种集 料 （ 两种碎石 、 一种 石屑 ） 通过规 划求 ， 解， 利用合成后 的混合集料 的级配 与基准级配 的 标准差最小的原理 ， 求得合成混合集 料 中各原始
采用采石 场碎 石生 产 中的副 产 品 （ 径一 般 在 粒 ５ ｍ以下 的筛余物） ｒ ａ ——石屑代 替砂制作的混凝 土。多数石 屑表面粗糙 ， 有尖 锐棱角 ， 带 颗粒 级 配、 粒形不理想 ， 粗颗粒 和细颗粒含量较多 ， 中 而 间颗粒含量 较少 ， 其筛分 曲线基本偏离混凝 土用 砂的级配区间， 且不同产地 、 同材质、 同工艺 、 不 不 不 同设备的石屑的颗粒级配和粒形都 有明显 的区 别， 这都导致石屑混凝土 的性能受集料 的颗 粒级
的绘图或多次计算 ， 工作量非常大， 却达不到满意 的效果 ¨ ， Ｊ而规划求解法 能很好地解决 上述两种 方法中存在的不足 ， 并且具有 速度快 、 精度 高 、 操
以 Ｆｌ ｒ 代 表 ， 最 大 密 实 度 这 一 观 点 出 ｕｌ 为 ｅ 从
发， 认为颗粒级配曲线越接 近抛物线 ， 则密实度越 大， 常用计算方法是 法一泰波 Ａ Ｎ法， ． 其通式表
２ １ 年第 ３ ０１ 期
广 ｎ 公 ｎ ｕ 通 Ｇ ａｇ ｏｇＧ 路Ｌ ａＴｎ ｕｎＤ东 ｏｇ交Ｊ ｏｏｇ ｉ
总第 １７期 １
文章编 号 ：６ １— ６ ９ ２ １ ）３— ０ ９— ３ １７ ７ １ （ ０ １ ０ ０ ４ ０
规 划 求 解 在 石 屑 混 凝 土 集 料 级 配 中 的应 用 研 究
０４ 作为制定基准级配的依据。 ．５ 在细集料中， 屑不 同于天然河砂 ， 石 其表面粗 糙， 多棱角 ， 机械 啮合力 比较强 ， 颗粒之 间的摩擦 力相对较大 ， 石粉含量多， 这些特性都会导致 ｎ值 有 所变化 。笔者根 据 比较大 量 的 石 屑集 料 试 配 实 验结果 ， 推算 出 ｎ ０６ 。 ＝ ．５ １２２ 在 Ｅｃｌ ．． ｘｅ 中输入 基本 数据 。 将三种 已知集料的实 际筛分数据和基准级配
丁新榜 ，谭世霖 ，蒋 雪琴 ，周启源
（ 广东省航盛建设集 团有限公司 ， 广州 ５ １４ ） １４ ２ 摘要 ： 以最 大密度 曲线理论 为依据 ， 利用规划求解方法对石屑混凝土集料级配进行优化设计 ， 并检验 了优化后集 料级配在石屑混凝土 中的应用效果 。研究结果表 明， 规划求解不但求解速度 快、 精度高 、 操作 简单 、 求解 变量多 、 调整参数易 、 用范围广 ， 适 并且 由它优化的集料级配能使石屑混 凝土 的工 作性能 更好 、 压强 度更高 、 氯离子 抗 抗
在 Ｅｃｌ 一个规划求解问题有三个部分组 ｘｅ 中， 成， 它们是 ：１ 可变单元格， （） 表示实际问题中有待 于解决的未知因素 ， 代表规划求解 的方案；２ 目标 （）
单元格 ， 表示规 划求解要达到 的最终 目标 ， 如求 最小 成本 、 最大利润 等 ， 它与可变单元格 必须有直接 或间
渗透性能更强 。 关键词 ： 石屑混凝土 ；集料级配 ；规 划求解 ；最大密度 曲线理论 中圈分类号 ： ４ ４ Ｕ １ 文献标识码 ： Ａ
Ｏ 引言
石 屑混凝 土 是 一 种 新 型 的绿 色 混 凝 土 ， 是 它
ｌ 规 划求解在集料级配 中的应用
１１ 规划 求解 简介 ．
接的联 系；３ 约束条件 ， （） 即对未知 因素 的限制条 件， 规划求解是否有解和约束条件有着密切的关系， 它对可变单元格中的值起着直接的限制作用 。 ］ 打开 Ｍ ｃ ｓ ｔ ｘｅ 后点击工具栏 ， ｉ ｏ ｆＥ ｃｌ ｒ ｏ 察看计算 机是否加载了“ 规划求解” 工具 ， 如果没加载， 可按 “ 工具 一 加载宏 一 规划求解” 进行安装 。 １２ 建立 原始 数据计 算表 ．
１ ２ １ 最 大密度 曲线理论 ． ．
良好的颗粒级配可减少集 料孔隙率 ， 降低水 泥用量 ， 提高混凝土 的和易性 、 密实度 、 度和耐 强 久性。目前集料级 配优化设 计的方法有 图解 法、
数值法 、 规划求解法等 ， 其中图解法和数值法在 以 往 用得 比较 多 ， 这 两 种 方 法 的缺 点 都 需 要 反 复 但
值 输入 表 １ 。 合成 混 合料 的筛分 通过 量计算 公 式为 ：
Ｅ ＝（ ３ ３ ３ ／ ０ ， ＝ ５， Ｂ ×Ｂ ＋Ｃ ×Ｃ ＋Ｄ ×Ｄ ） １ ０ ｉ ４， ６，
…
图 １ 规 划 求解 参数 设 置
设 置 ３ Ｃ 、 ３为 “ 变 单 元 格 ” 即 各 集 料 、３ Ｄ 可 ， 在合 成混 合 料 中 的质 量 百 分 Ｅ ， 我 们 所 要 得 到 匕是
作 者简 介 ： 丁新榜 （９４ ）男 ， １８ 一 ， 河南南 阳人 ， 工学硕 士。Ｅ— ａ ： ｄ０２＠ １３ｃｒ ｍ ｉ ｃｑ９７ ６ ．ｏ ． ｌ ｎ
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４ ・ ９
２ １ 年第 ３期 ０１
广东 公路 交通
总第 １７期 １
通 常情况 下 ｎ： ． ０ ７ 当 ｎ＝ ． ０ ３～ ． ， ０ ５时 ， 即为 Ｆ ｌｒ ｕｅ 曲线 ，ｔ ｌ Ｅ本认 为 ｎ＝ ．５～ ．５ 美 国将 ｎ＝ ０ ３ ０４ ，
集料 的质 量百分 比。
／ ％ ） （ ；
Ｐｄ＝０×昔ｌ （） １ Ｉ ０
、 一 ，
式 中： ｄ 一基 准 级 配 某 一 级 的筛 分 通 过 量 Ｐ（ ）
ｄ —Ｐ（ ） ｄ 对应 的集 料粒 径／ ｍｍ； Ｄ 基 准级 配设 计 的 最 大粒 ￣＿ｍ 本 文 设 一 ／ ｍ， 计 为 ２ ．ｒ ６５ ｍ； ａ ｎ 递减 系数 。 一
达为：
， ， 、 ，
作简单 、 求解变量多 、 整参 Biblioteka Baidu容易 、 调 适用 范 围广 等优点 。
本文以集料连续级配的最大密度曲线理论为 依据 ， 通过 ｎ 法一泰波 Ａ Ｎ法计算 出基准级配 ， ． 采 用三种集 料 （ 两种碎石 、 一种 石屑 ） 通过规 划求 ， 解， 利用合成后 的混合集料 的级配 与基准级配 的 标准差最小的原理 ， 求得合成混合集 料 中各原始
采用采石 场碎 石生 产 中的副 产 品 （ 径一 般 在 粒 ５ ｍ以下 的筛余物） ｒ ａ ——石屑代 替砂制作的混凝 土。多数石 屑表面粗糙 ， 有尖 锐棱角 ， 带 颗粒 级 配、 粒形不理想 ， 粗颗粒 和细颗粒含量较多 ， 中 而 间颗粒含量 较少 ， 其筛分 曲线基本偏离混凝 土用 砂的级配区间， 且不同产地 、 同材质、 同工艺 、 不 不 不 同设备的石屑的颗粒级配和粒形都 有明显 的区 别， 这都导致石屑混凝土 的性能受集料 的颗 粒级
的绘图或多次计算 ， 工作量非常大， 却达不到满意 的效果 ¨ ， Ｊ而规划求解法 能很好地解决 上述两种 方法中存在的不足 ， 并且具有 速度快 、 精度 高 、 操
以 Ｆｌ ｒ 代 表 ， 最 大 密 实 度 这 一 观 点 出 ｕｌ 为 ｅ 从
发， 认为颗粒级配曲线越接 近抛物线 ， 则密实度越 大， 常用计算方法是 法一泰波 Ａ Ｎ法， ． 其通式表
２ １ 年第 ３ ０１ 期
广 ｎ 公 ｎ ｕ 通 Ｇ ａｇ ｏｇＧ 路Ｌ ａＴｎ ｕｎＤ东 ｏｇ交Ｊ ｏｏｇ ｉ
总第 １７期 １
文章编 号 ：６ １— ６ ９ ２ １ ）３— ０ ９— ３ １７ ７ １ （ ０ １ ０ ０ ４ ０
规 划 求 解 在 石 屑 混 凝 土 集 料 级 配 中 的应 用 研 究
０４ 作为制定基准级配的依据。 ．５ 在细集料中， 屑不 同于天然河砂 ， 石 其表面粗 糙， 多棱角 ， 机械 啮合力 比较强 ， 颗粒之 间的摩擦 力相对较大 ， 石粉含量多， 这些特性都会导致 ｎ值 有 所变化 。笔者根 据 比较大 量 的 石 屑集 料 试 配 实 验结果 ， 推算 出 ｎ ０６ 。 ＝ ．５ １２２ 在 Ｅｃｌ ．． ｘｅ 中输入 基本 数据 。 将三种 已知集料的实 际筛分数据和基准级配
丁新榜 ，谭世霖 ，蒋 雪琴 ，周启源
（ 广东省航盛建设集 团有限公司 ， 广州 ５ １４ ） １４ ２ 摘要 ： 以最 大密度 曲线理论 为依据 ， 利用规划求解方法对石屑混凝土集料级配进行优化设计 ， 并检验 了优化后集 料级配在石屑混凝土 中的应用效果 。研究结果表 明， 规划求解不但求解速度 快、 精度高 、 操作 简单 、 求解 变量多 、 调整参数易 、 用范围广 ， 适 并且 由它优化的集料级配能使石屑混 凝土 的工 作性能 更好 、 压强 度更高 、 氯离子 抗 抗