13矿质混合料的组成设计zyz

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,2021/9/21,单击此处编辑母版标题样式,2021/9/21,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,2021/9/21,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,2021/9/21,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,2021/9/21,道路工程材料,第一篇,张英姿,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,2021/9/21,1,第三节 矿质混合料的组成设计,2024/10/1,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,2021/9/21,2,1.3,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。,2021/9/21,3,1.3,矿质混合料的组成设计,2024/10/1,1.3.1.1,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，标准筛以,方孔筛,为准,。,70,63,53,37.5,31.5,26.5,19,16,0.075,0.15,0.3,0.6,1.18,2.36,4.75,9.5,13.2,单位,(mm),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,。,2021/9/21,4,1.3,矿质混合料的组成设计,2024/10/1,（,2,）级配参数,分计筛余百分率,a,i,某号筛上的筛余质量占试样总质量百分率,累计筛余百分率,A,i,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,通过百分率,p,i,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。,a,i,=,m,i,/,m,100,A,i,=,a,1,a,2,a,i,p,i,=100-,A,i,2021/9/21,5,1.3,矿质混合料的组成设计,2024/10/1,（,3,）集料级配曲线的绘制,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),注意：坐标单位 注明不同曲线意义,2021/9/21,6,1.3,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,M,f,砂的细度模数；,A,4.75, A,2.36, A,0.15,分别为,4.75mm,、,2.36mm,、,0.15mm,各筛的,累计筛余百分率，,%,2021/9/21,7,1.3,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,M,f,= 3.7,3.1,；中砂,M,f,= 3.0,2.3,；细砂,M,f,= 2.2,1.6,掌握细度模数计算,2021/9/21,8,1.3,矿质混合料的组成设计,2024/10/1,1.3.1.2,级配组成对矿料性能的影响,（,1,）级配曲线类型,标准套筛指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。,2021/9/21,9,1.3,矿质混合料的组成设计,2024/10/1,1.3.1.2,级配组成对矿料性能的影响,（,1,）级配曲线类型,2021/9/21,10,1.3,矿质混合料的组成设计,2024/10/1,1.3.1.2,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。,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。,2021/9/21,11,1.3,矿质混合料的组成设计,2024/10/1,1.3.1.3,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,=100100,2,=,kD,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,2021/9/21,12,1.3,矿质混合料的组成设计,2024/10/1,（,2,）级配曲线范围公式,泰波公式（最大密度曲线,n,幂公式）,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）,2021/9/21,13,1.3,矿质混合料的组成设计,2024/10/1,1.3.2,、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：,各种集料的级配参数；,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。,2021/9/21,14,1.3,矿质混合料的组成设计,2024/10/1,1.3.2.1,数解法,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：,建立基本计算方程,基本假设,。,计算。,校核调整。,2021/9/21,15,1.3.2.1,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,1.3,矿质混合料的组成设计,2021/9/21,16,2,）计算过程,已知：集料,混合料, 准备工作：,P,i,A,i,a,i,;,参数,集料,A,集料,B,集料,C,混合料,M,筛孔,i,的分计筛余,/%,a,A,(i),a,B,(i),a,C,(i),a,M,(i),在混合料中的比例,/%,X,Y,Z,100, 计算方程：,X,Y,Z,100 (1),d,=,i,时：,X .a,A,(i) +,Y .a,B,(i),+,Z .a,C,(i),a,M,(i),(2),A,B,C,M,+,+,1.3,矿质混合料的组成设计,2021/9/21,17, 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:,a,A,(4.75) =49.9%,忽略其它集料在此粒径含量,a,B,(i,),=0,、,a,C,(i,) =0,，,代入式（,1,）,A,集料用量,X,为：,1.3,矿质混合料的组成设计,2021/9/21,18,步骤,：,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,a,Z,(0.075mm) =85.3%,忽略,A,、,C,集料同一粒径含量,:,a,A,(j),=0,、,a,B,(j) =0,C,料用量,Z,为：,步骤：,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,2021/9/21,19, 校核调整,计算合成矿质混合料的通过百分率,P,M(i),合成级配,X .P,A(i),+,Y .P,B(i),+,Z .P,C(i),P,M(i),要求：,合成级配,a,M(i,),或,P,M(i),应在规定的级配范围内,调整配合比后还应重新进行校核，直至符合要求为止,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,2021/9/21,20,1.3.2.2,图解法,修正平衡面积法,按通过百分率计算并制图,1,）绘制图解法坐标图, 计算设计级配范围中值, 绘制图框并作对角线（为设计级配中值）, 确定纵坐标： 通过百分率（）,算术坐标, 确定横坐标：根据设计级配中值,Pd,，确定筛孔尺寸位置, 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, 计算合成级配：,P,m(i),=,P,j(i),X,j,调整：合成级配曲线应尽可能光滑；靠近级配范围中值线,1.3,矿质混合料的组成设计,2021/9/21,21,1.3,矿质混合料的组成设计,2024/10/1,1.3.2.2,图解法,修正平衡面积法,2021/9/21,22,1.3,矿质混合料的组成设计,2024/10/1,1.3.3,、矿质混合料的配合比设计例题,2021/9/21,23,小 结 与 习 题,2021/9/21,24,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。,2021/9/21,25,Thank You !,2021/9/21,26,