矿料配合比设计

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1、矿质混合料配合比设计,图 解 法 Diagrammatic Method,7.3 沥青混合料配合比设计,已知： （a）各种集料的筛析结果，求出各级粒径的通过百分率P; （b）规范要求各级粒径通过百分率，求出合成级配中值。 设计步骤： （A）绘制级配曲线坐标图 （B）绘制集料通过量级配曲线 （C）确定各种集料用量，% （D）校核: PM(i) )=PA(i)x+PB(i)y+PC(i)z,12,（A）绘制级配曲线坐标图,绘长方形图框(1:1.5)，连对角线 绘纵坐标：按算术标尺标出通过百分率纵坐标 绘横坐标：根据要求级配中值的各筛孔通过百分率绘出横坐标(作水平线与对角线相交，过交点作垂线),27

2、,（B）绘制集料通过量级配曲线 按各集料筛孔孔径通过百分率绘制各种集料级配曲线。,（C）确定各种集料用量,确定各种集料占矿料的百分比: 相邻两级配曲线重叠引垂线，使两级配曲线截距相等a=a。 过垂线与对角线交点M作水平线，交与右侧纵坐标P，PO为A集料 (粗)在混合料中的比例。 相邻两级配曲线相接过相接点引垂线。 相邻两级配曲线相离引垂线，平分两曲线相离的距离。b=b,（D）校核,PM(i) )=PA(i)x+PB(i)y+PC(i)z +PD(i)w 现有A碎石、B石屑、C砂、D矿粉四种矿料欲配成M级配的矿质混合料, 设四种集料在矿质混合料的比例为:X=31%、Y=30%、Z=31%、W=8

3、% 例: PM(13.2) )=9331%10030%10031%1008% =28.830318 = 97.8 调整方法： 大于规定范围的颗粒，应降低此颗粒在混合料中的百分比值，同时增加其它矿料的相同百分比值。各种矿料的百分比值相加为100%。小于规定范围则相反。 注：在用试算法求各组成材料用量时，矿粉一定要先用公式算出，而不能最后用减法算出。,沥青混合料配合比设计工程实例 题目 试设计某高速公路沥青混凝土路面用沥青混合料的配合组成。 原始资料 1.道路等级： 高速公路； 2.路面类型： AC-16沥青混凝土； 3.结构层位： 三层式沥青混凝土的上面层； 4.气候条件： 最低月平均气温-8；

4、 5.材料性能,（1）沥青材料 可供应A级70号和90号两种道路石油沥青。经检验各项技术性能均符合要求。 （2）矿质材料 1）碎石和石屑:石灰石轧制碎石，饱水抗压强度12OMPa，洛杉矶磨耗率12%,粘附性(水煮法)级,视密度2.70g/cm3； 2）砂:黄砂(中砂),含泥量及泥块量均1%,视密度2.65g/cm3 3）矿粉:石灰石磨细石粉，粒度范围符合技术要求，无团粒结块，视密度2.58g/cm3。,设计要求 1.根据道路等级、路面类型和结构层位，确定沥青混凝土类型，并选择矿质混合料的级配范围。根据现有各种矿质材料的筛析结果，采用图解法确定各种矿料的配合比，并依据题意对高速公路要求组配的矿质

5、混合料的级配进行调整。 2.通过马歇尔试验，确定最佳沥青用量。 3.最佳沥青用量按水稳定性检验和抗车辙能力校核。,解 1.矿质混合料配合组成设计 （1）确定沥青混合料类型 由题意，为使高速公路上面层具有较好的抗滑性，选用中粒式AC-16型沥青混凝土混合料。 （2）确定矿质混合料级配范围 按表查出中粒式AC-16型沥青混凝土的矿质混合料级配范围，经调整后的工程级配范围如表。,矿质混合料要求级配范围 /%,（3）矿质混合料配合比设计 矿质集料筛分试验 现场取样进行筛分试验: 碎石选用三种规格：1020mm、510mm、35mm 石屑 黄砂 矿粉 六种矿质集料的筛析结果列于下表。,六种集料的筛分结果

6、,矿质混合料配合比计算图,校核表,合计 100 96.1 71.1 34.3 29.8 22.7 17.5 10.8 9.4 6.4, 组成材料配合比设计计算 采用图解法设计组成材料配合比，如下图所示。由图解法确定各种材料用量为1020mm碎石:510mm碎石:35mm。 碎石:石屑:黄砂:矿粉=34.5%:24%:10.5%:11.5%:13%:6.5%。 调整配合比 从图可以看出，计算的合成级配曲线接近级配范围中值。由于高速公路交通量大、轴载重，为使沥青混合料具有较高的高温稳定性，合成级配曲线应偏向级配曲线范围的下限，为此配合比应做调整。 经调整，各种材料的用量比例为： 1020mm碎石:

7、510mm碎石:35mm碎石:石屑:黄砂:矿粉=42%:20%:14%:9%:10%:5%。 调整后合成级配曲线光滑平顺，且接近级配曲线的下限。,矿质混合料级配曲线图,按表中值用图解法设计矿质混合料的配合比,材料 通过下例筛孔(mm)的质量百分率(%) 种类 16.0 13.2 4. 75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 0.075 碎石 100 99 9 1 石屑 100 68 34 16 7 4 2 1 河砂 100 90 78 44 13 3 矿粉 100 98 80 要求 100 95 70 55 40 30 21 12 6 级配 100 80 65 50 4

8、0 28 20 10 范围,原有矿质集料级配表,25,9,16,矿质混合料校核计算表,12,矿料配制,一、试验目的 为马歇尔试验准备原料 二、试验原理 颗粒级配 三、仪器设备 烘箱，砂、石子套筛，摇筛机，电子称，盛料器皿 四、试验前准备工作 砂、石子在1055的烘箱中烘干至恒重（46h）,为试件成型作好准备。 五、试验步骤 1. 按成型一个试件设计矿料用量。 （1）按试件D=101.6mm 、H=63.5mm计算出试件体积V: V =/4(D)2 H = 514.55 cm3,（2）根据各集料的表观密度、配合比率计算出各集料用量。 碎石、石屑、细砂、矿粉密度分别为: 1=2.68 g/cm3

9、、2=2.60 g/cm3 、3=2.52 g/cm3 、4=3.00 g/cm3 按分计筛余百分数(i)算出各种集料不同粒径的用量 m碎石= 1V (i) =2.68514.55 (i)= 1379 (i) （g） （i4.75mm ） i 表示筛孔尺寸 m石屑= 2V (i) =2.6 514.55 (i)=1338 (i) （g） （ i =2.36mm ） m砂 = 3V (i) =2.52 514.55 (i) =1297 (i) （g） （ i 2.36mm） m矿粉= 4V (i) =3.0 514.55 (i) =1544 (i) （g） （ i 0.075mm） 2. 对碎石

10、、砂进行筛析。 3. 按一个试件质量称量各粒径用量（精确至1g）。,例：AC20 筛孔mm 19.0 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 0.075 通过量 % 95 75 61 58 36 25 18 13 9 6 4 0 分计筛余 (i） % 5 20 14 3 22 11 7 5 4 3 2 4 碎石 石屑 砂 矿粉 质量g 69 276 193 41 294 147 91 65 52 39 26 62 分计筛余百分数 （i） = P(i1)P(i) (16.0） = P(19.0)P(16.0)= 95%75% = 20% 每种粒径集料在矿质混合料中的用量 g ： m碎石19.0= 1V (19.0） =1379 (i) =13790.05=69（g） m石屑4.75= 2V (4.75） =1338 (i) =13380.22=294（g） m砂1.18 = 3V (1.18） =12970.07=91（g） m矿粉 = 4V (0.075） =15440.04=62（g） 1个试件矿质混合料的用量： m总 = m碎石(i) m石屑(i) m砂(i) m矿粉 =57944127362=1355(g),砂浆强度试验记录与结果,