运用EXCEL绘制矿质混合料级配图 黄学勤 南京交通技师学院江苏南京 210049 内容摘要：描述用ExCEL快速准确计算矿料级配及绘制图表曲线，阐述如何用泰勒横坐标代替传统的对数横坐标。矿物级配在工程中有着重要的应用，合理设置不同矿物间的比例对工程质量有很大的影响，因此，在工程中经常需要首先绘制出矿物的级配图，为分析工程配料比例提供详细的信息。但是，根据矿物级配的知识，矿物级配图的X 轴（或者称为横轴）一般是不等距的，而且需要按某一个规律变化间距，并显示自己想要的刻度数据。这为用户在Excel中绘制矿物级配图制造了困难。 关键词：EXCEL，沥青混凝上；矿料级配：泰勒横坐标；图文并茂；人工X轴；级配试验；孔径转换；XY散点图；刻度范围；图表的源数据； 在进行沥青混凝土配合比设计时,需要根据各种矿料的筛分结果和配比计算合成矿料级配,通过比较合成级配与设计范围来调整配比,然后重算合成级配,这是一个多次反复的过程。矿料三种以上运用人工计算不但过于复杂并且容易出错，不容易调配，而用EXCEl不但不容易出错，并且可以轻松计算三种以上的矿料级配，并且图文并茂。这里主要阐述如何运用EXCEL绘制图表曲线，本文为例。 案例分析 某工程队为了能够分析工程原料性质，在工程现场对其进行了级配试
验，得到如下的基础数据。 根据上面的基础数据，用户可以绘制出沥青级配图如下。 案例实现 在本小节中，将使用Excel来绘制沥青级配图，详细的步骤如下。 1.转换孔径数据。为了能够绘制出不等距的x坐标轴，用户需要首先转换孔径数据。在单元格CS中输入公式“=LN(C1）一LN($C$1/2)”，计算转换后的孔径数据，然后将公式填充到其他单元格中。 2.添加人工x轴的数据。由于在沥青级配图中，用户需要自行设置x 坐标轴。因此，在本步骤中，用户需要添加人工X轴的数据，如图12.86所示。
1. 矿质混合料组成设计 有两种方法进行组成设计：试算法和图解法。 ?试算法 1. 试算法的基本原理 首先假设混合料中某种粒径的颗粒，是由对这一粒径占优势的一种集料组成，其他集料不含这一别试探各种级料的大致比例，不合适再进行调整，逐步接近，最终达到符合要求的集料的配合比 2. 步骤及方法 将A、B、C三种集料配成M级配的矿料：(表9.6.1) mai X+ mbi Y+ mci Z=Mi。Mi-混合料M在I粒级上的含量，mai, mbi, mci -A、B、C在Ⅰ粒级 ①求X：选取A料占优势的粒径Ⅰ(mm)，令 mbi = mci =0，则 X= Mi / mai。 ②求Z：选取C料占优势的粒径j(mm)，令mbi = mci =0，则X= Mi / mai。 ③求Y：Y=100-X-Z 。 ④核对：按 mai X+ mbi Y+ mci Z=M 逐级核对。不符合要求，应对X、Y、Z比例进行适当的调整 i 集料满足混合矿料的级配要求。 ?图解法 适用于多种集料组成的矿料配合比设计。 1. 基本原理: 把设计要求矿料的级配，按所采用各种集料的粒径范围分成几个区段，然后令各种集料的含量（求的级配中各相应区段的颗粒含量(%)。 2. 已知条件 ① 各种集料筛分析结果→各级料的通过百分率→级配曲线；
② 按技术规范要求的合成级配范围→合成级配的通过百分率中值。 3. 设计步骤 ①绘制坐标图：绘制长方形图框，坐标纵坐标为通过百分率。对角线作为合成级配中值。横坐横坐标确定方法：据合成级配中值要求的各筛孔通过百分率，从纵坐标引平行线，与对角线交点横坐标交点，为相应筛孔的孔径位置。 ②绘制级配曲线：将各集料的级配曲线绘制在上述坐标图上。 ③ 确定各相邻级配曲线的关系：相邻级配曲线重叠（A与B）、相邻级配曲线相接（B与C）、相离（C与D）。 ④确定各集料的用量。 2. 沥青最佳用量的确定 沥青最佳用量一般通过马歇尔试验确定。 根据规范推荐的沥青的用量范围，每隔0.5%为一组，选用5个以上的沥青用量，各制备马歇尔试 测试各组试件的技术指标 ( Sm(0), f, V v, S m)。 建立沥青用量－技术指标关系曲线。 根据标准要求，在各关系曲线上确定性能合格的沥青用量范围，取其中值为沥青最佳用量。 繁重交通中粒式沥青砼技术指标及试验结果如下表9.6.2所示。
沥青混合料配合比
精品资料 1. 矿质混合料组成设计 有两种方法进行组成设计：试算法和图解法。 ?试算法 1. 试算法的基本原理 首先假设混合料中某种粒径的颗粒，是由对这一粒径占优势的一种集料组成，其他集料不含这一别试探各种级料的大致比例，不合适再进行调整，逐步接近，最终达到符合要求的集料的配合比2. 步骤及方法 将A、B、C ①求X：选取A料占优势的粒径Ⅰ(mm)，令 mbi = mci =0，则 X= Mi / mai。 ②求Z：选取C料占优势的粒径j(mm)，令mbi = mci =0，则X= Mi / mai。 ③求Y：Y=100-X-Z 。 ④核对：按 mai X+ mbi Y+ mci Z=M i逐级核对。不符合要求，应对X、Y、Z比例进行适当的调的集料满足混合矿料的级配要求。 ?图解法 适用于多种集料组成的矿料配合比设计。 1. 基本原理: 把设计要求矿料的级配，按所采用各种集料的粒径范围分成几个区段，然后令各种集料的含量（要求的级配中各相应区段的颗粒含量(%)。 2. 已知条件 ①各种集料筛分析结果→各级料的通过百分率→级配曲线； ②按技术规范要求的合成级配范围→合成级配的通过百分率中值。 3. 设计步骤 ①绘制坐标图：绘制长方形图框，坐标纵坐标为通过百分率。对角线作为合成级配中值。横坐标寸，横坐标确定方法：据合成级配中值要求的各筛孔通过百分率，从纵坐标引平行线，与对角线线，与横坐标交点，为相应筛孔的孔径位置。 ②绘制级配曲线：将各集料的级配曲线绘制在上述坐标图上。 ③确定各相邻级配曲线的关系：相邻级配曲线重叠（A与B）、相邻级配曲线相接（B与C）、相离（C与D）。 ④确定各集料的用量。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
教案 题目：矿质混合料组成设计 （图解法） 课程类型: 新授理论课 授课方法: 理论讲授加任务驱动 所属课程:土木工程材料试验与检测 适用对象: 高职工程造价专业学生 2014年11月
第二十五讲矿质混合料组成设计（图解法）
【教学过程】 学生已经学习了试算法确定矿质混合料组成，但试算法计算过程 比较复杂，在实际工程中应用不多， 所以本次课为学生讲授工程中常用的图解法，使学生学有所用。 一、问题导入 试算法确定矿质混合料组成的计算过程及其学习难点是什么？ 1.教学设计：这部分主要是为了让学生对上次课内容进行回顾和整 理，通过这个问题及时了解学生对知识掌握的程度，为本次课的讲解提供相应的参考，同时也以此引出本次课的内容。 二、图解法确定矿质混合料的组成（适合于3种以上多种集料的组 成设计） 1.教学设计：这部分内容相对比较简单有趣，主要是学会如何根据 工程实际进行绘图，所以这部分首先由教师按PPT课件进行讲解，并在黑板上进行实际绘图，指导绘图过程中应注意的事项，学生自己在课堂上进行练习，理解“相叠等分”、“相接连分”、“相间平分”的意思，最后以小组的形式进行讲解。 2.教学内容：讲解绘图步骤及不同实际工程的图表处理方法 这部分是本次课的教学重点，主要包括三方面的内容：横、纵轴的确定，各筛孔径位置的确定，各集料用量的比例确定。 （1）横、纵轴的确定 这部分学生需要知道纵轴为通过百分率，通常取10cm，横轴为筛孔尺寸，通常取15cm，围成一矩形框图，如下图 （2）各筛孔径位置的确定 图1 图解法确定级配曲线坐标图
以级配范围的中值在纵轴上确定出各纵坐标点（0～100%） ，从各纵坐标点引出水平线与对角线OO′相交。最后从交点做垂线与横坐标相交，其交点即为各筛孔径的位置。 （3）各集料用量的比例确定 这部分知识比较难，由于单一集料的级配不同，两种相邻集料的级配曲线可能出现重叠、衔接和分离三种情况，所以需要根据不同情况采用做图法确定各集料的用量比例 对于这三种不同情况主要将其概括为：“相叠等分”、“相接连分”、“相间平分”，教师讲授每种情况下绘图的方法，学习体会其含义。 三、校核调整 1.教学设计：这部分是本次课中最难的部分，也是试算法学习过程 中，学生普遍掌握不了的部分，主要由于这部分内容需要学生按照工程实际进行调整，这里面就需要学生具有一定的现场经验，而这也恰是学生所欠缺的，所以对于这部分的学习主要采用教师以实际案例讲授相应的技巧，学生进行实际应用，最后进行总结掌握。 2.教学内容：校核调整的过程及技巧 四、工程实例计算 1.教学设计：为了提高学生对知识的实际应用能力，同时也为了了 解学生对本次课的掌握程度，在这部分教师提供工程案例，学生在课堂上进行绘图计算，小组讨论后进行汇报，教师进行点评。 图2 组成集料级配曲线和级配中值
水泥稳定碎石混合料配合比设计步骤
1 原材料试验 1.1 水泥 用于水泥稳定碎石的水泥应进行常规的物理力学性能试验，包括：细度、标准稠度用水量、凝结时间、安定性及胶砂强度，其中初终凝时间应作为水泥稳定碎石层用水泥的主要控制指标，由于其受环境条件的影响较为明显，因此水泥试验室及水泥标准养护箱的温湿度一定要严格控制。 1.2 集料 用于水泥稳定碎石层的集料应进行的试验项目有：颗粒分析（级配）、碎石的压碎值、集料中0.5mm以下颗粒的液限及塑性指数等。碎石中细长扁平颗粒的含量试验，规范中没有要求，可根据具体工程项目的补充规定进行。另外，规范中对单粒级集料含泥量（<0.075mm颗粒含量）虽未做要求，但通过该项试验可以确定按一定比例合成后的混合料矿料中<0.075mm颗粒的含量是否超标。 2 水泥稳定碎石混合料试验 2.1 级配组成设计 根据各种规格集料的颗粒分析结果，通过调整不同规格集料的掺配比例组合出符合规范要求的级配，在满足规范要求的前提下，各种材料的比例应尽可能与碎石场生产的不同规格材料的比例协调，避免造成施工中某一规格的集料数量不足，而另一规格的集料又有大量的剩余。当混合料矿料中0.5mm以下颗粒的液限及塑性指数超标时，细集料（<4.75mm）部分可考虑采用石屑与洁净的天然砂掺合使用，以降低矿料中0.5mm以下颗粒的塑性指数，减少水泥稳定碎石层收缩裂缝的产生。
表1所列为京福福州段FB2标下湖路段采用不同的配合比铺筑的水泥稳定层试验段的比较情况,对应的水泥剂量为3.0%，比较得出，细集料30%石屑获得的7天平均无侧限抗压强度最高；但细集料采用10%石屑+20%闽江砂，养生7天和14天后结构层表面情况最佳。 表1 采用不同配合比铺筑水泥稳定层试验段比较情况 水泥稳定碎石混合料配合比设计步骤及注意事项(2) 时间：2010-08-01 00:57 来源：本站整理作者：周成銮阅读：2504次 2.2 标准击实试验
矿质混合料的配合比设计方法 矿质混合料的配合比设计方法有数解法和图解法两大类，两类设计方法均需要在两个已知条件的基础上进行：第一个条件是各种集料的级配参数；第二个条件是根据设计要求、技术规范或理论计算，确定矿质混合料目标级配范围。本节介绍数解法中的试算法、规划求解法，以及图解法中的修正平衡面积法。 一、数解法 数解法的基本原理是将几种已知级配的集料j 配制成满足目标级配要求的矿质混合料M ，混合料M 在某一筛孔i 上的颗粒是由这几种集料提供的。混合料的级配参数由式（4-38）或式（4-39）确定。 )()()(i j i j i M X a a ?=∑ （4-38） )()()(i j i j i M X P P ?=∑ （4-39） 式中：)(i M a —矿质混合料在筛孔i 上的分计筛余百分率（%） )(i j a —某一集料j 在筛孔i 上的分计筛余百分率（%） )(i M P —矿质混合料在筛孔i 上的通过百分率（%） )(i j P —某一集料j 在筛孔i 上的通过百分率（%） )(i j X —某一集料j 在矿质混合料中的质量百分率（%） 将已知集料的级配参数和矿质混合料的目标级配参数代入式（4-38）或式（4-39），可以建立数个方程，方程的个数等于标准筛的个数，然后可以用正则方程法求解，也可以用试算法或规划求解法确定各个集料的用量。 （1）试算法设计步骤 采用试算法求解，需要已知各个集料和矿质混合料的分计筛余百分率。以三种集料为例，介绍试算法的求解步骤。 1）基本计算方程的建立 设有A 、 B 、 C 的三种集料在某一筛孔i 上的分计筛余百分率分别为)(i A a 、)(i B a 、)(i C a ，欲配制成矿质混合料M ，混合料M 中在相应筛孔i 上的分计筛余百分率设计值为)(i M a 。假设A 、B 、C 三种集料在混合料中的比例分别为X 、Y 、Z ，由此得式（4-40）和式（4-41）： X +Y +Z =100 （4-40） X ·)(i A a +Y ·)(i B a +Z ·)(i C a =)(i M a （4-41）
沥青混合料配合比设计方法 1．材料准备 按相关试验规程规定的取样方法，取足够数量的具有代表性沥青及矿料试样。按《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032-94）材料质量的技术要求试验各项性质，当检验不合格时，不得用于试验。 2．矿质混合料的配合比组成设计 矿质混合料配合比组成设计的目的是选配一个具有足够密实度并且有较高内摩阻力的矿质混合料，可以根据级配理论，计算出需要的矿质混合料的级配范围。但是为了应用已有的研究成果和实践经验，通常是采用规范推荐的矿质混合料级配范围来确定。按现行规范规定。按下列步骤进行： （1）确定沥青混合料类型 沥青混合料类型根据道路等级、路面类型、所处的结构层位选定。 （2）确定矿料的最大粒径 各国对沥青混合料的最大粒径（D）同路面结构层最小厚度的关系均有规定，除前苏联规定矿料最大粒径分别为面层厚度的0.6倍与底基层厚度的0.7倍外，一般均规定为0.5借以下。我国研究表明：随h／D增大，耐疲劳性提高，但车辙量增大。相反h／D减小／车辙量也减小，但耐久性降低，特别是在h/D≤2时，疲劳耐久性急剧下降。为此建议结构层厚度人与最大粒径口之比应控制在h／D＞2。尤其是在使用国产沥青时，h／D就更接近于2。例如最大粒径的30-35mm的粗粒式沥青混凝土，其结构层厚度应大于4-7cm，D为20-25mm；中粒式沥青混凝土，其结构层厚度应大于4-5cm，D为15cm；细粒式沥青混凝土，其最小结构厚度应为3cm。 只有控制了结构层厚度与最大粒径之比，才能拌和均匀，易于达到要求的密实度和平整度,保证施工质量。 （3）确定矿质混合料的级配范围 根据已确定的沥青混合料类型，查阅规范推荐的矿质混合料级配范围。 （4）矿质混合料配合比例计算 ①组成材料的原始数据测定。根据现场取样，对粗集料）细集料和矿粉进行筛析试验。按筛析结果分别绘出各组成材料的筛分曲线，同时测出各组成材料的相对窃度”供计算物理常数备用。 ②计算组成材料的配合比，根据各组成材料的筛析试验资料，采用图解法或电算法，计算符合要求级配范围的各组成材料用量比例。 ③调整配合比。计算得的合成级配应根据下列要求作必要的配合比调整。 a.通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限,尤其应使0.075、2.36和4.75删筛孔的通过量尽量接近设计级配范围中限。 b．对高速公路、一级公路、城市快速路、主干路等交通量大、轴载重的道路，宜偏向级配范围的下（粗）限。对一般道路、中小交通量或人行道路等宜偏向级配范围的上（细）限。 c、合成的级配曲线应接近连续或有合理的间断级配，不得有过多的犬牙交错，当经过再三调整、仍有两个以上的筛孔超过级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。 3.通过马歇尔试验确定沥青混合料的最佳沥青用量 沥青混合料的最佳沥青用量可以通过各种理论计算的方法求得。但是由于实际材料性质的差异，按理论公式计算得到的最佳沥青用量仍然要通过试验方法修正，因此理论方法只能得
沥青混合料配合比设计 方法 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
沥青混合料配合比设计方法 1．材料准备 按相关试验规程规定的取样方法，取足够数量的具有代表性沥青及矿料试样。按《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032-94）材料质量的技术要求试验各项性质，当检验不合格时，不得用于试验。 2．矿质混合料的配合比组成设计 矿质混合料配合比组成设计的目的是选配一个具有足够密实度并且有较高内摩阻力的矿质混合料，可以根据级配理论，计算出需要的矿质混合料的级配范围。但是为了应用已有的研究成果和实践经验，通常是采用规范推荐的矿质混合料级配范围来确定。按现行规范规定。按下列步骤进行： （1）确定沥青混合料类型 沥青混合料类型根据道路等级、路面类型、所处的结构层位选定。 （2）确定矿料的最大粒径 各国对沥青混合料的最大粒径（D）同路面结构层最小厚度的关系均有规定，除前苏联规定矿料最大粒径分别为面层厚度的倍与底基层厚度的倍外，一般均规定为借以下。我国研究表明：随h／D增大，耐疲劳性提高，但车辙量增大。相反h／D减小／车辙量也减小，但耐久性降低，特别是在h/D≤2时，疲劳耐久性急剧下降。为此建议结构层厚度人与最大粒径口之比应控制在h／D ＞2。尤其是在使用国产沥青时， h／D就更接近于2。例如最大粒径的30- 35mm的粗粒式沥青混凝土，其结构层厚度应大于4-7cm，D为20-25mm；中粒式沥青混凝土，其结构层厚度应大于4-5cm，D为15cm；细粒式沥青混凝土，其最小结构厚度应为3cm。
只有控制了结构层厚度与最大粒径之比，才能拌和均匀，易于达到要求的密实度和平整度,保证施工质量。 （3）确定矿质混合料的级配范围 根据已确定的沥青混合料类型，查阅规范推荐的矿质混合料级配范围。 （4）矿质混合料配合比例计算 ①组成材料的原始数据测定。根据现场取样，对粗集料）细集料和矿粉进行筛析试验。按筛析结果分别绘出各组成材料的筛分曲线，同时测出各组成材料的相对窃度”供计算物理常数备用。 ②计算组成材料的配合比，根据各组成材料的筛析试验资料，采用图解法或电算法，计算符合要求级配范围的各组成材料用量比例。 ③调整配合比。计算得的合成级配应根据下列要求作必要的配合比调整。 a.通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限,尤其应使、和删筛孔的通过量尽量接近设计级配范围中限。 b．对高速公路、一级公路、城市快速路、主干路等交通量大、轴载重的道路，宜偏向级配范围的下（粗）限。对一般道路、中小交通量或人行道路等宜偏向级配范围的上（细）限。 c、合成的级配曲线应接近连续或有合理的间断级配，不得有过多的犬牙交错，当经过再三调整、仍有两个以上的筛孔超过级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。 3.通过马歇尔试验确定沥青混合料的最佳沥青用量
沥青混合料配合比设计 方法 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
嘉兴市春秋建设工程检测中心有限责任公司 CQ/Q040530-2003沥青混合料配合比设计方法 批准人： 状态： 持有人： 分发号： 2003年11月1日批准 2003年11月25日实施 地址：浙江省嘉兴市南湖经济开发区春园路 电话：、2600330 传真： 沥青混合料配合比设计方法 1.沥青混合料配合比设计基本原则 对于高速公路和一级公路沥青路面的上面和中面层的沥青混凝土混合料进行配合比设计时，应通过车辙试验机对抗车辙能力进行检验。在温度60℃、轮压条件下进行车辙试验的动稳定度，对高速公路不小于800次/㎜，对一级公路应不小于600次/㎜ 沥青碎石混合料的配合比设计应根据实践经验和马歇尔试验的结果，经过试拌试铺论证确定。 高速公路和一级公路的热拌沥青混合料的配合比设计应遵照下列步骤进行： ±%等三个沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量。 2.矿质混合料的配合组成设计 矿质混合料配合组成设计的目的，是选配一个具有足够密实度、并且
有较高内摩阻力的矿质混合料。可以根据级配理论，计算出需要的矿质混 合料的级配范围；但是为了应用已有的研究成果和实践经验，通常是采用 规范推荐的矿质混合料级配范围来确定。按现行规范《沥青路面施工及验 收规范》（GB500092—96）中规定，按下列步骤进行； 确定沥青混合料类型 沥青混合料的类型，根据道路等级、路面类型及所处的结构层位，按表2 选定。 确定矿质混合料的级配范围 根据已确定的沥青混合料类型，查阅规范推荐的矿质混合料级配范围表即 可确定所需的级配范围。 矿质混合料配合比计算 沥青混合料类型表2