沥青矿料级配曲线图

收稿日期:2005204226基金项目:国家西部交通建设科技项目(200131800019)作者简介:张宜洛(19662),男,河南偃师人,副教授,博士研究生.第26卷　第4期2006年7月长安大学学报(自然科学版)　Journal of Chang πan University (Natural Science Edition )Vol.26　No.4J ul.2006文章编号:167128879(2006)0420035205沥青混合料的基本参数对其高低温性能的影响张宜洛,郑南翔(长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西西安710064)摘　要:沥青混合料的结构和参数决定了沥青路面的路用性能。

将沥青类型、级配、级配的4.75mm 、2.36mm 的通过率以及粉油比等作为沥青混合料的基本参数,从混合料的宏观特点出发,用试验的方法揭示各项基本参数对混合料高低温性能的影响及变化规律。

结果表明:沥青的变化和结构的调整对其温度稳定性影响相当大;随着4.75mm 通过率和2.36mm 通过率的增大,沥青混合料的高低温性能趋差;粉油比应在不同类型中加以综合考虑。

关键词:道路工程;沥青混合料;基本参数;高温稳定性;低温抗裂性能中图分类号:U414.75 文献标识码:A Influence of basic parameters on high and low temperatureperformances of bituminous mixtureZHAN G Y i 2luo ,ZH EN G Nan 2xiang(Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education ,Chang ’an University ,Xi ’an 710064,Shaanxi ,China )Abstract :The parameters and struct ure of bit uminous mixt ure determine t he performances of as 2p halt pavement.Taking t he types of asp halt ,t he grade of mixt ure ,t he 4.75mm passing percent 2age ,t he 2.35mm passing percentage ,and t he ratio of powder to oil as t he basic parameters ,a lot of test s are carried out to reveal t he influence of t ho se basic parameters on t he performances of as 2p halt pavement at low and high temperat ure.The result s show t hat t he types of asp halt and t he change of mixt ure st ruct ure have a great influence on t he performances of pavement.Wit h t he in 2crease of 4.75mm and 2.35mm passing percentage ,t he performances of bit uminous mixt ure will dicrease ;t he influence of t he ratio of powder to oil must be considered in different struct ure.1tab ,12figs ,6ref s.K ey w ords :road engineering ;bit umino us mixt ure ;basic parameters ;stability at high tempera 2t ure ;anti 2cracking ability at low temperat ure0　引　言沥青路面的路用性能是由沥青混合料内部的材料及其结构属性所决定的,由于某些因素的变化而出现不同的路用性能表现形式,形成了不同的沥青混合料类型[1]。

*****高速公路GAC-20改性沥青混合料生产配合比设计报告中铁**局集团有限公司计量测试中心**公路**标工地试验室2019年12月25日GAC-20中面层生产配合比设计报告一、设计使用规范、规程及标准1、《公路工程集料试验规程》JTG E42－2005；2、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20－2011；3、《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40－2004；4、《广东省龙川至怀集高速公路工程LM6标设计图纸》二、原材料2.1沥青沥青配合比设计使用的是壳牌新粤（佛山）沥青有限公司的SBS （I-D）改性沥青。

改性沥青试验严格按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011的要求和方法进行，详见本试验室沥青报告：LM6-2018-GLQ-002及外委报告：BG-2018-LQJ-00083试验报告。

2.2粗、细集料沥青配合比设计使用**石料有限公司的粗集料、粒径规格分别为10~20mm、5~10mm、3~5mm；细集料为**石料有限公司的机制砂，热料是各档集料经二次筛分进入热料仓，取热料仓的料进行试验。

试验严格按照《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005的要求和方法进行，粗、细集料试验结果详见本试验室报告LM6-2018-RLCJL-002-(01~03)、LM6-2018-RLXJL-002。

集料密度详见表2-1，集料筛分详见表2-2。

表2-1 集料密度检测结果表2-2 集料筛分检测结果2.3填料沥青配合比设计采用LM6自产的矿粉，检测报告详见外委报告：BG-2018-LQJ-0083试验报告。

2.4抗剥落剂为了增强集料与沥青的粘附能力，提高路面中面层的抗水损害能力，采用英德海螺水泥有限责任公司的P.C32.5R水泥，试验结果详见LM6-2018-SNJ-001试验报告。

三、GAC-20型改性沥青混合料配合比设计3.1设计思路在进行路面中面层生产配合比设计时，取热料仓的料进行筛分试验，根据筛分结果（详见热料筛分），使之尽可能接近目标配合比级配，重点考虑本项目属亚热带季风气候，夏季温度高且持续时间长，要求路面结构具有良好的高温稳定性能和抗车辙能力。

关于 AC-16 沥青混合料矿料级配范围确定的研究摘要：在公路工程中，沥青混合料矿料级配范围的确定不仅影响着路面的施工质量，而且还影响着路面的柔性、耐久性、渗水性、抗疲劳能力、抗滑能力等性能，因此研究沥青混合料矿料级配的确定范围，对保证工程质量和技术经济，都具有重要的意义。

本文主要对AC-16沥青混合料矿料级配的设计过程，和确定矿料级配范围的调整方法进行了研究，科学地探索了在不同条件下确定沥青混合料矿料级配的合适范围。

关键词：沥青混合料；矿料级配；范围1引言矿料级配是沥青混合料的骨架，矿料级配范围的确定是使沥青混合料中各种集料达到合适的组合范围。

矿料级配范围是否合适会直接影响到沥青混合料路面的施工质量，也关系到沥青路面的柔性，耐久性、渗水性、抗疲劳能力、抗滑能力等性能。

AC-16沥青混合料是我国公路工程中常用的一种悬浮-密实结构的路面材料，由于地域不同和路面的使用条件不同，其矿料级配范围应根据具体的情况进行调整，选择合适的矿料级配范围，对保证路面工程的施工质量和提高路面的使用寿命，都具有重要的意义。

2 AC-16沥青混合料矿料级配的设计过程AC-16沥青混合料矿料级配设计通常是根据W.B.Fuller提出的一种理想曲线进行设计，以求达到最大密度的混合料矿料级配。

但在实际工程应用中，根据理想曲线所确定的矿料级配，往往不能取得理想的工程效果。

对所设计的矿料级配范围，还应根据工程的具体情况进行调整，以确定矿料级配的合适范围。

对于AC-16沥青混合料矿料级配设计，首先应采用泰勒曲线指数n=0.45，计算出横坐标y=100.45lgd，计算结果如表1所示。

然后利用计算机计算绘制出矿料级配曲线图，如图1所示。

图中的级配范围如表2所示。

表1 泰勒曲线的横坐标图1 矿料级配级配曲线图（AC-16）表2 AC-16沥青混合料矿料级配范围注：表中施工控制级配范围的数据是针对高速公路、一级公路的数据，其他等级公路的质量要求或允许偏差是0.075mm为±2%，≤2.36mm为±6%，≥4.75mm为±7%。

沥青SMA混合料配合比设计（SMA-16）一、基本情况该高速公路工程地处华北地区交通干线，拟采用改性沥青SMA作为抗滑表层，按规范规定，首先铺筑长500m的SMA路面试验段，由于有关各方的重视和努力，试验路铺筑非常成功，为高速公路正式铺筑SMA路面创造了条件。

试验路铺筑在邻近的二级公路上，路面宽14m，在旧路面上先铺筑了AC-25(F)型沥青混凝土整平层，然后铺筑SMA-16抗滑表层，设计厚度4cm。

二、材料参数与试验1.沥青结合料考虑到高速公路所在地夏天炎热，基质沥青的标号采用与沥青面层原设计相同的进口壳牌沥青AH-70，沥青质量符合“道路石油沥青技术要求”中的A级标准。

改性剂采用性能较好的SBS，SBS 为北京燕化公司国创一号，星型，经过不同剂量改性效果的比较，选择剂量5％，由北京市国创改性沥青有限公司的LG-8型炼磨式改性沥青制作设备在拌和厂现场加工制作，改性沥青经显微镜观察分散非常均匀，一般小于5μm，试验结果如表1。

2.矿料试验路全部采用高速公路表面层实际使用的材料铺筑。

粗集料采用玄武岩，质地坚硬，表面粗糙，质量指标如表2。

细集料采用人工砂及天然砂，人工砂是玄武岩碎石厂加工的，规格3-5mm，3mn以下的粉尘已经被抽风机吸走，很干净。

由于加工困难，成品率低，所以价格较贵，为碎石价格的两倍，所以使用量不宜太多。

天然砂为河砂，含泥量几乎为零。

矿粉为磨细石灰石粉，细度见配合比设计表，不过由于时处雨季，矿粉不够干燥，使矿粉添加有些困难，需经常由人工帮助敲打。

各种材料的筛分结果见表3，从表中筛分结果可见，材料比较规格，规格筛孔以外的比例极小。

改性沥青材料主要指标表13.纤维使用从美国进口的松散木质素纤维，质量符合有关规定基本要求。

为了提高纤维投放效率及分散效果，纤维由专用的纤维投放设备直接投入拌和机。

掺量比例为沥青混合料总质量的0.3%，密度为0.6g/cm3。

粗集料的主要指标表2矿料密度及筛分结果表35～l0m 3.019 2.959 100 100 100 100 11.6 0.4 0.3 0.3 0.2 0 0 3～5mm人工砂 3.062 3.002 100 100 100 100 98.2 5.0 0.2 0.1 0.1 0 0 天然砂 2.659 2.612 100 100 100 99 95.5 83.7 56.6 42.6 8.8 3.2 1.9 矿粉― 2.676 100 100 100 100 100 100 100 100 99.8 99.6 75.2三、目标配合比设计1.确定矿料级配按照SMA-16的标准级配建议，经过配合比设计计算确定3组冷料仓投料比例，使4.75mm的通过率大体上为22％、25％、28％，0.075mm的通过率为10％左右(相当于固定矿粉用量的13％)，3组配合比的合成级配曲线如图1，级配计算如表4，材料的配比如下：甲：10～20∶5～10∶人工砂∶天然砂∶矿粉=52∶28∶4∶3∶13乙：10～20：5～10：人工砂：天然砂：矿粉=49∶29∶5∶4∶13丙：10～20：5～10：人工砂：天然砂：矿粉=45∶3l∶6∶5分别按这3组级配测定4.75mm以上粗集料的毛体积相对密度及全部矿料的毛体积相对密度，如表4所列。

矿料的组成设计道路与桥梁用砂石材料，大多数是以矿料与各种结合料（如水泥或沥青等）组成混合料使用。

为此，对矿料必须进行组成设计，以确定合理的级配，其主要内容包括理论级配范围的确定及基本组成的设计两方面。

矿料的级配理论，矿料是用于沥青混合料的粗集料、细集料、填料的总称。

各种不同粒径的集料，按照一定的比例搭配起来，以达到较高的密实度（或较大摩擦力），可以采用连续级配和间断级配两种级配组成。

连续级配：是某一矿料在由标准筛配成的筛系列中进行筛分析时，所得的级配曲线平顺圆滑，具有粒级连续的（不间断的）性质，相邻粒径的颗粒之间，有一定的比例关系（按质量计）。

这种由大到小，逐级粒径均有，并按比例相互搭配组成的矿料，称为连续级配矿料。

间断级配：是在矿料中剔除其中一个（或几个）粒级，形成一种粒级不连续的混合料，称为间断级配矿料。

级配曲线范围，按配理论公式计算出各级集料在矿料的通过百分率，以通过百分率为纵坐标，以粒径为横坐标，绘制成曲线。

图解法，采用图解法来确定矿料的组成，常用的有适用于两种集料组成的“矩形法”和适用于三种集料组成的“三角形法”等。

对于三种以上集料级配的图解法，可采用“平衡面积法”，该法是采用一条直线来代替集料的级配曲线，这条直线使曲线左右两边的面积平衡（即相等），这样简化了曲线的复杂性。

这个方法又经过许多研究者的修正，故称为“修正平衡面积法”，简称图解法。

最大密度曲线理论：是通过试验提出的一种理想曲线,认为固体颗粒按粒度大小，有规则地组合排列，粗细搭配，可以得到密度最大、空隙最小的混合料。

初期研究的理想曲线是：细集料以下的颗粒级配曲线为椭圆形级配曲线，粗集料级配曲线为与椭圆曲线相切的直线，由这两部分组成的级配曲线，可以达到最大密度。

后来经过许多研究改进，提出简化的“抛物线最大密度理想曲线”认为：“矿料的颗粒级配曲线愈接近于抛物线，则其密度愈大。

”① 最大密度曲线公式：根据上述理论，当矿料的级配曲线为抛物线时，如图10-1所示，最大密度理想曲线可用颗粒粒径（d）与通过量（p）表示：d=p2/k式中：d矿料各级颗粒粒径（mm）；p 各级颗粒粒径集料的通过量（%）；k常数。

矿料的组成设计道路与桥梁用砂石材料，大多数是以矿料与各种结合料（如水泥或沥青等）组成混合料使用。

为此，对矿料必须进行组成设计，以确定合理的级配，其主要内容包括理论级配范围的确定及基本组成的设计两方面。

矿料的级配理论，矿料是用于沥青混合料的粗集料、细集料、填料的总称。

各种不同粒径的集料，按照一定的比例搭配起来，以达到较高的密实度（或较大摩擦力），可以采用连续级配和间断级配两种级配组成。

连续级配：是某一矿料在由标准筛配成的筛系列中进行筛分析时，所得的级配曲线平顺圆滑，具有粒级连续的（不间断的）性质，相邻粒径的颗粒之间，有一定的比例关系（按质量计）。

这种由大到小，逐级粒径均有，并按比例相互搭配组成的矿料，称为连续级配矿料。

间断级配：是在矿料中剔除其中一个（或几个）粒级，形成一种粒级不连续的混合料，称为间断级配矿料。

级配曲线范围，按配理论公式计算出各级集料在矿料的通过百分率，以通过百分率为纵坐标，以粒径为横坐标，绘制成曲线。

图解法，采用图解法来确定矿料的组成，常用的有适用于两种集料组成的“矩形法”和适用于三种集料组成的“三角形法”等。

对于三种以上集料级配的图解法，可采用“平衡面积法”，该法是采用一条直线来代替集料的级配曲线，这条直线使曲线左右两边的面积平衡（即相等），这样简化了曲线的复杂性。

这个方法又经过许多研究者的修正，故称为“修正平衡面积法”，简称图解法。

最大密度曲线理论：是通过试验提出的一种理想曲线,认为固体颗粒按粒度大小，有规则地组合排列，粗细搭配，可以得到密度最大、空隙最小的混合料。

初期研究的理想曲线是：细集料以下的颗粒级配曲线为椭圆形级配曲线，粗集料级配曲线为与椭圆曲线相切的直线，由这两部分组成的级配曲线，可以达到最大密度。

后来经过许多研究改进，提出简化的“抛物线最大密度理想曲线”认为：“矿料的颗粒级配曲线愈接近于抛物线，则其密度愈大。

”① 最大密度曲线公式：根据上述理论，当矿料的级配曲线为抛物线时，如图10-1所示，最大密度理想曲线可用颗粒粒径（d）与通过量（p）表示：d=p2/k式中：d矿料各级颗粒粒径（mm）；p 各级颗粒粒径集料的通过量（%）；k常数。

Excel绘制泰勒曲线级配图(2011-03-21 17:14:17)转载▼标签：转载分类：VisualBasicApplication原文地址：[原创]Excel绘制泰勒曲线级配图作者：夏夜听浪矿料级配在公路工程中有着重要的应用，合理设置不同矿料间的比例对工程质量、成本等方面有着很大影响。

因此，在配合比计划阶段经常需要先绘制出合成级配图，为分析配料比例提供详细的信息。

我们知道现行技术规范规定级配图的绘制必须采用泰勒曲线。

而泰勒曲线的特点是X轴（孔径）是不等距的，且需要按某一个规律变化间距。

实际上我们需要在图表X轴上显示的是筛孔孔径（如：31.5、26.5、19和16等）。

这为我们在绘制级配图时制造了困难。

朋友和同事经常问我要怎样才能准确绘制级配图，今天我把主要绘制步骤和小技巧写出来，供大家参考。

所谓条条大路通罗马，大家有更好方法可以一起分享！一、绘制前准备工作：准备好矿料筛分数据（以下沥青矿料数据），如图:根据上面的基础数据，我们可以绘制下面出矿料合成级配图1。

转换孔径数据。

为了绘制不等距的X轴，我们先将孔径数据转泰勒曲线系数（规程已有转好系数），表中的单元格C2就是转好的。

2。

建立一个辅助线，先在表上填写有关数据，我在单元格C7：O7中全部填0，具体作用后面会详细说明。

二、绘制图表：1。

绘制基础图表。

拉选单元格C2：O6,并在菜单栏中的[插入]→[图表]选项,打开[图表向导]对话框。

选择[XY散点图]在图表类型中的[平滑散点图]，点击[完成]，这时基础图表已完成，如图2。

隐藏图表X轴数据和调整图表Y轴的刻度范围。

选中图表，然后右击鼠标，在弹出的快捷菜单中选择[图表选项]选项，打开[图表选项对话框]，选择其中的[坐标轴]选项卡，取消[数值(X)轴]选项,最后[确定]。

如图:调整图表Y轴的刻度范围。

双击图表的Y轴，打开[坐标轴格式]对话框，选择[刻度]选项卡，设置Y坐标轴的刻度范围,最后[确定]。