工程集料级配设计方法研究

建材发展导向2018年第15期86参考文献：[1] 胡建平.BIM技术在全过程工程造价管理中的实践探讨[J].四川水泥,2017(09):163.[2] 柴苗.BIM技术在全过程造价管理中的应用[J].工程技术研究,2017(05):165-166.[3] 郭永东.基于BIM技术的工程造价管理[J].中国经贸导刊,2017 (11):76-77.[4] 栾凤娇,谭晓慧,薛松,李菲,苗群.BIM技术在全过程造价管理中的应用[J].市政技术,2015,33(05):192-196.沥青混合料的级配设计其目的是根据设计比例混合不同粒径的骨料，达到更高的密实度或强度，以满足使用性能。

目前常用的主要包括：最大密度曲线理论、粒子干涉理论、分形理论。

关于前两种级配理论，目前有很多相关的研究，分形理论的研究较少，但是其在材料方面的研究有独到的角度。

混合料集料碎石具有明显的分形特征，即自相似性。

因此，可以通过分形理论对混合料级配进行研究。

1　分形理论分形理论主要依据分形几何学，该学科是以不规则几何形态作为研究对象。

分形几何学被广泛应用于物理学、表面科学、计算机、材料学中有着广泛的应用，目前也将分形几何应用于沥青混合料的级配设计中。

1.1　分形维数假设把某个几何对象的边放大X 倍，如果它变化为原几何体的Y 倍，那么该对象的维数是：D=lnY/lnX （1.1）指数D 称为相似性维数，D 可以是整数或分数。

例如，将正方形的每边放大3倍，那么它将是原方形的9倍，也就是说，X=3，Y=9，所以D=ln9/ln3=2，说明正方形的维数是2。

1.2　集料级配分形基于广泛使用的连续级配集料计算公式：P(x)=x 3-D -x 3-D min x 3-D max-x3-D min（1.2）式中：x 为矿料粒径（mm）；P(x)为粒径为x 的通过率（%），x min 为最小粒径（mm）；x max 为最大粒径（mm）；D 为连续级配集料分形维数。

规格不同的集料按一定比例配合起来，一般是指把几个规格不同的（有大有小）的集料组合起来形成混合料，混合料各筛孔通过率即为。

简单地说就是集料筛分之后一系列筛孔的通过率。

集料基本概念一、粗集料1、基本概念集料定义：是指在混合料中起骨架和填充作用的粒料，包括碎石、砾石、石屑、砂等。

标准筛的概念：对颗粒性材料进行筛分试验用的符合标准形状和尺寸规格要求的系列样品筛。

标准筛筛孔为正方形，筛孔尺寸依次为75mm、63mm、37.5mm、集料的划分：根据集料形成的过程可分为经自然风化、地质作用形成的卵石、砂砾和人工机械加工而成的碎石；根据粒径大小可分为粗集料和细集料（又称砂）；根据化学成分分为酸性集料和碱性集料。

集料粒径：在沥青混合料中，粗集料是指粒径大于2.36㎜的碎石,破碎砾石,筛选砾石和矿渣等;在水泥砼中,粗集料是指粒径大于4.75㎜的碎石,砾石和破碎砾石.集料最大粒径:指集料的100%都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸.集料的最大公称粒径:指集料可能全部通过或允许有少量不通过(一般容许筛余不超过10%)的最小标准筛筛孔尺寸.通常比集料最大粒径小一个粒级.二、细集料1、砂的技术性质在沥青混合料中，细集料是指粒径小于2.36mm的天然砂、人工砂（包括机制砂）及石屑；在水泥砼中，细集料是指粒径小于4.75mm的天然砂和人工砂。

砂的技术性质涉及范围：物理常数、级配、粗度、有害物质。

筛分和级配的概念：级配是集料中各级粒径的分配情况，通过筛分试验确定粗细集料颗粒粒级的分布状况。

砂的筛分试验是称取一定数量的砂样，在规定的标准套筛上进行筛分，分别称出砂样在各个筛上的存留质量，然后再根据公式计算出与级配有关的参数。

分计筛余百分率：是指某号筛上的筛余质量占试样总质量的百分率；累计筛余百分率：是指某号筛的分计筛余百分率和大于该筛号的各筛分计筛余百分率之和；通过百分率：是指通过某号筛的试样质量占试样总质量的百分率，在数值上等于100减去某号筛的累计筛余百分率。

“贝雷法”级配设计方法概述摘要：为了对比得到“贝雷法”与Superpave级配设计方法之间的异同，系统分析了贝雷法级配设计的原理、几何模型以及理论依据，并在此基础上介绍了其设计方法的具体实施步骤，并对关键设计参数CA比及FA比的计算方法和相应技术要求以及参数对于沥青混合料细部结构的影响进行了详细论述，就如何在提高沥青路面的高温稳定性同时保证其耐久性提出了相应的级配设计检验方法。

关键词：贝雷法；级配设计；CA比；FA比；嵌挤密实Abstract: In order to obtain the si milarities and differences between the “Bailey method” and the Superpave in gradation design method, the principles, geometric model and theoretical basis of the “Bailey method” are systematically analyzed. And based on this, the specific steps of the design methods are introduced. Then, there presents a detailed discussion on the calculation methods of its key design parameters such as CA ratio and FA ration, the corresponding technical requirements, as well as the impacts of the parameters on the detail structure of asphalt mixture. In the end, the testing mehtod of gradation design are put forward for how to improve the high-temperature stability of asphalt pavement and ensure its durability at the same time.Key words: Bailey method; gradation design; CA ratio; FA ratio; inlaying compaction1“贝雷法”级配设计理论依据“贝雷法”级配设计方法是美国伊利诺伊州交通局罗伯特·贝雷进行了大量研究而提出的一套确定沥青混合料级配，被称为嵌挤密实结构的沥青混合料级配设计方法。

粗集料_级配掺配比例计算粗集料级配掺配比例计算是混凝土制作中的一个重要环节。

粗集料级配是指按一定规格范围内的粒径进行分级，以满足混凝土制品的性能要求。

而掺配比例计算是指根据不同工程要求和混凝土的性能要求，确定掺合料和粗集料的比例。

下面将详细介绍粗集料级配掺配比例计算的步骤和方法。

1.确定混凝土性能要求：首先，根据工程要求确定混凝土的强度等级和其他性能要求，例如抗渗性能、耐磨性等。

2. 确定粗集料规格范围：根据混凝土性能要求和常用粗集料规格，确定粗集料规格范围。

粗集料规格范围即指粗集料的最大粒径和最小粒径。

例如，对于一般混凝土，常用的粗集料规格范围为5mm-20mm。

3.粗集料筛分试验：进行粗集料筛分试验，确定不同规格范围的粗集料的含量。

筛分试验是将粗集料按照一定的孔径进行分级，然后测定每个级别的粒径分布比例。

4.确定级配曲线：根据粗集料筛分试验结果，绘制级配曲线。

级配曲线是描述粗集料各级别的含量与其对应的粒径之间的关系曲线。

根据混凝土性能要求，合理地选择级配曲线的形状。

5.确定配合比例：根据混凝土设计强度和级配曲线，确定粗集料的含量。

一般情况下，按照粗集料和水泥的重量比例进行计算。

例如，对于C30混凝土，可以根据级配曲线确定粗集料的含量为占整个混凝土重量的30%-40%。

6.确定掺合料配合比例：根据混凝土性能要求和掺合料的性能特点，选择合适的掺合料种类和配合比例。

例如，根据混凝土抗渗性要求，可以选择掺入粉煤灰或矿渣粉。

总之，粗集料级配掺配比例计算是混凝土制作中的重要环节，需要根据混凝土性能要求、粗集料规格范围和掺合料性能特点等因素进行合理的计算和选择。

只有经过科学的计算和合理的选择，才能获得满足工程要求的高质量混凝土制品。

科技视界Science &Technology VisionScience &Technology Vision 科技视界沥青混合料集料级配设计方法分析李国伟李占全纪大勇韩金华楚艳惠谈俊卿师超党翠艳石云飞王洋邵慧楠(唐山市公路养护管理处,河北唐山063000)【摘要】良好的配合比设计是保证沥青混合料使用性能，进而保证沥青路面使用性能的重要条件。

为使沥青混合料具有良好的配合比，合理的设计方法显得尤为重要。

本文汇总了马歇尔法、贝雷法、CAVF 法、MDBG 法的主要特点、设计方法，分析了其设计的沥青混合料的优缺点，并对一些应注意的问题提出了看法。

【关键词】沥青混合料；马歇尔法；贝雷法；CAVF 法；MDBG 法0引言沥青混合料配合比设计的好与坏直接影响着沥青路面的实际使用性能及耐久性，百余年来世界各国的道路研究者不断完善和改进沥青混合料的设计方法。

近年来，随着我国综合国力的不断提升，我国在基础建设领域的投资力度不断加大，高等级公路的兴建数量逐年增多，而新建公路又因沥青路面有着较为良好的力学性能和耐久性以及行车舒适性得到逐年大量铺筑，通车里程也逐年增加。

但随着交通运输行业的发展，国民拥有车辆的数量也逐年增加，货车超载也增加了高速公路的运输压力。

这使得我国已建成的部分高等级公路中出现较为严重的车辙、泛油、松散及水损坏等早期破坏。

我们有必要再深入研究沥青混合料配合比的设计方法，对比研究经典的沥青混合料配合比设计方法，并尝试研究更为合理的新型配合比设计方法。

1马歇尔法我国目前主要以马歇尔设计方法设计沥青混合料，自上世纪70年代开始把马歇尔设计方法纳入设计规范。

目前在马歇尔试验配合比设计方法的实施过程中，主要存在以下几个问题：1.1矿料级配范围我国幅员辽阔，气侯与交通条件差异很大，规范规定的级配范围较宽，设计满足抗滑、防渗水、耐久等路用性能的沥青混合料级配范围，是目前路面设计的一大难题。

1.2试件成型方法和标准我国现行规范对密级配沥青混合料采用35、50、75次击实次数，对抗滑表层、SMA 等粗集料集中的混合料采用50次击实次数。

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%。

２０１８年　第８期（总第２９４期）黑龙江交通科技ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩＮｏ．８，２０１８（ＳｕｍＮｏ．２９４）矿质混合料级配理论分析及组成设计方法研究郑东辉（东莞市交业工程质量检测中心，广东东莞　５２３１２５）摘　要：分析了最大密度曲线和粒子干涉两大矿质混合料级配理论，并对富勒（Ｗ．Ｂ．Ｆｕｌｌｅｒ）理论、泰波理论、我国规范所采用的连续级配理论以及魏矛斯（Ｇ．Ａ．Ｗｅｇｍｏｕｔｈ）粒子干涉理论的原理和应用范围进行了深入探讨。

采用数解法、图解法、计算机求解法以及正规方程法可进行矿质混合料配比设计。

关键词：最大密度曲线理论；级配指数；粒子干涉理论；矿质混合料；合成级配中图分类号：Ｕ４１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－３３８３（２０１８）０８－０００６－０２收稿日期：２０１８－０６－１３作者简介：郑东辉（１９８３－），男，广东陆河人，工程师，从事路桥试验检测工作。

１　级配曲线根据矿质混合料粒径组成的特点，级配类型根据不同的理论可分为连续级配曲线和间断级配曲线。

若用半对数坐标表示筛孔尺寸，则曲线为凹型，如图１所示。

图１　级配曲线图由级配曲线可知，曲线斜率代表着某粒径范围内的颗粒数量，斜率越大说明相应颗粒越多，呈平台状时说明相应粒径的缺失。

２　最大密度曲线理论２．１　富勒理论富勒（Ｗ．Ｂ．ＦｕＬｌｅｒ）早在２０世纪初便对级配曲线进行试验研究，试验采用１ｍ３箱子，将不同粒径的集料堆积进去进行筛分试验，记录每一次的质量通过率和筛孔尺寸之间的关系，发现当二者呈现抛物线关系时，矿质混合料组合具有最大密度，富勒公式可表示为ｐｉ＝１００ｄｉｄ()ｍａｘ０ ５（１）公式中ｐｉ为某级颗粒粒径集料的通过率，ｄｍａｘ为最大粒径。

富勒公式描述的抛物线是理论上矿质混合料的最大密实状态，但这种状态通常只在试验室能完成，在工程实践中很难找到集料能掺配成满足这条曲线的级配组成。

另外，在配置沥青混合料时，这种级配曲线本身计算得到的细集料偏多，不利于高温稳定性。

水泥稳定级配碎石中混合料级配的设计方法和合理范围发布时间：2023-02-22T02:41:20.979Z 来源：《建筑创作》2022年第19期作者：黄刚[导读] 以级配曲线的构建和级配曲线的比选为切入点，为水泥稳定级配碎石配合比设计提供一种优化方案。

黄刚广东全科工程检测有限公司 511453摘要：以级配曲线的构建和级配曲线的比选为切入点，为水泥稳定级配碎石配合比设计提供一种优化方案。

关键词：水泥稳定级配碎石、级配曲线、数学模型、混合料性能水泥稳定级配碎石作为一种半刚性材料在我国公路建设中被广泛使用，它具有稳定性好、强度高、结构本身自成板体等优点，是路面基层、底基层的主要结构形式。

在施工过程中，水泥稳定级配碎石的密实度和强度是主要质量控制指标，而混合料的级配又是影响密实度和强度的关键。

在水泥稳定级配碎石配合比设计中，混合料组成设计主要包括原材料检验、级配范围选择、确定组成材料的类型、各材料的掺配比例，其中材料类型、掺配比例均是以满足级配范围为前提。

级配范围的确定通常有三种途径，一是按照规范推荐的级配范围，二是根据以往的工程经验，三是按照数学模型构造。

本文采用数学模型构造，从源头去探究水泥稳定级配碎石级配的设计方法及级配对水泥稳定级配碎石质量的影响。

一、运用数学模型构建级配曲线的方法根据《公路路面基层施工技术细则》JTGT F20-2015附录A的方法，以最大粒径26.5mm及其通过率、4.75mm及其通过率和0.075mm及其通过率为3个控制点，分别采用幂函数、指数函数、对数函数三种数学模型构建粗细集料的级配曲线。

假设以26.5mm通过率为100%、4.75mm通过率为40%、0.075mm通过率为3%为例，在幂函数数学模型下，建立粗集料级配曲线方程组①②,细集料级配曲线方程组①②，求解后可得粗集料级配曲线、细集料级配曲线，分别代入其余不同x-筛孔尺寸,可得到该尺寸对应的y-通过率。

在其他数学模型下，同理可求得各数学模型的级配数据如表1。

学习目标细集料的级配设计细集料是混凝土中的主要成分之一，它对混凝土的性能和质量起着至关重要的作用。

细集料的级配设计是指根据混凝土使用的目的和性能要求，合理选择和配制细集料的颗粒大小和分布。

本文将详细介绍学习目标细集料的级配设计。

一、细集料级配的基本原则细集料级配设计的基本原则有三点：连续性原则、极值原则和合理性原则。

连续性原则要求细集料的颗粒大小在一定范围内连续分布，避免出现颗粒跳跃或间隙，确保混凝土的密实性和力学性能。

极值原则是指细集料的级配曲线应该在合适的范围内取得极值，使得混凝土的工作性能和强度达到最佳状态。

合理性原则要求细集料的级配设计在经济、施工和环境等方面具有可行性和合理性，不会给生产和使用带来不利影响。

二、学习目标细集料级配的设计方法学习目标细集料的级配设计是根据具体工程要求和使用目的进行的，下面介绍几种常用的设计方法。

1.最佳连续曲线法最佳连续曲线法是一种常用的细集料级配设计方法，它通过连续曲线的绘制和分析，确定最佳的颗粒大小和分布范围。

该方法能够同时考虑到连续性原则和极值原则，得到满足工程要求的最优级配。

2.区间极限法区间极限法是一种基于调整级配区间来满足工程要求的设计方法。

通过对细集料的不同区间进行调整，可以使得级配曲线在所需的范围内取得极限值，从而满足混凝土强度和工作性能的要求。

3.经验法经验法是一种基于过去工程经验和试验数据总结出的设计方法，适用于一些常规的施工工程。

通过查阅相关资料和借鉴类似工程的经验，可以快速准确地确定细集料的级配设计。

三、细集料级配设计的实施步骤细集料级配设计的实施步骤一般包括以下几个方面。

1.确定工程要求和使用目的，明确对混凝土强度、工作性能和耐久性等方面的要求。

2.收集细集料的原始数据，包括不同颗粒大小的含量、比重和形状等信息。

3.选择合适的设计方法，根据实际情况进行级配设计。

4.绘制级配曲线，分析和评估不同级配方案的优劣。

5.确定最佳级配方案，编制级配表和施工指导书。