矿质混合料配合比设计记录

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AC-10F-沥青溷合料配合比设计目标1

AC-10F 沥青混合料配合比设计一、设计依据：1、JTJ052-2000 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》2、JTJ F40-2004 《沥青路面施工技术规范》3、JTJ F42-2005《公路工程集料试验规程》4、JTGF80/1-2004《公路工程质量检验评定标准》5、招标文件及设计图纸二、矿质混合料配合比设计1、经试验各原材料均符合规范要求。

2、对各种原材料取样试验，根据规范要求及矿料筛分结果，经调整确定各种矿料比例为：5-10mm碎石：3-5mm碎石：0-3mm石屑：砂：矿粉=24%：31%：27%：15%：3%3、经计算，沥青混合料(AC-10F)矿质混合料级配范围如下表：(AC-10F) 沥青混合料马歇尔试验技术标准沥青混合料马歇尔试验结果汇总表取4.6％、5.1％、5.6％、6.1％、6.6％五个不同油石比分别制件并进行马歇尔试验，试验结果如下：三、确定沥青混合料的最佳油石比：1、制备试件：按确定的矿质混合料配合比计算各材料用量，根据估计的油石比5.6为中值，采用0.5％间隔变化与前计算的矿料混合料配合比制备5组试件。

2、马歇尔试验：（1）测定物理指标：按上述方法成型的试件，经24小时后测定其毛体积、空隙率、矿质间空隙率、沥青饱和度等物理指标。

（2）力学指标测定：测定物理指标后的试件，在60℃温度下测定其马歇尔稳定度和流值。

（3）马歇尔试验结果分析：根据马歇尔试验结果汇总表，绘制油石比与密度、空隙率、矿质间空隙率、饱和度、稳定度、流值的关系图。

（4）确定油石比初始值（OAC1）:从关系图中得知，相应于密度最大值的油石比为a1=5.65％,相应于稳定度最大值的油石比为a2=5.4％相应于规定空隙率范围中值的油石比为a3=5.25％，相应于沥青饱和度范围中值的油石比为a4=6.05％，取其四者的平均值作为OAC1：OAC1=（a1 +a2+ a3+ a4）/4= 5.59％（5）确定油石比初始值（OAC2），从关系图表中得知，各项指标均符合沥青混合料技术规范的油石比范围：OACmin= 5.35％； OACmax=6.0％OAC2=( OAC min +OAC max)/2=5.68 ％(6)综合确定最佳油石比（OAC）OAC=( OAC1+ OAC2)/2=5.6 ％四、水稳定性检验采用油石比5.6％制备试件，在浸水48h后测定马歇尔稳定度，试验结果如下：沥青水稳定性试验结果根据上述实验结果可知：5.6％油石比浸水马歇尔稳定度不小于85％，符合沥青砼稳定性要求。

矿质混合料—配合比设计试算法

Z aM ( j) 100 aC( j)
令 aA( j) aB( j) 0
• 计算出中间粒径集料在混合料中的用量比例。
⑤
Y 100 ( X Z )
• 逐个筛孔进行校核，不在级配范围内时，进行调整。
⑥
aA(i) X aB(i)Y aC (i) Z aM (i)
总结
级配参数均要以分计筛余百分率体现；优势粒径的应用仅限于最粗和最细集料；校核时要逐个筛孔进行。
• 在最粗集料优势粒径下应用合成公式，得其用量比例；
③
aM (i) aA(i) X aB(i)Y aC (i) Z
X aM (i) 100 a A(i)
令 aB(i) aC (i) 0
• 在最细集料优势粒径下应用合成公式， Nhomakorabea其用量比例；
④
aM ( j ) aA( j ) X aB( j )Y aC ( j ) Z
集料 2
集料1
1.设计目的：确定各组成材料的用量比例。
2.适用范围：试算法适用于混合料由2~3种集料组成。
2 设计资料
集料2
集料1
集料3
级配组成分计筛余百分率累计筛余百分率
通过率
混合料
级配范围规范查取或级配理论计算
3 设计步骤
• 设定未知数： X Y Z 100
①
② • 将级配参数转化为分计筛余百分率；
配合比设计—试算法
模块一
01 矿质混合料 02
03
岩石集料
矿质混合料试算法
C目录 ONTENTS 1 设计目的及适用范围 2 设计资料 3 设计步骤
矿质混合料由两种或两种以上集料按比例配制而成。

砂石材料的检测与应用—矿质混合料的配制

最大密度曲线和级配范围
回顾
1、级配分为：连续级配和间断级配； 2.级配曲线采用半对数坐标系来绘制，对纵坐标通过率取常
规坐标，对横坐标筛孔尺寸取对数。 3、富勒理论认为：矿质混合料的颗粒级配曲线愈接近抛物
线，则其密度愈大； 4、泰波理论认为级配曲线应该有一定的波动范围
建筑工程材料
3.3.2矿质混合料配制——试算法
百分率
原有集料的分筛筛余和混合料要求级配范围
筛孔尺寸（mm）
16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 ＜0.075
石子分筛筛A余
αA（i）（%）
B
砂子分筛筛余 αA（i）（%）
C
矿粉分筛筛余 αA（i）（%）
要求级配范围通过百分率（%）
——
建筑工程材料
•3.3.3矿质混合料组成配合计算实例-试算法
试算法
参照课本P38实例
• 说明：在实际工作中，设计图纸或说明只提供沥青混合料的种类和级配类型如AC-13。试验人员要按照《公路沥青路面施工技术规范》查到AC-13所对就的级配范围，再结合项目提供的矿质材料进行筛分试验的资料进行设计的。而规范只提供级配范围通过百分率，所以最关键一步就是先要将级配范围通过百分率转换成分筛筛余级配范围中值。
不连续的混合料。
（二）级配曲线的绘制
1.常坐标以通过百分率为纵坐标，以粒径mm(筛孔尺寸)为横坐标，
绘制曲线，常用筛孔尺寸是1/2递减，前疏后密，不便于绘制和查阅。
2.半对数坐标纵坐标通过百分率采用常规坐标，横坐标粒径mm(筛
孔尺寸)采用对数坐标。
•
• a）常坐标；
b）半对数坐标

矿质混合料组成设计

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)。

矿质混合料配合比设计及路用性能试验分析

由于水泥稳定碎石呈脆性，且对温度、湿度的变化响较小，因而其具有收缩性能较好。但这种结构的空隙率
比较敏感，在麓工及使用过程中。会在温度或湿度交替变
化时容易产生收缩开裂。从己建成的高速公路使用调查来看，水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝问题日益突出，并己成为该结构的主要缺陷。早期的裂缝对行车并无明显的影响，但随着表面雨水的侵入，在大量行车荷载反复作用下，会导致路面强度明显下降，产生冲刷和唧泥现象，使裂缝加宽．裂缝两侧的沥青面层碎裂。影响了沥青路面的使用性能。鉴于上述问题，有必要对水泥稳定碎石混合料作为基
２１．水泥稳定碎石组成级配类型
２１１续级配（架密实结构）．．连骨
Ｃ－种集料在某一筛孔上的分计筛余分别为。（ｃ－ｌｉ）【
（）．ｃ。（）。打算配制矿质混合料Ｍ。混合料Ｍ在相ｉｃｉ应筛孔上的分计筛余百分率为ｏ（）。设Ａ．Ｂ【ｉＣ三种
层的配合比设计、路用性能进行试验分析，寻求一种比较
综上所述，矿质混合料中各组成成分的空间位置排列
不同，就会导致混合料整体性质发生变化，而连续级配中的骨架密实结构汲取了悬浮密实结构和骨架空隙结构的优
点。在振碾工艺条件下，骨架密实结构能够台粗细集料之
一
般是粗集料较多。而细集料数量过少。集料能够形成骨
架．但其残余空间较大。三轴试验表明，虽然这种结构粘
结力较低。但其内摩阻角较大。其强度主要取决于内摩阻力。因此形威的水泥稳定级配碎石层，受结合料性质的影

矿质混合料组成设计(图解法)教学设计.

四、教学重点和难点，及其解决方法
根据本次课程特点，结合学生的实际情况，其重点难点主要为：
项目
内容概述
解决方法
重点
对图解法整个绘图及计算过程的掌握
教师讲授绘图过程及相应节点的确定方法，学生自行绘图，教师当堂指导。
难点
初步确定矿质混合料组成后，校核合成级配不符合级配要求时，应如何调整组成？
给学生讲一些基本的技巧，同时以工程实际为例，指导学生多练习，在练习中找规律、找技巧。
七、教学过程及课时分配
教学内容
教学方法
教师活动
学生活动
设计意图
教学反思
1.复习试算法（10min）
提出问题：试算法的过程及学习难点？
回答问题：学生回顾并回答问题。
引出本次课内容
（根据课堂情况进行总结）
2.图解法的原理及计算过程（40min）
理论讲授加师生互动
理论讲授：根据实际工程案例进行讲授
听讲并练习：
三、教学目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）
根据课程标准，结合企业对学生能力的要求，我确立的教学目标为：
1.知识目标：了解图解法确定矿质混合料组成的基本原理，掌握图解法的整个计算过程。
2.技能目标：具备采用图解法为实际工程确定矿质混合料组成的能力。
3.情感目标：在不断的练习中，体会图解法带给工程应用的方便，同时不断总结计算完成后校核调整部分的技巧，为后期工作做准备。
五、教学策略选择与设计
本次课为新授理论课，内容相对比较简单，主要要求学生要会用图解法解决实际工程问题，所以在整个教学过程中，以学生练习为主，教师主要起到指导帮助的作用。
六、教学环境及资源准备
本次课在多媒体教室进行，教师需要准备PPT，同时需要收集相关工程案例，上课过程中，学生要绘制级配曲线图，所以需要准备铅笔和米格纸。

04讲—矿质混合料组成设计 01

混合料组成设计
交通与汽车工程学院
交通工程专业
1
矿质混合料组成设计
一、矿质混合料组成设计概述
1、矿质混合料组成设计的作用
在水泥混凝土或沥青混合料中，所用集料颗粒的粒径尺寸
范围较大，而天然或人工轧制的一种集料往往仅有几种粒
径尺寸的颗粒组成，难以满足工程对某一混合料的目标设计级配范围的要求，因此需要将两种或两种以上的集料配合使用。
注意： ①在实际组成设计中，可根据集料的级配情况，具体选择各集料的先后顺序； ②当集料超过三种时，方程中的未知数将增加，按上述原理重复步骤1和步骤2
交通与汽车工程学院
交通工程专业
11
矿质混合料组成设计
试算法案例分析：
现有碎石、砂和矿粉三种集料，经筛析试验各集料的分计筛余百分比如下表，并按推荐要求设计混合料的级配范围，试求碎石、砂、矿粉在要求级配混合料中的用量比例。
70.5 51.5 41.5 33.5
29.5 48.5 58.5 66.5
0.315 0.16
0.08 <0.08
交通与汽车工程学院
—— ——
—— ---
36.0 7.0
3.0 2.0
4.0 5.5
3.2 83.3
15-35 12-30
10-25
25.0 21.0
17.5
75.0 79
82.5 100
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交通工程专业
26
矿质混合料组成设计
交通与汽车工程学院
交通工程专业
27
矿质混合料组成设计
相邻级配曲线直接存在三种关系
（1）重叠关系：相邻两条级配曲线相互重叠，图中集料的级配曲线下部与集料的级配曲线上部搭接。在两条级配曲线重叠部分之间进行等分，引一条垂线，要求该垂线与集料的级配曲线截距相等。此时垂线与对角线相交于点，再通过该点作一水平线与纵坐标交于点，线段的几何长度（以mm计）就是集料的用量比例（%）。

矿质混合料级配

计算步骤：（先计算粗集料，在计算细料，最后计算中间料）
①、计算A（粗集料）料在混合料中的用量按A料占优势粒径计算，设A料在i(mm)筛孔占优势，此时忽略B C两种集料在此粒径的含量（及aB（i）＝0、aC（i）＝0），故 a A（i）*X＝aM（i） X＝（aM（i）／aA（i））*100
②、计算C（细集料）料在混合料中的用量按C料占优势粒径计算，设C料在j(mm)筛孔占优势，此时忽略 B、C两种集料在此粒径的含量（及aA（j）＝0、aC（j）＝0），故 aC（j）*Z＝aM（j） Z＝（aM（j）／aC（j））*100
筛孔尺寸di(mm)
30
20
10
5
2.5
1.25
0.63
0.315
0.16
各筛孔尺寸的对数值㏒Dx
1.48
1.30
1
0.7
0.4
0.1
－0.2
－0.5
－0.7
各筛孔距0.16mm 筛孔距离Sx(mm)
100
92
79
66
52
39
26
13
0
n=0.3 不同泰波指数时的通过百分率
100
88.5
71.9
78～88
48～68 36～53 24～41 18～30 17～22 8～16 4～ 8
79.0
58.0 44.5 32.5 24.0 19.5 12.0 6.0 0
21.0
42.0 55.5 67.5 76.0 80.5 88.0 94.0 100
18.5
21.0 13.5 12.0 8.5 4.5 7.5 6.0 6.0 100
矿质混合料的组成设计方法

沥青混合料配合比设计

b. 对高速公路、一级公路、城市快速路和主干路等交通量大、车辆载重大的道路，宜偏向级配范围的下（粗）限；对一般道路、中小交通量和人行道路等宜偏向级配范围的上（细）限。
c. 合成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。
②确定沥青混合料的最佳沥青用量由于实际材料性质的差异,沥青混合料的最佳沥青用量( optimum asphalt content,简称OAC),目前主要通过马歇尔试验的方法确定. 马歇尔试验方法确定最佳沥青用量步骤如下: 1) 制备试件: A. 接确定的矿质混合料配合比,计算各种矿质材料的用量. B. 根据表(沥青混合料级配范围及参考沥青用量表), 选择适宜的沥青掺量. C. 以0.5%的沥青用量间隔制备一组马歇尔试件(不少于5组)
(1)目标配合比设计阶段
①矿质混合料的配合组成设计矿质混合料配合给成设计的目的上选配一个具有足够密实度, 并且有较高内摩擦阴力的矿质混合料, 具体步骤如下: A.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、所处的结构层位，按下表选定。
结构层次三层式沥
AC—13 AC—16 AC—20
中面层
AC—20 AC—25
AC—20 AC—25 AC—30 AC—20 AC—25 AC—30 AM—25 AM—30 AC—20 AC—25 AM—25 AM—30 AM—25 AM—30 AM—40
下面层
AC—25 AC—30
AM—25 AM—30
B.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，查阅规范推荐的沥青混合料级配及沥青用量范围表 (沥青混合料级配范围及参考沥青用量表) 即可确定所需的级配范围。 C.矿质混合料配合比例计算 1) 组成材料地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，按筛析结构分别绘出各组成材料的筛分曲线。同时并测出各组成材料的相对密度，以供计算沥青混合料物理常数备用。

矿质混合料的组成设计(道路建筑材料课件)

94 1 00 1 00 1 00 3 3.8 ( 38.5) 3 1. 0 ( 36. 0)
2 5. 0 (1 5. 0)
8.0 ( 8.0)
9 7.5 ( 97.5)
9 5～1 00 98
筛孔尺寸（方孔筛）/mm
9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15
通过百分率/%
26
O
O
知识要点
图解法确定各种矿料的组成比例试算法确定各种矿料的组成比例
（1）图解法 1）绘制级配曲线坐标图
（1）图解法 2）确定各种集料用量
① 两相邻级配曲线重叠，等分； ② 两相邻级配曲线相接，连分； ③ 两相邻级配曲线相离，平分。
（1）图解法
（1）图解法
3）校核
按图解所得的各种集料用量，校核计算所得合成级配是否符合要求。如不能符合要求，即超出级配范围，应调整各集料的用量。
70～88 48～68 36～53 24～41 18～30 12～22 8～16
79
58
45
33
24
17
12
0 .075
O O O 83 0 ( 0) 0 ( 0)
0 ( 0)
6 .6 ( 6.6)
6 .6 ( 6.6)
4～8 6
结论
经调整，各种材料用量为碎石:石屑:砂:矿=41%:36%:15%:8%。按此结果重新计算合成级配，计算结果如表1.4(表中括号部分) 并绘图，可见调整后的合成级配曲线光滑、平顺，且接近级配曲线的下限。
80 7
70 9
M
60 5
50 7
4
40 5
N
30 20
3 32 41
10 71 0 26

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31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.075
YSL02
通过率（％）碎石10-30 碎石5-10 石屑 58 20 22 100 100 100 96.1 100 100 45.6 100 100 0.1 67.2 100 0.0 8.8 99.2 0.0 0.1 78.6 0.0 0.0 57.9 0.0 0.0 38.8 0.0 0.0 12.7Βιβλιοθήκη 矿质混合料配合比设计记录表
施工单位：白山市路成路桥有限公司监理单位：吉林市万丰公路工程监理有限责任公司试验单位分项工程筛孔类型混合料名称初拟用途合同号：编号：试验规程试验日期级配类型试验人签字审核人签字
集料筛分曲线
100
90
80
70
60
通过质量百分率（％）
50
40
30
通过率(%)
100.0 100
97.7 90 100
68.4 63 74
35.5 29 39
23.6 17 25
17.3 13 19
12.7 10 14
8.5 7 10
2.8 3 4
规定通过率(%) 100 合成级配(%) 结论：试验监理工程师意见：
审
批：
试验监理工程师：
营城子至松江河高速公路长白山连接线（二级路）建设项目
20
10
0 0.075 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 19 26.5 31.5
筛孔尺寸（mm）
上限
下限
中值
结论：
审
批：
试验监理工程师：
营城子至松江河高速公路长白山连接线（二级路）建设项目
矿质混合料配合比设计记录表
施工单位：白山市路成路桥有限公司监理单位：吉林市万丰公路工程监理有限责任公司试验单位分项工程筛孔类型混合料名称初拟用途二灰碎石二灰碎石基层营松高速长白山连接线02标实验室合同号：编号：试验规程试验日期级配类型试验人签字审核人签字筛孔尺寸（mm）材料名称掺配比例（％）