沥青混合料配合比设计.ppt

沥青混合料配合比设计矿质混合料的配合比设计

1.矿质混合料的级配理论
各种不同粒径的集料按一定比例搭配可达到较小的空隙率或较大的内摩擦力.在连续级配和间断级配.级配理论主要有最大密度理论和粒子干涉理论,常用的是最大密度理论.
(1)富勒理论
富勒是通过提出一种理想曲线,他认为级配曲线越接近抛物线则堆积密度越大,当矿质混合料的级配抛物线时具有最大密度.

最大密度理想曲线可以用矿料颗粒粒径d和通过率P来表示,P,d可以用下面经验公式计算:
P2=K×d
P-----各级颗粒粒径集料的通过量(%)
d------矿质混合料各级颗粒粒径(mm)
k-------常数当粒径d等于最大粒径D时,集料的通过率等于100%,即可由:
1002=K×D
K=100/D代入式P2=K×d
得P=100(d/D)0.5

(2)泰波理论
泰波认为富勒曲线是一种理想曲线,实际集料的级配应该允许在一定范围内波动.
将富勒曲线用一般通式表示为泰波公式:
P=100(d/D)n
D----最大粒径;n-----实验指数

实际研究认为,在沥青混合料中应用,当n=0.45时堆积密度最大,当n=0.25~0.45时工作性能最好.

通常使用的矿料的级配范围n幂常在0.3~0.7之间,因此,在实际应用时,矿料的级配曲线允许在一定范围内波动,即n=0.3~0.7,不同n幂公式的各粒径的通过量见下表:分级顺序n按级配理论计算出各级集料在矿质混合料的通过百分率，以通过百分率为纵坐标绘制成曲线，即为理论级配曲线。但由于矿料在轧制过程中的不均匀性以及混合料配制时的误差等影响，使所配制的混合料往往不可能与理论级配完全相符合。因此，必须允许配料时的合成级配在适当的范围内波动，这就是“级配范围”，绘制曲线时通常用半对数坐标，即横坐标(即筛孔尺寸乘10或乘别的数,让取对数后为正数)采用对数坐标，而纵坐标用常坐标。我国现行国标(GB50092－96)规定，沥青路面集料的粒径选择和筛分以方孔筛为准。沥青路面用矿质混合料级配范围曲线2.矿料的组成设计方法

天然或人工轧制的一种集料的级配是无法达到某一级配范围要求的,要想获得满足一定级配范围要求的矿质混合料,则必须采用两种或两种以上的集料进行组配,目前矿质混合料的组成设计方法主要有数解法(试算法和正规方程法)和图解法,组成设计的任务就是确定组成混合料的各种集料的比例.

图解法比较直观,下面我们主要介绍图解法: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，其他集料不含这一粒径。据此分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)
图解法:
(适用于多种集料组成的矿料配合比设计)。
目前采用的图解法以解决多种集料配合组成比例的平衡面积法为主.该法是采用一条直线来代替集料的级配曲线,这条直线使其左右两边的面积平衡,这样简化了曲线的复杂性.这一方法后经话多研究者的修正,故又称现行的图解法为修正平衡面积法,简称图解法.(1)基本原理

通常级配曲线图采用半对数坐标绘制,所绘出的级配范围中值为一曲线.图解法中,为使要求级配中值呈一直线,采用纵坐标的通过量(P)仍为算术坐标,而横坐标的粒径采用(d/D)n表示,则所绘出的级配曲线中值为直线,(2)计算步骤

①绘制级配曲线坐标图.
依据上述原理,按规定尺寸绘一方形图框.
通常纵坐标通过量取10cm,横坐标筛孔尺寸(或粒径)取15cm.连接对角线o’o作为要求级配曲线中值.纵坐标按算术标尺,标出通过量(0~100%).依据要求级配中值的各筛孔通过量标于纵坐标上,则从纵坐标引水平线与对角线相交,再从交点作垂线与横坐标相交,其交点即为各相应筛孔尺寸的位置.②确定各种集料用量
将各种集料的通过量绘于级配曲线坐标图上.实际集料的相邻级配曲线可能有下列三种情况,根据各集料之间的关系,按下述方法确定各种集料的用量比例.
两相邻级配曲线重叠(http://jx.qtech.edu.cn/ec/C13/cc9/96.htm)
如集料A级配曲线的下部与集料B级配曲线上部搭接时,称为两相邻级配曲线重叠.应在两级配曲线之间引一条垂直于横坐标的直线AA’(即a=a’)与对角线o’o交于点M,通过M作一水平线与纵坐标交于P点.OP即为集料A的用量.两相邻级配曲线相接:
如集料B的级配曲线末端与集料C的级配曲线首端,正好在一垂直线上时,称为两相邻级配曲线相接.此时,将前一集料曲线末端与后一集料曲线首端作垂线连接,垂线BB’与对角线O’O相交于点N.通过N作一水平线与纵坐标交于Q点.PQ即为集料B的用量.两相邻级配曲线相离:
如集料C的级配曲线末端与集料D的级配曲