论砂石集料的级配与组成设计

1、 3.2 砂石集料的级配和组成设计砂石集料的级配和组成设计 设计目的设计目的使集料间的空隙较小，从而使混凝土或混合使集料间的空隙较小，从而使混凝土或混合料中的胶结料（水泥或沥青）用量较少，同时料中的胶结料（水泥或沥青）用量较少，同时使拌合物工作性良好。使拌合物工作性良好。天然和人工轧制的一种集料的级配很难完全天然和人工轧制的一种集料的级配很难完全符合某以及配范围的要求，必须采用两种或两符合某以及配范围的要求，必须采用两种或两种以上的集料按照一定比例搭配，即进行组成种以上的集料按照一定比例搭配，即进行组成设计（配比设计），以达到级配范围要求。设计（配比设计），以达到级配范围要求。 3.2 砂石集

2、料的级配和组成设计砂石集料的级配和组成设计 本节本节学习目标学习目标理解理解级配理论和级配范围的确定；级配理论和级配范围的确定； 掌握掌握级配组成的设计方法级配组成的设计方法 3.2 砂石集料的级配和组成设计砂石集料的级配和组成设计 级配类别级配类别 连续级配连续级配 间断级配间断级配 （概念）（曲线如图）（概念）（曲线如图） 3.2 砂石集料的级配和组成设计砂石集料的级配和组成设计 级配理论级配理论3.2.1 集料的级配理论和级配曲线范围集料的级配理论和级配曲线范围最大堆积密度理论最大堆积密度理论集料混合料颗粒级配曲线愈接近集料混合料颗粒级配曲线愈接近 抛物线，则其堆积密度愈大。抛物线，则其

3、堆积密度愈大。 3.2.1 集料的级配理论和级配曲线范围集料的级配理论和级配曲线范围最大堆积密度曲线最大堆积密度曲线 3.2.1 集料的级配理论和级配曲线范围集料的级配理论和级配曲线范围1 1）最大密度曲线（富勒曲线）公式：）最大密度曲线（富勒曲线）公式： DKPDdi11001002时或5.0100DdPDdp100iikdp2 3.2.1 集料的级配理论和级配曲线范围集料的级配理论和级配曲线范围2 2）最大密度曲线）最大密度曲线n幂公式（泰波公式）：幂公式（泰波公式）： nDdP 100Dndnplglg2lg(n=0.3=0.30.7)0.7) 3.2.1 集料的级配理论和级配曲线范围集

4、料的级配理论和级配曲线范围 级配曲线范围级配曲线范围3.2.1 集料的级配理论和级配曲线范围集料的级配理论和级配曲线范围 设计前提设计前提3.2.2 集料的组成设计集料的组成设计 试算法试算法 (适用于适用于24种集料组成设计）种集料组成设计） 数解法数解法 线性规划法线性规划法(用于多种集料组成设计）用于多种集料组成设计） 图解法（修正平衡面积法）（三种集料以上）图解法（修正平衡面积法）（三种集料以上） 设计方法设计方法必须已知各集料的筛分结果和要求的集料级配范围。必须已知各集料的筛分结果和要求的集料级配范围。 一、数解法一、数解法3.2.2 集料的组成设计集料的组成设计适用条件适用条件：几

5、种集料中各自至少一个粒径占优势几种集料中各自至少一个粒径占优势 而其它集料这种粒径的颗粒含量较少而其它集料这种粒径的颗粒含量较少（一）试算法（一）试算法计算假定计算假定：混合集料中某一粒径的颗粒是由对该：混合集料中某一粒径的颗粒是由对该 粒径占优势的集料所组成，其它集料粒径占优势的集料所组成，其它集料 不含这种粒径。不含这种粒径。计算思路：计算思路：根据各主要粒径试算各种集料在混合料根据各主要粒径试算各种集料在混合料 中的大致比例，校核后，比例不合适，中的大致比例，校核后，比例不合适， 调整渐进，最终达到级配要求。调整渐进，最终达到级配要求。 一、数解法一、数解法3.2.2 集料的组成设计集料

6、的组成设计设设k k种集料，各自在种集料，各自在n n级筛的通过百分率为级筛的通过百分率为Pi（j）要求级配中值为要求级配中值为P（j）(j =1, ,n ）各集料在各集料在混合料中的用量为混合料中的用量为X Xi i , , （ i =1, ,k i =1, ,k ）, ,可建可建立线性规划模型：立线性规划模型：（二）线性规划法（二）线性规划法 一、数解法一、数解法3.2.2 集料的组成设计集料的组成设计（二）线性规划法（二）线性规划法目标函数：目标函数：)(1)(jikijipXp约束方程：约束方程：) 1 () 1 (2) 1 (21) 1 ( 1.PXPXPXPKK) 2() 2(2)

7、 2( 21) 2( 1.PXPXPXPKK)()(2)(21)( 1.nKnKnnPXPXPXP0,.,21KXXX 二、图解法二、图解法3.2.2 集料的组成设计集料的组成设计1 1）级配曲线坐标图的绘制方法）级配曲线坐标图的绘制方法 基本原理基本原理 二、图解法二、图解法3.2.2 集料的组成设计集料的组成设计2 2）各种集料用量的确定方法各种集料用量的确定方法 基本原理基本原理假定：各集料为单一粒径，即各集料的级配假定：各集料为单一粒径，即各集料的级配 曲线为直线；曲线为直线； 相邻两曲线相接，即在同一筛孔上，相邻两曲线相接，即在同一筛孔上， 前一集料的通过量为前一集料的通过量为0%0

8、%时，而后一时，而后一 集料的通过量为集料的通过量为100%100%。确定方法见图：确定方法见图： 3.2.2 集料的组成设计集料的组成设计2 2）各种集料用量的确定方法各种集料用量的确定方法 二、图解法二、图解法3.2.2 集料的组成设计集料的组成设计 计算步骤计算步骤1）绘制级配曲线坐标图；）绘制级配曲线坐标图；2）确定各集料用量比例；）确定各集料用量比例；3）校核。）校核。 1 1）绘制级配曲线坐标图）绘制级配曲线坐标图 2 2）确定各集料用量比例）确定各集料用量比例 3 3）校核）校核 图解法设计计算小结图解法设计计算小结1 1）绘制级配曲线坐标图）绘制级配曲线坐标图2 2）确定各集料的用量比例）确定各集料的用量比例 根据已知的各集料筛分结果（各筛孔通过根据已知的各集料筛分结果（各筛孔通过百分率）在图上绘出各集料得级配曲线；百分率）在图上绘出各集料得级配曲线； 根据两相邻级配曲线的重叠、相接或相离根据两相邻级配曲线的重叠、相接或相离的情况确定各集料的用量比例。的情况