《建筑工程材料》图文-第一章

第1章砂石材料1.1

砂石材料及其技术性能1.2

矿质混合料的组成设计1.1砂石材料及其技术性能砂石材料有两种，一种是由岩石自然风化形成的，另一种是人工加工的。这类材料是道路与桥梁工程中使用量最大的材料，可用于道路结构层的水泥混凝土和沥青混凝土，大块石材可作为桥梁工程的基础和附属设施等。1.1.1岩石及其技术性能1．岩石的物理性能岩石的物理性能包括：物理常数（如密度、毛体积密度和孔隙率等）、吸水性（如吸水率、饱和吸水率等）和耐候性（耐冻性、坚固性等）。（1）常用物理常数岩石中各种矿物形成不同排列的结构，岩石的内部结构主要由矿质实体和孔隙组成。孔隙又包括开口孔隙与闭口孔隙两类，开口孔隙是与外界连通的孔隙，闭口孔隙是与外界不连通的孔隙（如图1-1a所示），各部分的质量与体积的关系如图1-1b所示。（a）岩石组成结构外观示意图

（b）岩石结构的质量与体积关系示意图图1-1岩石组成结构示意图在路桥工程用块状岩石中，最常用的物理常数是密度、毛体积密度和孔隙率。这些物理常数可以间接地反映岩石的物理性能和力学性能。此外，在混合料组成设计计算时，这些物理常数也是重要的原始资料。常用物理常数密度。即在规定条件下，烘干岩石矿质单位体积（不包括开口与闭口孔隙体积）的质量，用ρt表示。岩石密度的测定方法：按我国现行《公路工程岩石试验规程》（JTGE41—2005），将岩石样品粉碎磨细后，在105～110℃条件下烘至恒重，称得质量。然后在密度瓶中加水经煮沸后，使水充分进入孔隙中，通过“置换法”测定其真实体积。已知真实体积和质量即可求得真实密度。毛体积密度。即在规定条件下，烘干岩石包括孔隙体积在内的单位体积的质量，用ρ0表示。岩石毛体积密度的测定方法，按《公路工程岩石试验规程》的规定，可分为量积法、水中称量法和蜡封法。量积法适用于能制备成规则试件的各类岩石；水中称量法适用于不会遇水崩解、溶解和干缩湿胀的各类岩石；蜡封法适用于不能用量积法或无法直接在水中称量的其他岩石。孔隙率。即岩石中孔隙的体积占其总体积（包括孔隙体积在内）的百分率，用n表示。或常用物理常数计算方法密度毛体积密度孔隙率岩石的物理常数（密度、毛体积密度和孔隙率）不仅反映岩石的内部组成结构状态，而且能间接地反映岩石的性能（例如相同矿物所组成的岩石，孔隙率愈低，其强度愈高，耐候性愈差）。尤其是岩石的孔隙结构，会影响其所制成的集料在混凝土中对胶凝材料的黏滞、吸附等作用。（2）吸水性吸水性是岩石在规定条件下吸收水分的能力。岩石与水作用后，水很快湿润岩石的表面并填充岩石的孔隙进入岩石内部，因此水对岩石破坏作用的大小，主要取决于岩石造岩矿物性能及其组织结构状态（即孔隙分布情况和孔隙率大小）。为此，我国现行《公路工程岩石试验规程》规定，采用吸水率和饱和吸水率两项指标来表征岩石的吸水性。①吸水率：在自然状态下，岩石试样最大的吸水质量与烘干岩石试件质量之比，用wa表示。计算方法为：②饱和吸水率：岩石的饱和吸水率是指岩石在强制条件下，最大的吸水质量与烘干岩石试件质量之比，以百分率表示。饱和吸水率采用煮沸法或真空抽气法测定。测定岩石吸水率时，因为是在自然状态下试验，所以岩石内部部分开口孔隙仍然被空气占据；而真空抽气或沸煮后占据岩石开口孔隙的空气被排出，水即会进入岩石的孔隙中，此时水分几乎充满了开口孔隙的全部体积。所以，饱和吸水率大于吸水率。（3）耐候性目前已列入我国《公路工程岩石试验规程》的耐候性指标有抗冻性和坚固性。①抗冻性：岩石试样在饱和状态下抵抗反复冻结和融化的性能。我国现行试验规程中抗冻性的试验方法采用直接冻融法。该方法是将岩石加工为规则的块状试样，在常温（20℃±5℃）下，采用逐渐浸水的方法，使开口孔隙吸饱水分，然后置于负温（通常-15℃以下）的环境中冻结4h，再在常温条件下融解，如此为一个冻融循环。经过10、15或25次等循环后，观察其外观破坏情况（是否产生剥落、裂缝、分层、掉角等现象）并记录。采用经过规定冻融循环后的质量损失百分率表征其抗冻性，用L表示。计算方法为：此外，抗冻性亦可采用未经冻融的岩石试件饱水抗压强度与冻融循环后的岩石试件饱水抗压强度的比值（称为耐冻系数）表示，用Kf表示。计算方法为：水在结冰时，体积会增大约9%，对孔隙壁产生约100MPa的压力，在压力的反复作用（冻融循环）下孔壁可能会开裂。当岩石吸收水分体积占开口孔隙体积90%以下时，岩石不因冻结而产生破坏。因此对岩石抗冻性要求，要根据岩石本身吸水率大小及所处的环境和气候条件来考虑。一般要求在寒冷地区（冬季月平均气温低于-15℃）的重要工程，岩石吸水率大于0.5%时，都需要对岩石进行抗冻性试验。②坚固性：岩石试样经饱和硫酸钠溶液多次浸泡与烘干循环而不发生显著破坏或强度降低的性能。试验时将烘干的岩石试件置于硫酸钠饱和溶液中浸泡20h，然后将试件取出置于105～110℃的烘箱中烘烤4h，至此完成第一个循环，待试件冷却至20～25℃后即开始第二个循环。从第二个循环起，浸泡和烘烤时间均为4h，完成5次循环后，仔细观察试件有无破坏现象，将试件洗净烘干至恒重，准确称出其质量，质量损失率用Q表示。计算方法为：2．力学性能岩石的力学性能除了抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度、弹性模量等指标外，还要有一些道路性能所要求的指标，如抗磨光性、抗冲击性和抗磨耗性等。岩石的单轴抗压强度是指岩石试件抵抗单轴压力时保持自身不破坏的极限应力，用R表示。岩石的单轴抗压强度是岩石力学性能中最重要的一项指标。岩石的抗压强度值取决于岩石的组成结构（如矿物组成，岩石的结构和构造、裂隙的分布等），同时也取决于试验条件（如试件尺寸和形状、加载速度、试验温度和湿度等）。3．化学性能矿质集料在混合料中与结合料起着物理化学作用。岩石的化学性能将影响混合料的物理力学性能。根据试验研究的结果，按SiO2的含量多少将岩石划分为酸性、碱性及中性。按克罗斯分类法，岩石化学组成中SiO2质量分数大于65%的岩石称为酸性岩石；SiO2质量分数在52%～65%的岩石称为中性岩石；SiO2质量分数小于52%的岩石称为碱性岩石。所以在沥青混凝土中，选择与沥青结合的岩石时，应考虑酸碱性对沥青与岩石黏滞的影响。4．道路岩石及其制品（1）道路路面建筑用岩石制品道路路面建筑用岩石制品直接铺砌路面面层用作路面基层用整齐块石半整齐块石不整齐块石锥形块石片石整齐块石由高强、质硬、耐磨的岩石经精凿加工而成。这种块石铺筑的路面，需以水泥混凝土为底层，并且用水泥砂浆灌缝找平，所以这种路面造价很高，只在有特殊要求的路面，如特重交通以及履带车等行驶的路面上使用半整齐块石是经粗凿而成立方体的方块石或长方体条石，顶面与底面平行，顶面积与底面积之比不小于40%～75%。半整齐块石宜用硬质岩石制成，为修凿方便，常采用花岗岩。顶面不进行加工，一般只适用于特殊地段，如土基尚未沉实稳定的桥头引道及干道或履带车辆经常通过的地段等。不整齐块石又称拳石，它是由粗加工得到的块石，顶面为一平面，底面与顶面基本保持平行，顶面积与底面积之比大于40%～60%。其优点是造价低，经久耐用；缺点是不平整，行车振动大，故目前应用较少。用于路面底基层，由片石进一步加工而得，要求上小下大，接近截锥形。（2）桥梁工程用岩石制品桥梁工程用岩石制品片石块石方块石粗料石细料石镶面石片石由打眼放炮采得，其形状不受限制，但薄片者不得使用。块石是由成层岩中打眼放炮开采获得，或用禊子打入成层岩的明缝或暗缝中劈出。块石形状大致方正，无尖角，有两个较大的平行面，边角可不加工。岩石极限抗压强度应符合设计文件的规定。在块石中选择形状比较整齐者稍加修整，使岩石大致方正，厚度一般不小于20cm，宽度为厚度的1.5～2倍，长度为厚度的1.5～4倍。砌缝宽度不大于20mm。岩石极限抗压强度应符合设计文件的规定。形状尺寸和极限抗压强度应符合设计文件规定，其表面凹凸相差不大于10mm，砌缝宽度小于20mm。形状尺寸和极限抗压强度应符合设计文件规定，其表面凹凸不大于5mm，砌缝宽度小于15mm。镶面石受气候因素（阳光、雨水、冻融等）的影响，损坏较快，一般应选用较好的、较坚硬的岩石。1.1.2集料及其技术性能集料也称骨料，是指在混凝土中起骨架或填充作用的粒料，包括岩石天然风化而形成的砾石（卵石）和天然砂，以及岩石通过人工轧制得到的各种尺寸的碎石、石屑等，工程上一般将集料分为细集料和粗集料两类。1．细集料的技术性能在沥青混合料中，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；在水泥混疑土中，细集料是指粒径小于4.75mm的天然砂、人工砂。在工程中应用较多的细集料是天然砂。砂天然砂人工砂岩石在自然因素作用下风化形成的。因产源不同可分为山砂、河砂、湖砂和海砂。将岩石轧碎而成的颗粒，表面多棱角，较洁净。因为是由人工轧制而成，所以造价较高，如无特殊情况，多不采用这种砂。（1）物理常数细集料的物理常数主要有表观密度、堆积密度和空隙率等，其含义与粗集料完全相同，具体数值可通过试验测定。细集料的物理常数计算方法参见《公路工程集料试验规程》。颗粒级配是集料各级粒径颗粒的分配情况。砂的级配是通过砂的筛分试验确定的。对水泥混凝土用细集料一般采用干筛法，如果有需要也可采用水洗法筛分，对沥青混合料及基层用细集料必须用水洗法筛分。干筛法试验是取500g预先通过

9.5mm方孔径的干砂，称取后置于一套孔径分别为4.75，2.36，1.18，0.6，0.3，0.15，0.075mm（方孔筛）的标准筛上，经过筛分，分别用天平称出试样存留在各筛上的质量，然后按下述公式计算其级配的有关参数。（2）颗粒级配有关参数分计筛余百分率累计筛余百分率通过百分率Pi=100-AiAi=a1+a2+…+ai

某号筛上的筛余的质量占试样总质量的百分率。某号筛的分计筛余百分率和大于该筛的各筛的分计筛余百分率之和。通过某号筛的试样质量占试样总质量的百分率，即100与某号筛累计筛余百分率之差。（3）细度模数细度模数是评价砂粗细程度的一种指标，通常采用细度模数来表示，可下式计算细度模数，精确至0.01：

细度模数愈大，表示细集料愈粗。砂的粗度按细度模数可分为三级：3.7～3.1为粗砂；3.0～2.3为中砂；2.2～1.6为细砂。【例题1-1】分析某水泥混凝土用细集料的级配组成并计算其细度模数。解：取集料试样500g进行筛分试验，各号筛上的筛余质量如表1-1所示。分别计算该集料分计筛余百分率、累计筛余百分率和通过百分率，将结果列入表1-1。将0.15～4.75mm累计筛余百分率代入式1-12中，得到该集料的细度模数为：

该砂属于中砂。细度模数虽然能表示砂的粗细程度，但不能完全反映出砂的颗粒级配情况，因为细度模数相同的砂可能有不同的颗粒级配。因此，要全面表征砂的颗粒性能，必须同时使用细度模数和级配两个指标。（4）含泥量存在于集料中或包裹在集料颗粒表面的泥土会降低水泥的水化反应速度，也会妨碍集料与水泥（或沥青）间的黏滞能力，显著影响混合料的整体强度与耐久性，应对其含量加以限制。含泥量是指集料中粒径小于0.075mm的泥土颗粒含量，石粉含量是指人工砂中小于0.075mm的颗粒含量，两者计算方法为：

严格地讲，含泥量应是集料中的泥土含量，而采用筛洗法得到的粒径小于0.075mm的颗粒中实际上包含了矿粉、细砂与黏土成分，而筛洗法很难将这些成分加以区别。将通过0.075mm颗粒部分全都当做“泥土”的做法欠妥，因此，在《公路工程集料试验规程》中，以“砂当量”代替含泥量指标，将筛洗法测定的结果称为＜0.075mm颗粒含量；在《建设用砂》（GB/T14684—2011）中，增加了“亚甲蓝MB值”指标。①砂当量。砂当量用于表征细集料中所含黏性土和杂质含量，判定集料的洁净程度，对集料中粒径小于0.075mm的矿粉、细砂与“泥土”加以区别，砂当量值越大表明在小于0.075mm部分所含的矿粉和细砂比例越高。《公路工程集料试验规程》中规定了砂当量的测试方法。②亚甲蓝MB值是指1kg人工砂试样（0～2.36mm）所消耗的亚甲蓝克数，用于判别人工砂中粒径＜0.075mm的颗粒的含量，主要是泥土与被加工母岩化学成分相同的石粉。按照《建设用砂》的规定，“亚甲蓝值”的测定是将粒径≤2.36mm的人工砂试样200g与500mL水持续搅拌形成悬浮液。在悬浮液中加入5mL亚甲蓝溶液，搅拌1min后，用玻璃棒沾取一滴悬浮液，滴于滤纸上，观察沉淀物周围是否出现色晕。重复这个过程，直至沉淀物周围出现直径约1cm的稳定浅蓝色色晕，然后继续进行搅拌和沾染试验，至色晕可以持续5min。“亚甲蓝MB值”精确至0.1。“亚甲蓝MB值”较小时表明粒径≤0.075mm的颗粒主要是与母岩化学成分相同的石粉。其计算方法为：为了缩短试验时间，可采用亚甲蓝快速试验。方法是在悬浮液中一次性加入30mL亚甲蓝溶液后持续搅拌，然后用玻璃棒沾取一滴悬浮液，滴于滤纸上，观察沉淀物周围是否出现明显色晕。若沉淀物周围出现明显色晕，则判定亚甲蓝快速试验合格；若沉淀物周围未出现明显色晕，则判定亚甲蓝快速试验不合格。（5）泥块含量泥块含量是指粗集料中原尺寸大于4.75mm（细集料中原尺寸大于1.18mm），但经水浸洗、手捏后小于2.36mm（细集料0.6mm）的颗粒含量。集料中的泥块主要以三种类型存在：第一种是由纯泥形成的团块；第二种是由砂、石屑与泥组成的团块；第三种是包裹在集料颗粒表面的泥。其计算方法为：2．粗集料的技术性能粗集料的技术性能包括物理性能和力学性能。粗集料物理性能有物理常数（表观密度、毛体积密度、堆积密度和空隙率等）及级配和坚固性。路用粗集料的力学性能有集料的压碎值、磨光值、冲击值和磨耗率4项指标。（1）物理常数在计算集料的物理常数时，不仅要考虑集料中的孔隙（开口孔隙和闭口孔隙），还要考虑颗粒间的空隙（如图1-2所示）。图1-2粗集料的体积与质量关系图物理常数表观密度（也称为视密度）：粗集料的表观密度是指单位体积（含材料的实体矿物成分及闭口孔隙）物质颗粒的干质量。毛体积密度：粗集料的毛体积密度是在规定的条件下，单位毛体积（包括矿质实体、闭口孔隙和开口孔隙）的质量。堆积密度：粗集料的堆积密度是单位堆积体积（含物质颗粒毛体积及颗粒之间的空隙体积）物质颗粒的质量。和空隙率：粗集料空隙率是粗集料试样颗粒之间的空隙体积占总体积（堆积体积）的百分比。（2）级配粗集料中各组成颗粒的分级和大小搭配的情况称为级配。级配是通过筛析试验确定的。筛析试验就是将粗集料通过一组规定筛孔尺寸从大到小排列的标准筛，集料经过筛分后，测定出存留在各个筛上的集料质量（筛余），根据集料试样的总质量与存留在各筛孔上的筛余，就可以求得一系列与集料级配有关的参数。集料级配参数集料中通过0.075mm筛孔的含量。分计筛余百分率计算中，0.075mm筛不计算分计筛余，精确至0.1%。累计筛余百分率。各号筛的累计筛余百分率为该号筛及大于该号筛的各号筛的分计筛余百分率之和，但0.075mm筛不计算累计筛余，精确至0.1%。质量通过百分率。各号筛的质量通过百分率等于100减去该号筛累计筛余百分率，但

0.075mm筛的质量通过百分率即为P0.075，精确至0.1%。（3）坚固性除前述的将原岩石加工成规则试块进行抗冻性和坚固性试验外，对已轧制成的碎石或天然的卵石，亦可采用规定级配的各粒级集料，按现行《公路工程集料试验规程》选取规定数量，分别装在金属网篮中浸入硫酸钠饱和溶液中进行干湿循环试验。经一定的循环次数后，观察其表面破坏情况，并用计算的质量损失百分率来表示其坚固性。（4）力学性能力学性能压碎值磨光值冲击值磨耗值磨耗性压碎值是指按规定的方法测得粗集料抵抗压碎的能力，也是集料强度的相对指标，用以鉴定集料品质。磨光值是反映岩石抵抗轮胎磨耗作用能力的指标，它是采用加速磨光机磨光岩石，并用摆式摩擦系数测定仪测得的磨光后集料的摩擦系数。用高磨光值的岩石来铺筑道路路面表层，可以提高路面的抗滑能力，保障车辆的安全行驶。冲击值反映岩石抵抗连续重复冲击荷载作用的能力。由于路表集料直接承受车轮荷载的冲击作用，这一指标对道路表层用集料非常重要。磨耗值用于确定岩石抵抗表面磨损的能力，适用于对路面抗滑表层所用集料抵抗车轮磨耗能力的评定。磨耗性是岩石抵抗撞击、剪切和摩擦等综合作用的性能。按《公路工程集料试验规程》的规定，粗集料的磨耗采用洛杉矶式磨耗试验以磨耗损失表示。

按《公路工程集料试验规程》的规定，粗集料压碎值试验是将9.5～13.2mm集料试样3kg装入压碎值测定仪的钢质圆筒内，放在压力机上，在10min内均匀地加荷载至400kN，稳压5s卸载，称其通过2.36mm的筛余质量并通过公式计算。磨光值试验的基本方法是将9.5～13.2mm干净岩石颗粒单层紧密地排列在试模中，并用环氧树脂砂浆固定，制成试件，经养护后拆模。同种岩石制备4个试件，按顺序安装在道路轮上。先用30号金刚砂对试件磨蚀3h再用280号金刚砂磨蚀3h后停机。取出试件后，用摆式摩擦系数测定仪测定试件的摩擦系数，将摩擦系数除以0.6即为集料的磨光值，以PSV表示。岩石磨光值愈高，表示其抗滑性愈好。按《公路工程集料试验规程》规定的试验方法，集料的冲击值试验采用尺寸为9.5～13.2mm的干燥集料颗粒，按标准方法分三层装入量筒中，称取集料试样质量。将称好质量的集料装入圆形钢筒后置于冲击试验仪上，用捣实杆单独捣实25次。调整锤击高度，让锤从380mm±5mm处自由落下，连续锤击集料15次，每次间隔不少于1s。将击实试验后的集料用2.36mm筛筛分，分别称取保留在2.36mm筛上的筛余质量m1及筛下的石屑质量m2。如m1+m2之和与

相差1g，试验无效。按公式计算集料冲击值。根据《公路工程集料试验规程》的规定，采用道瑞磨耗试验机测试岩石的磨耗值。试验将9.5～13.2mm的岩石颗粒以单层紧密排列在试模中，岩石颗粒不得少于24粒。用环氧树脂砂桨填模成型，经养护后脱模制成试件。同种岩石2个试件为一组。试件用金属托盘固定于道瑞机的圆平板上，按28～30r/min转速旋转100转，旋转的同时连续不断地向磨盘上均匀地撒布规定细度的石英砂。停机后取下试件，观察有无异常现象，然后按相同方法再磨400转，可分为4个100转重复4次磨完，也可连续1次磨完，停机后，称取试件质量。按公式计算集料的磨耗值。测定岩石磨耗性的试验机是由一个直径为711mm±5mm，内侧长为510mm±5mm的圆鼓和鼓中的一个搁板所组成。试验用的试样是按一定规格组成的级配粗集料，在试样加入磨耗鼓的同时，加入若干个钢球，磨耗鼓以30～33r/min的转速旋转，旋转时，由搁板将岩石和钢球带到高处落下。经旋转500次后，将试样取出，用边长1.7mm的方孔筛筛去试样中的石屑，用水洗净留在筛上的试样，烘至恒重并称其质量。岩石磨耗率按公式计算。1.2矿质混合料的组成设计道路与桥梁工程所用的砂石材料，大多数是以矿质混合料的形式与各类胶凝材料（如水泥或沥青等）组成混合料使用。要使水泥混凝土和沥青混合料具备优良的使用性能，除了矿质集料的各项技术指标必须符合规范上的技术要求以外，矿质混合料还必须满足空隙率最小（即密实度最大）和摩擦力最大（各级集料紧密排列）的基本要求。为此，必须对矿质混合料组成进行设计。1.2.1矿质混合料的级配理论1．矿质混合料的级配理论（1）级配曲线矿质混合料的级配连续级配间断级配某种混合料在标准筛孔配成的一套筛（筛的孔径按1/2递减）中筛分后，所得的级配曲线平顺圆滑，具有连续性。这种由大到小，逐级粒径填充，并按比例互相搭配组成的矿质混合料，称为连续级配矿质混合料。在矿质混合料中人为地剔除其一个或几个分级，形成一种级配不连续的混合料，这种混合料称为间断级配矿质混合料。连续级配和间断级配曲线如图1-3所示。图1-3连续级配和间断级配曲线（2）级配理论①最大密度曲线理论。最大密度曲线是通过试验提出的一种理想曲线（如图1-4所示）。该理论认为：矿质混合料的颗粒级配曲线愈接近抛物线，其密度愈大。当要求任意一级颗粒粒径d所对应的通过率为p时,计算方法为：

（a）常坐标级配曲线（b）半对数坐标级配曲线图1-4理想最大密度级配曲线②最大密度曲线的n幂公式。最大密度曲线是一种理想的级配曲线。在实际应用中，矿质混合料的级配曲线应该允许在一定范围内波动，级配范围（包括闭级配和开级配）n幂常在0.3～0.7之间，为计算方便起见，n幂公式可采用对数形式表示。级配曲线如图1-5所示。

图1-5最大密度曲线和级配范围2．示例【例题1-2】已知矿质混合料最大粒径为40mm，试用最大密度曲线公式计算其最大密度曲线的各级粒径的通过百分率；并按n=0.3～0.7计算级配范围的各粒级的通过百分率。提示：矿质混合料各级粒径尺寸按1/2递减。解：①按n幂公式，最大密度曲线：n=0.5

级配范围曲线：n1=0.3

n2=0.7②按题意最大粒径D=40mm，各级粒径di按1/2递减，分别用D和di代入n幂公式，计算结果如表1-2所示。1.2.2级配曲线范围的绘制按前述级配理论公式计算出各级集料在矿质混合料中的通过百分率，以通过百分率为纵坐标轴，以粒径为横坐标轴，绘制成的曲线，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因素影响，使所配制的混合料往往不可能与理论级配完全符合。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”。以n1=0.3和n2=0.7为例绘制的级配范围曲线如图1-6所示。图1-6级配范围曲线1.2.3矿质混合料的组成设计方法1．试算法（1）基本原理试算法适用于2～3种矿料组成的混合料，是最简单的一种方法。试算法的基本原理是：设有几种矿质集料，欲配制某种级配要求的混合料。在决定各组成集料在混合料的比例时，先假定混合料中某种粒径的颗粒是由某种对该粒径占优势的集料所组成，而其他各种集料不含这种粒径。如此根据各个主要粒径去试算各种集料在混合料中的大致比例。如果比例不合适，则稍加调整，这样逐步接近，最终达到符合混合料级配要求的各集料配合比例。例如，现有A，B，C三种集料，欲配制某级配要求的混合料M。确定这三种集料在混合料M中的配合比例（即配合比）。按题意作下列两点假设：①设A，B，C三种集料在混合料M中的用量比例为X，Y，Z，则

②又设混合料M中某一级粒径要求的含量为aM（i），A，B，C三种集料在该粒径的含量为aA（i），aB（i），aC（i），则（2）计算步骤①计算A料在矿质混合料中的用量比例。按A料在优势含量的某一粒径计算，而忽略其他集料在此粒径的含量。设按粒径尺寸为i（mm）的粒径来进行计算，则B料和C料在该粒径的含量aB（i）和aC（i）均等于零。由上述假设可知A料在混合料中的用量比例②计算C料在矿质混合料中的用量比例。同前理，在计算C料在混合料中的用量时，按C料占优势的某一粒径计算，而忽略其他集料在此粒级的含量。设按C料粒径尺寸j（mm）的粒径来进行计算，则A料和B料在该粒径的含量aA（i）和aB（i）均等于零，由上述假设可知C料在混合料中的用量比例③计算B料在矿质混合料中的用量比例。由上两步求得A料和C料在混合料中的含量X和Z后，即可得④校核调整。按上述步骤即可计算A，B，C三种集料组成矿质混合料的配合比X，Y，Z。经校核，如不在要求的级配范围内，应调整配合比重新计算和复核。【例题1-3】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率如表1-3所示，同时列出按推荐要求设计混合料的级配范围，试求碎石、砂和矿粉三种集料在要求级配混合料中的用量比例。解：①先将矿质混合料要求级配范围的通过百分率换算为分计筛余百分率，计算结果列入表1-3，并设碎石、砂、矿粉的配合比为X，Y，Z。②由表1-4可知，碎石中4.75mm粒径颗粒含量占优势，假设混合料中4.75mm的粒径全部由碎石提供，aB（4.75）=aC（4.75）=0，可得碎石在矿质混合料中的用量比例③同理，由表1-4可知，矿粉中＜0.075mm粒径颗粒含量占优势，忽略碎石和砂中此粒径颗粒的含量，即aA（<0.075）=aC（<0.075）=0，可得矿粉在矿质混合料中的用量比例④可得砂在矿质混合料中的用量比例⑤校核。以试算所得配合比X=49%，Y=30，Z=21%，按表1-5所示数据进行校核。表1-5矿质混合料配合组成计算校核校核结果说明符合级配范围要求，如不符合级配范围，应调整配合比再进行试算，经几次调整，逐步接近，直至达到要求。如经计算调整后确实不能符合级配要求，应调整或增加集料品种。2．图解法图解法通常采用“修正平衡面积法”确定矿质混合料的合成级配。在“修正平衡面积法”中，将设计要求的级配中值曲线绘制成一条直线，纵坐标和横坐标分别代表通过百分率和筛孔尺寸。这样，当纵坐标仍为算术坐标时，横坐标的位置将由设计级配中值所确定。（1）绘制级配曲线坐标图