矿质混合料组成设计(图解法)教学设计.

教学设计

题目：矿质混合料组成设计

（图解法）

课程类型: 新授理论课

授课方法: 理论讲授加任务驱动

所属课程:土木工程材料试验与检测

适用对象: 高职工程造价专业学生

2014年11月

理论课教学设计

置课后作业。教学流程图

八、教学评价设计

运用EXCEL绘制矿质混合料级配图

运用EXCEL绘制矿质混合料级配图 黄学勤 南京交通技师学院江苏南京 210049 内容摘要：描述用ExCEL快速准确计算矿料级配及绘制图表曲线，阐述如何用泰勒横坐标代替传统的对数横坐标。矿物级配在工程中有着重要的应用，合理设置不同矿物间的比例对工程质量有很大的影响，因此，在工程中经常需要首先绘制出矿物的级配图，为分析工程配料比例提供详细的信息。但是，根据矿物级配的知识，矿物级配图的X 轴（或者称为横轴）一般是不等距的，而且需要按某一个规律变化间距，并显示自己想要的刻度数据。这为用户在Excel中绘制矿物级配图制造了困难。 关键词：EXCEL，沥青混凝上；矿料级配：泰勒横坐标；图文并茂；人工X轴；级配试验；孔径转换；XY散点图；刻度范围；图表的源数据； 在进行沥青混凝土配合比设计时,需要根据各种矿料的筛分结果和配比计算合成矿料级配,通过比较合成级配与设计范围来调整配比,然后重算合成级配,这是一个多次反复的过程。矿料三种以上运用人工计算不但过于复杂并且容易出错，不容易调配，而用EXCEl不但不容易出错，并且可以轻松计算三种以上的矿料级配，并且图文并茂。这里主要阐述如何运用EXCEL绘制图表曲线，本文为例。 案例分析 某工程队为了能够分析工程原料性质，在工程现场对其进行了级配试

验，得到如下的基础数据。 根据上面的基础数据，用户可以绘制出沥青级配图如下。 案例实现 在本小节中，将使用Excel来绘制沥青级配图，详细的步骤如下。 1.转换孔径数据。为了能够绘制出不等距的x坐标轴，用户需要首先转换孔径数据。在单元格CS中输入公式“=LN(C1）一LN($C$1/2)”，计算转换后的孔径数据，然后将公式填充到其他单元格中。 2.添加人工x轴的数据。由于在沥青级配图中，用户需要自行设置x 坐标轴。因此，在本步骤中，用户需要添加人工X轴的数据，如图12.86所示。

沥青混合料配合比设计方法

沥青混合料配合比设计方法 1．材料准备 按相关试验规程规定的取样方法，取足够数量的具有代表性沥青及矿料试样。按《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032-94）材料质量的技术要求试验各项性质，当检验不合格时，不得用于试验。 2．矿质混合料的配合比组成设计 矿质混合料配合比组成设计的目的是选配一个具有足够密实度并且 有较高内摩阻力的矿质混合料，可以根据级配理论，计算出需要的矿质混合料的级配范围。但是为了应用已有的研究成果和实践经验，通常是采用规范推荐的矿质混合料级配范围来确定。按现行规范规定。按下列步骤进行： （1）确定沥青混合料类型 沥青混合料类型根据道路等级、路面类型、所处的结构层位选定。（2）确定矿料的最大粒径 各国对沥青混合料的最大粒径（D）同路面结构层最小厚度的关系均有规定，除前苏联规定矿料最大粒径分别为面层厚度的0.6倍与底基层厚度的0.7倍外，一般均规定为0.5借以下。我国研究表明：随h ／D增大，耐疲劳性提高，但车辙量增大。相反h／D减小／车辙量也减小，但耐久性降低，特别是在h/D≤2时，疲劳耐久性急剧下降。为此建议结构层厚度人与最大粒径口之比应控制在h／D＞2。尤其是

在使用国产沥青时，h／D就更接近于2。例如最大粒径的30-35mm的粗粒式沥青混凝土，其结构层厚度应大于4-7cm，D为20-25mm；中 粒式沥青混凝土，其结构层厚度应大于4-5cm，D为15cm；细粒式沥青混凝土，其最小结构厚度应为3cm。 只有控制了结构层厚度与最大粒径之比，才能拌和均匀，易于达到要求的密实度保证施工质量。,和平整度． （3）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，查阅规范推荐的矿质混合料级配范围。（4）矿质混合料配合比例计算 ①组成材料的原始数据测定。根据现场取样，对粗集料）细集料和矿粉进行筛析试验。按筛析结果分别绘出各组成材料的筛分曲线，同时测出各组成材料的相对窃度”供计算物理常数备用。 ②计算组成材料的配合比，根据各组成材料的筛析试验资料，采用图解法或电算法，计算符合要求级配范围的各组成材料用量比例。 ③调整配合比。计算得的合成级配应根据下列要求作必要的配合比调整。 a.通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限,尤其应使 0.075、2.36和4.75删筛孔的通过量尽量接近设计级配范围中限。b．对高速公路、一级公路、城市快速路、主干路等交通量大、轴载 重的道路，宜偏向级配范围的下（粗）限。对一般道路、中小交通量或人行道路等宜偏向级配范围的上（细）限。 c、合成的级配曲线应接近连续或有合理的间断级配，不得有过多的

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)。 建立沥青用量－技术指标关系曲线。 根据标准要求，在各关系曲线上确定性能合格的沥青用量范围，取其中值为沥青最佳用量。 繁重交通中粒式沥青砼技术指标及试验结果如下表9.6.2所示。

沥青混合料组成设计

沥青混合料组成设计 热拌沥青混合料的配合比设计包括3个阶段： 1、目标配合比设计阶段——确定所用材料、计算矿料配合比、据马歇尔试验确定最佳沥青用量，把这个结果作为目标配合比进行试拌，确定拌合机各冷料仓的供料比例、进料速度。 2、生产配合比设计阶段——从二次筛分后进入各热料仓的材料取样筛分，确定各热料仓的材料比例（供控制室使用）。同时调整冷料仓的进料速度，确定生产配合比得最佳沥青用量(目标配合比的最佳沥青、±0.3%)。 3、生产配合比验证阶段——用生产配合比进行试拌、铺试验段，做马歇尔试验进行检验，确定生产用的标准配合比。标准配合比是生产控制的依据和质量检验的标准。矿料级配至少0.075、2.36、4.75三档的筛孔通过率接近要求的中值。 沥青混合料目标配合比设计阶段如何根据马歇尔试验确定沥青最佳用量1）．首先根据选用矿料颗粒组成确定各种矿料的比例，使混合的矿料级配符合设计或规范要求。 2）．根据规范和经验估计适宜的沥青用量，以此沥青用量为中值、0.5%为间隔取5个不同的沥青用量，分别拌和沥青混合料，制备5组马歇尔试验试件。3）．测定试件的密度，计算孔隙率和饱和度。并进行马歇尔试验，测定稳定度和流值等物理力学指标。 4）．整理试验结果。以沥青用量为横坐标，以密度、孔隙率、稳定度、流值和饱和度指标为纵坐标，分别点出试验结果，并绘制关系曲线图。 5）．在图中求取密度最大值对应的沥青用量为a1，稳定度最大值对应的沥青用量为a2，规定空隙率范围的中值对应的沥青用量为a3。计算出沥青最佳用量的初始值OAC1=（a1+a2+a3）/3。 6）．求出符合规范或设计的沥青用量范围OACmin~OACmax，并求取中值OAC2=（OACmin+OACmax）/2。 7）．按沥青最佳用量初始值OAC1在曲线图上求取相应的各项指标值，当各项指标均符合要求时，OAC1和OAC2综合决定沥青最佳用量。若不满足要求时，

矿质混合料组成设计(图解法)教案.

教案 题目：矿质混合料组成设计 （图解法） 课程类型: 新授理论课 授课方法: 理论讲授加任务驱动 所属课程:土木工程材料试验与检测 适用对象: 高职工程造价专业学生 2014年11月

第二十五讲矿质混合料组成设计（图解法）

【教学过程】 学生已经学习了试算法确定矿质混合料组成，但试算法计算过程 比较复杂，在实际工程中应用不多， 所以本次课为学生讲授工程中常用的图解法，使学生学有所用。 一、问题导入 试算法确定矿质混合料组成的计算过程及其学习难点是什么？ 1.教学设计：这部分主要是为了让学生对上次课内容进行回顾和整 理，通过这个问题及时了解学生对知识掌握的程度，为本次课的讲解提供相应的参考，同时也以此引出本次课的内容。 二、图解法确定矿质混合料的组成（适合于3种以上多种集料的组 成设计） 1.教学设计：这部分内容相对比较简单有趣，主要是学会如何根据 工程实际进行绘图，所以这部分首先由教师按PPT课件进行讲解，并在黑板上进行实际绘图，指导绘图过程中应注意的事项，学生自己在课堂上进行练习，理解“相叠等分”、“相接连分”、“相间平分”的意思，最后以小组的形式进行讲解。 2.教学内容：讲解绘图步骤及不同实际工程的图表处理方法 这部分是本次课的教学重点，主要包括三方面的内容：横、纵轴的确定，各筛孔径位置的确定，各集料用量的比例确定。 （1）横、纵轴的确定 这部分学生需要知道纵轴为通过百分率，通常取10cm，横轴为筛孔尺寸，通常取15cm，围成一矩形框图，如下图 （2）各筛孔径位置的确定 图1 图解法确定级配曲线坐标图

以级配范围的中值在纵轴上确定出各纵坐标点（0～100%） ，从各纵坐标点引出水平线与对角线OO′相交。最后从交点做垂线与横坐标相交，其交点即为各筛孔径的位置。 （3）各集料用量的比例确定 这部分知识比较难，由于单一集料的级配不同，两种相邻集料的级配曲线可能出现重叠、衔接和分离三种情况，所以需要根据不同情况采用做图法确定各集料的用量比例 对于这三种不同情况主要将其概括为：“相叠等分”、“相接连分”、“相间平分”，教师讲授每种情况下绘图的方法，学习体会其含义。 三、校核调整 1.教学设计：这部分是本次课中最难的部分，也是试算法学习过程 中，学生普遍掌握不了的部分，主要由于这部分内容需要学生按照工程实际进行调整，这里面就需要学生具有一定的现场经验，而这也恰是学生所欠缺的，所以对于这部分的学习主要采用教师以实际案例讲授相应的技巧，学生进行实际应用，最后进行总结掌握。 2.教学内容：校核调整的过程及技巧 四、工程实例计算 1.教学设计：为了提高学生对知识的实际应用能力，同时也为了了 解学生对本次课的掌握程度，在这部分教师提供工程案例，学生在课堂上进行绘图计算，小组讨论后进行汇报，教师进行点评。 图2 组成集料级配曲线和级配中值

沥青混合料配合比设计三阶段

沥青混合料配合比设计 沥青混合料配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证三个阶段。 第一阶段——目标配比设计阶段：目的是确定已有矿料的配合比,并通过试验确定最佳沥青用量； 第二阶段——生产配比设计阶段：目地是确定各热料仓矿料进入拌和室的比例.并检验确定最佳沥青用量； 第三阶段——生产配比验证阶段：目的是为随后的正式生产提供经验和数据。 1、目标配合比 目标配合比设计基本上是在试验室内完成的，是混合料组成设计的基础性工作，包括原材料试验、混合料组成设计试验和验证试验，在此基础上提出的配合比例称为目标配合比。具体设计步骤： （1）混合料类型与级配范围的确定 （2）原材料的选择与确定 （3）矿料级配选用 GAGGAGAGGAFFFFAFAF

（4）进行马歇尔试验 （6）路用性能检验 （5）最佳沥青用量确定 2、生产配合比 生产配合比调整要结合拌和楼进行，目前生产中使用的拌和楼有两种类型，一类是连续式拌和楼，对于连续式拌和楼生产配合比调整只要调整到冷料仓的流量满足目标配合比要求，就可以加热拌料了，不需要进行生产配合比设计；另一类是间歇式拌和楼，要对集料进行加热、筛分，而后在各热料仓称重、回配，回配的比例，就是生产配合比。由于各热料仓矿料的配合比例，与目标配合比各矿料的配合比例会有所不同，就需要通过试验确定各热料仓矿料的配合比例，现场称二次级配。生产配合比调整的目的是在目标配合比的基础上，通过调整各冷料仓的流量使之符合设计合成级配要求，对间歇式拌和楼则还要确定出各热料仓矿料的配合比例。具体设计步骤： （1）冷料仓流量的调整 （2）确定各热料仓矿料配合比例 GAGGAGAGGAFFFFAFAF

沥青混合料的组成结构及强度原理

第六章沥青混合料的强度构成机理 §6.1 沥青混合料的组成结构及强度原理 6.1.1沥青混合料的组成结构 沥青混合料是一种复杂的多种成分的材料，其“结构”概念同样也是极其复杂的。因为这种材料的各种不同特点的概念，都与结构概念联系在一起。这些特点是：矿物颗粒的大小及其不同粒径的分布；颗粒的相互位置；沥青在沥青混合料中的特征和矿物颗粒上沥青层的性质；空隙量及其分布；闭合空隙量与连通空隙量的比值等。“沥青混合料结构”这个综合性的术语，是这种材料单一结构和相互联系结构的概念的总和。其中包括：沥青结构、矿物骨架结构及沥青-矿粉分散系统结构等。上述每种单一结构中的每种性质，都对沥青混合料的性质产生很大的影响。 随着混合料组成结构的研究的深入，对沥青混合料的组成结构有下列两种互相对立的理论。 （1）表面理论按传统的理解，沥青混合料是由粗集料、细集料和填料经人工组配成密实的级配矿质骨架，此矿质骨架由稠度较稀的沥青混合料分布其表面，而将它们胶结成为一个具有强度的整体。这种理论认识可图解如下： （2）胶浆理论近代某些研究从胶浆理论出发，认为沥青混合料是一种多级空间网状胶凝结构的分散系。它是以粗集料为分散相而分散在沥青砂浆的介质中的一种粗分散系；同样，砂浆是以细集料为分散相而分散在沥青浆介质中的一种细分散系；而胶浆又是以填料为分散相而分散在高稠度的沥青介质中的一种微分散系。这种理论认识可图解如下：

分散相—粗集料 沥青混合料（粗分散系）分散相—细集料 分散介质—砂浆（细分散系）分散相—填料 分散介质—沥青胶结物（微分散系） 分散介质—沥青这3级分散系以沥青胶浆（沥青—矿粉系统）最为重要，典型的沥青混合料的弹-粘-塑性，主要取决于起粘结料的作用的沥青-矿粉系统的结构特点。这种多级空间网状胶凝结构的特点是，结构单元（固体颗粒）通过液相的薄层（沥青）而粘结在一起。胶凝结构的强度，取决于结构单元产生的分子力。胶凝结构具有力学破坏后结构触变性复原自发可逆的特点。 对于胶凝结构，固体颗粒之间液相薄层的厚度起着很大的作用。相互作用的分子力随薄层厚度的减小而增大，因而系统的粘稠度增大，结构就变得更加坚固。此外，分散介质（液相）本身的性质对于胶凝结构的性质亦有很大的影响。 可以认为，沥青混合料的弹性和粘塑性的性质主要取决于沥青的性质、粘结矿物颗粒的沥青层的厚度，以及矿物材料与结合料相互作用的特性。沥青混合料胶凝健合的特点，也取决于这些因素。 沥青混合料的结构取决于下列因素：矿物骨架结构、沥青的结构、矿物材料与沥青相互作用的特点、沥青混合料的密实度及其毛细-孔隙结构的特点。 矿物骨架结构是指沥青混合料成分中矿物颗粒在空间的分布情况。由于矿物骨架本身承受大部分的内力，因此骨架应由相当坚固的颗粒所组成，并且是密实的。沥青混合料的强度，在一定程度上也取决于内摩阻力的大小，而内摩阻力又取决于矿物颗粒的形状、大小及表面特性等。 形成矿物骨架的材料结构，也在沥青混合料结构的形成中起很大作用。应把沥青混合料中沥青的分布特点，以及矿物颗粒上形成的沥青层的构造综合理解为沥青混合料中的沥青结构。为使沥青能在沥青混合料中起到自己应有的作用，应均匀地分布到矿物材料中，并尽可能完全包裹矿物颗粒。矿物颗粒表面上的沥青层厚度，以及填充颗粒间空隙的自由沥青的数量，具有重要的作用。自由沥青和矿物颗粒表面所吸附沥青的性质，对于沥青混合料的结构

沥青混合料配合比设计方法

沥青混合料配合比设计 方法 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

嘉兴市春秋建设工程检测中心有限责任公司 CQ/Q040530-2003沥青混合料配合比设计方法 批准人： 状态： 持有人： 分发号： 2003年11月1日批准 2003年11月25日实施 地址：浙江省嘉兴市南湖经济开发区春园路 电话：、2600330 传真： 沥青混合料配合比设计方法 1.沥青混合料配合比设计基本原则 对于高速公路和一级公路沥青路面的上面和中面层的沥青混凝土混合料进行配合比设计时，应通过车辙试验机对抗车辙能力进行检验。在温度60℃、轮压条件下进行车辙试验的动稳定度，对高速公路不小于800次/㎜，对一级公路应不小于600次/㎜ 沥青碎石混合料的配合比设计应根据实践经验和马歇尔试验的结果，经过试拌试铺论证确定。 高速公路和一级公路的热拌沥青混合料的配合比设计应遵照下列步骤进行： ±%等三个沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量。 2.矿质混合料的配合组成设计 矿质混合料配合组成设计的目的，是选配一个具有足够密实度、并且

有较高内摩阻力的矿质混合料。可以根据级配理论，计算出需要的矿质混 合料的级配范围；但是为了应用已有的研究成果和实践经验，通常是采用 规范推荐的矿质混合料级配范围来确定。按现行规范《沥青路面施工及验 收规范》（GB500092—96）中规定，按下列步骤进行； 确定沥青混合料类型 沥青混合料的类型，根据道路等级、路面类型及所处的结构层位，按表2 选定。 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，查阅规范推荐的矿质混合料级配范围表即 可确定所需的级配范围。 矿质混合料配合比计算 沥青混合料类型表2

沥青混合料生产配合比组成设计(doc 10页)

沥青混合料生产配合比组成设计(doc 10页)

沥青混合料生产配合比组成设计 分项工程：SBS改性沥青下面层 级配类型：AC—25Ⅰ改进型 试验日期：二〇〇四年十二月 吉林省交通建设集团 盐通高速公路YT—YC21标

1、

2、22.5：3.5 3、沥青混合料马歇尔试验：在确定目标配合比为4.2%基础上分别配制了 3.6%，3.9%， 4.2%，4.5%，4.8%五组油石比的混合料进行马歇尔试验。 3、沥青混合料最佳油石比选定：分别测定了五组试件的密度，稳定度，流 值。并计算空隙率，沥青体积百分率，粒料间隙率，饱和度。试验结 果整理如下： a1=4.4% a2=4.4% a3=3.8% OAC1=(a1+a2+a3)/3=4.2% OAC max=4.6% OAC min=4.0% OAC2=(OAC max+OAC min)/2=4.3% 且OAC min

沥青混合料试验数据汇总表 工程名称: 盐通高速公路盐城段合同号: YT-YC21 编号: