矿料级配计算表

级配碎石配合比文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]报告编号： ZH-2017-0525任务单编号： ZH-0525报告总页数： 5 级配碎石配合比报告施工单位：安徽送变电工程公司芜湖建业工程检测有限公司报告日期：2017年05月25日委托单位：国网安徽省电力公司经济技术研究院建设单位：国网安徽省电力公司经济技术研究院见证单位：安徽电力工程监理有限公司见证人：徐鸿亮签名栏试验单位：（盖章）试验人员：报告审核：报告批准：说明：1、报告未加盖公章或检测专用章无效。

2、未经本单位书面同意，部分复制报告无效。

3、委托检测结果仅对来样负责。

4、若对检测结果有异议，应于收到报告十五日内，以书面形式向检测单位提出，逾期视为对报告无异议。

5、检测报告未加盖骑缝章无效。

6、本报告中所有原材料检测仅供配合比设计使用，施工中所用各种原材料应按规定批量送检。

地址：芜湖市北京路30号。

一、任务概述国网安徽省电力公司经济技术研究院委托，我公司安徽芜湖三500千伏变电站新建工程道路级配碎石进行配合比试配。

二、试配依据《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）三、原材料性质分析本次目标配合比试配所用集料为芜湖的碎石；本次配合比设计所用原材料均由委托方送样。

矿料级配碎石中的矿料包括粗集料和细集料。

粗集料10~20mm，5~10mm碎石，粗集料技术性质见表3-1。

试验结果表明粗集料所检项目符合JTJ034-2000《公路路面基层施工技术规范》关于路面基层用粗集料质量技术要求。

表3-1 粗集料技术性质细集料为石屑，试验项目及试验结果见表3-2。

试验结果表明细集料所检项目符合JTJ 034-2000《公路路面基层施工技术规范》关于路面基层用细集料质量技术要求。

表3-2 细集料技术性质各种粗集料、细集料的筛分结果见表3-3表3-3 各种集料的筛分结果四、级配碎石配合比混合料级配混合料级配范围见下表。

沥青砼矿料级配设计理论浅析一、前言近年来，随着我国国民经济的高速发展，我国交通运输业特别是公路运输业显现出突飞猛进的态势，载至到2000年底，我国高速公路的通车里程已达16000KM，总里程位居世界第三位。

公路运输呈现车流量大（3000辆/昼夜以上）和轴载重（大型货运车辆自重加运输货物有的每辆达60t以上，汽车轮胎的气压已增大到1.0Mpa以上）的情况，传统的沥青砼混合料矿料级配（规范中的ACI型和ACII型及抗滑表层）及沥青砼配合比设计方法已不能满足现行公路交通运输的需要，所以现在国内出现了多碎石沥青砼(SAC)、SMA、Superpave等路面结构，沥青材料也出现了如SBR、SBS、EV A、PE等用不同改性剂加入沥青中对沥青进行改性的各种改性沥青，而且路面基层也从传统的石灰土、石灰碎石土、石灰工业废渣土改进成二灰碎石基层、水泥稳定碎石基层。

但至今还是没有彻底解决路面拥包、泛油、车辙、渗水、松散等问题，有些高等级公路通车还不到两年就出现早期损坏现象，如国道104线静海段路面拥包、变形，石太高速公路路面车辙、变形现象，石安线的路面透水损坏，京沪高速江苏锡澄段的路面唧浆网裂等。

二、黄高速公路辛沧段沥青砼矿料级配组成石黄高速公路辛沧段沥青砼路面采用三层式沥青砼结构，各层的矿料组成符合表-1所列级配范围。

4cm沥青砼表面层（粗集料采用安山岩）采用修正后的多碎石SAC-16型级配，5cm中面层采用修正后的AC-20Ⅰ型级配，6cm下面层采用修正后的AC-25Ⅰ型级配。

沥青砼矿料级配范围（方孔筛）表一1三、沥青砼配合比设计理论浅析沥青砼混合料在路面结构中产生破坏的情况，主要是发生在高温时由于抗剪强度不足或塑性变形过剩而产生推移、车辙、泛油等现象，低温时抗拉强度不足或变形能力较差而产生裂缝现象，以及沥青混合料配合比选用不当，空隙率过大而产生的路面结构渗水，在大量快速行车的作用下，反复作用的动水压力（孔隙水压力）使沥青从碎石表面剥落下来，造成沥青砼路面坑洞、网裂、唧浆等破坏现象。

江苏省高速公路沥青路面上面层（SBS改性沥青、AK-13S）施工指导意见（修订版）根据交通部标准JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》规定，结合我省已建高速公路的施工经验和研究成果，对江苏省高速公路沥青路面上面层施工，提出如下指导意见。

上面层采用AK-13S结构，矿料级配应符合表一的规定。

沥青路面上面层用沥青混凝土矿料级配通过率（%）范围表一一、准备工作1、原材料技术要求（1）沥青：采用优质SBB改性沥青，其技术要求见表二。

沥青性能整套检验由省高指委托有关单位进行，各施工单位和驻地监理组工地试验室、市高指中心试验室按苏高技（2004）203号《关于进一步明确明确公路沥青路面原材料检测项目和检测频率的通知》规定对到场沥青时行检测，并留样备查。

（2）粗集料：应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体SBS改性沥青技术要求表二颗粒的玄武岩碎石或辉绿岩碎石，粒径大于2.36mm。

应选用反击式破碎机轧制的碎石，严格控制细长扁平颗粒含量，以确保粗集料的质量。

集料质量应从源头抓起，派专人进驻集料加工厂，对不合格的集料不得装车、装船，对进场粗集料按苏高技（2004）203号文规定进行检查。

粗集料技术要求见表三。

沥青上面层用粗集料质量技术要求表三注：（1）有1个或以上破碎面为黄色节理面的集料颗粒含量应不大于5%；（2）多孔玄武岩的视密度可放宽至2.45t/m3，吸水率放宽至3%。

（3）细集料：采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂，不能采用山场的下脚料。

对进场细集料按苏高技（2004）203号文规定进行检查。

细集料规格见表四。

沥青上面层用细集料规格表四注：（1）视密度不小于2.60g/cm3；（2）砂当量不得小于60%（宜控制在70%以上）；亚甲兰值不大于25g/kg，亚甲兰试验待试验规程正式发布后执行；（3）小于0.075mm质量百分率宜不大于12.5%；（4）棱角性不小于30S。

矿料级配曲线的绘制方法：首先要按对数计算出各种颗粒粒径在横坐标轴上的位置，而表示通过百分率的纵坐标则按普通算术坐标绘制，绘制好纵坐标，横坐标后最后计算所得的各种颗粒粒径的通过白分率绘制的坐标图上，在将确定的各点连接成光滑的曲线。

矿料混合料组成设计：1、数解法（1）基本假定、（2）计算过程2：图解法（1）准备工作（2）绘制框图（3）确定各集料用量（4）合成级配的计算与校核。

筛析法检测水泥细度的操作方法和特点能够产生4000~6000Pa负压压力的负压筛析仪、孔径为0.080mm的试验用负压方孔筛1）清理吸尘器中的水泥积存物，接通电源打开负压筛，检查仪器是否能够达到4000~6000Pa负压压力。

（2）称取25g水泥试样，记作m0，倒入负压筛上，开动负压筛析仪，持续过筛2min。

如在筛析过程中看到有水泥附着在筛盖上，可通过敲击使试样落下。

（3）筛析结束后，用天平称取筛中的筛余物，记作m1。

用筛余物的多少表示水泥的细度。

为卡仪法稠度测定的方法：1）用湿布擦搅拌锅和搅拌叶片，将拌和水倒入搅拌锅中，在5~10s内将称好的500g水泥加入水中；启动搅拌机，低速搅拌120s，停15s，然后高速搅拌120s停机。

（2）拌和结束后，立即将拌和好的水泥净浆装入已放在玻璃板上的试模中，用小刀插捣数次，刮去多余的净浆。

（3）迅速将试模和底板移到维卡仪上，降低试杆直到与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1~2s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。

在试杆停止沉入或释放试杆30s时记录试杆到底板的距离。

（4）整个操作应在搅拌后1.5min内完成。

以试杆沉入净浆并距底板6±1mm的水泥净浆为标准稠度净浆。

其拌和用水量为该水泥的标准稠度用水量，以水泥质量的百分比计。

试锥法中调整水量法和用固定水量法的关系及超着步骤1）采用固定用水量法测定时，拌和用水量为142.5mL，精确到0.5mL。

（2）用湿布擦搅拌锅和搅拌叶片，将拌和水倒入搅拌锅中，在5~10s内将称好的500g 水泥加入水中；启动搅拌机，低速搅拌120s，停15s，然后高速搅拌120s停机。

实验三：集料的筛析和级配试验一、实验目的测定粗集料(碎石、砾石、矿渣等)、细集料(天然砂、人工砂、石屑)、矿粉的颗粒组成，对沥青混合料及基层用粗、细集料必须采用水洗法试验。

二、试验原理集料中各组成颗粒的分级和搭配称为级配，级配通过筛分试验确定。

筛分试验就是将集料通过一系列规定筛孔尺寸的标准筛，测定出存留在各个筛上的集料质量，根据集料试样的质量与存留在各筛孔尺寸的集料质量，就可求得一系列与集料级配有关的参数分计筛余百分率、累计筛余百分率、通过百分率。

三、预习要求1、理解级配的概念，了解试验原理。

2、了解试验仪器的用法，掌握集料的筛分试验方法。

四、实验仪器1、试验筛：根据需要选用规定的标准筛。

2、摇筛机。

3、天平或台秤：粗集料要求感量不大于试样质量的0.1％；细集料要求称量1000g，感量不大于0.5g；矿粉要求感量不大于0.1g。

4、其它：盘子、铲子、毛刷、搪瓷盘、橡皮头研杵等。

5、烘箱：能控温在105℃±5℃。

五、实验内容（1）粗集料筛分试验试验准备：按规定将来料用分料器或四分法缩分至表3-1要求的试样所需量，风干后备用。

根据需要可按要求的集料最大粒径的筛孔尺寸过筛，除去超粒径部分颗粒后，再进行筛分。

表3-1筛分用的试样质量1、沥青混合料及基层用粗集料水洗法试验步骤1.1取一份试样，将试样置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量(m3)，准确至0.1％。

注：恒重系指相邻两次称取间隔时间大于3h（通常不少于6h)的情况下，前后两次称量之差小于该项试验所要求的称量精密度。

下同。

1.2将试样置一洁净容器中，加入足够数量的洁净水，将集料全部淹没，但不得使用任何洗涤剂、分散剂或表面活性剂。

1.3用搅棒充分搅动集料，使集料表面洗涤干净他细粉悬浮在水中，但不得破碎集料或有集料从水中溅出。

1.4根据集料粒径大小选择组成一组套筛，其底部为0.075㎜标准筛，上部为2.36㎜或4.75㎜筛。

规格不同的集料按一定比例配合起来，一般是指把几个规格不同的（有大有小）的集料组合起来形成混合料，混合料各筛孔通过率即为级配。

简单地说级配就是集料筛分之后一系列筛孔的通过率。

集料基本概念一、粗集料1、基本概念集料定义：是指在混合料中起骨架和填充作用的粒料，包括碎石、砾石、石屑、砂等。

标准筛的概念：对颗粒性材料进行筛分试验用的符合标准形状和尺寸规格要求的系列样品筛。

标准筛筛孔为正方形，筛孔尺寸依次为75mm、63mm、37.5mm、3.1.5、26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm。

集料的划分：根据集料形成的过程可分为经自然风化、地质作用形成的卵石、砂砾和人工机械加工而成的碎石；根据粒径大小可分为粗集料和细集料（又称砂）；根据化学成分分为酸性集料和碱性集料。

集料粒径：在沥青混合料中，粗集料是指粒径大于2.36㎜的碎石,破碎砾石,筛选砾石和矿渣等;在水泥砼中,粗集料是指粒径大于4.75㎜的碎石,砾石和破碎砾石.集料最大粒径:指集料的100%都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸.集料的最大公称粒径:指集料可能全部通过或允许有少量不通过(一般容许筛余不超过10%)的最小标准筛筛孔尺寸.通常比集料最大粒径小一个粒级.二、细集料1、砂的技术性质在沥青混合料中，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；在水泥砼中，细集料是指粒径小于4.75mm的天然砂和人工砂。

砂的技术性质涉及范围：物理常数、级配、粗度、有害物质。

筛分和级配的概念：级配是集料中各级粒径的分配情况，通过筛分试验确定粗细集料颗粒粒级的分布状况。

砂的筛分试验是称取一定数量的砂样，在规定的标准套筛上进行筛分，分别称出砂样在各个筛上的存留质量，然后再根据公式计算出与级配有关的参数。

分计筛余百分率：是指某号筛上的筛余质量占试样总质量的百分率；累计筛余百分率：是指某号筛的分计筛余百分率和大于该筛号的各筛分计筛余百分率之和；通过百分率：是指通过某号筛的试样质量占试样总质量的百分率，在数值上等于100减去某号筛的累计筛余百分率。

矿料的组成设计道路与桥梁用砂石材料，大多数是以矿料与各种结合料（如水泥或沥青等）组成混合料使用。

为此，对矿料必须进行组成设计，以确定合理的级配，其主要内容包括理论级配范围的确定及基本组成的设计两方面。

矿料的级配理论，矿料是用于沥青混合料的粗集料、细集料、填料的总称。

各种不同粒径的集料，按照一定的比例搭配起来，以达到较高的密实度（或较大摩擦力），可以采用连续级配和间断级配两种级配组成。

连续级配：是某一矿料在由标准筛配成的筛系列中进行筛分析时，所得的级配曲线平顺圆滑，具有粒级连续的（不间断的）性质，相邻粒径的颗粒之间，有一定的比例关系（按质量计）。

这种由大到小，逐级粒径均有，并按比例相互搭配组成的矿料，称为连续级配矿料。

间断级配：是在矿料中剔除其中一个（或几个）粒级，形成一种粒级不连续的混合料，称为间断级配矿料。

级配曲线范围，按配理论公式计算出各级集料在矿料的通过百分率，以通过百分率为纵坐标，以粒径为横坐标，绘制成曲线。

图解法，采用图解法来确定矿料的组成，常用的有适用于两种集料组成的“矩形法”和适用于三种集料组成的“三角形法”等。

对于三种以上集料级配的图解法，可采用“平衡面积法”，该法是采用一条直线来代替集料的级配曲线，这条直线使曲线左右两边的面积平衡（即相等），这样简化了曲线的复杂性。

这个方法又经过许多研究者的修正，故称为“修正平衡面积法”，简称图解法。

最大密度曲线理论：是通过试验提出的一种理想曲线,认为固体颗粒按粒度大小，有规则地组合排列，粗细搭配，可以得到密度最大、空隙最小的混合料。

初期研究的理想曲线是：细集料以下的颗粒级配曲线为椭圆形级配曲线，粗集料级配曲线为与椭圆曲线相切的直线，由这两部分组成的级配曲线，可以达到最大密度。

后来经过许多研究改进，提出简化的“抛物线最大密度理想曲线”认为：“矿料的颗粒级配曲线愈接近于抛物线，则其密度愈大。

”① 最大密度曲线公式：根据上述理论，当矿料的级配曲线为抛物线时，如图10-1所示，最大密度理想曲线可用颗粒粒径（d）与通过量（p）表示：d=p2/k式中：d矿料各级颗粒粒径（mm）；p 各级颗粒粒径集料的通过量（%）；k常数。