细集料的级配设计
“贝雷法”级配设计方法概述
“贝雷法”级配设计方法概述摘要：为了对比得到“贝雷法”与Superpave级配设计方法之间的异同，系统分析了贝雷法级配设计的原理、几何模型以及理论依据，并在此基础上介绍了其设计方法的具体实施步骤，并对关键设计参数CA比及FA比的计算方法和相应技术要求以及参数对于沥青混合料细部结构的影响进行了详细论述，就如何在提高沥青路面的高温稳定性同时保证其耐久性提出了相应的级配设计检验方法。
关键词：贝雷法；级配设计；CA比；FA比；嵌挤密实Abstract: In order to obtain the si milarities and differences between the “Bailey method” and the Superpave in gradation design method, the principles, geometric model and theoretical basis of the “Bailey method” are systematically analyzed. And based on this, the specific steps of the design methods are introduced. Then, there presents a detailed discussion on the calculation methods of its key design parameters such as CA ratio and FA ration, the corresponding technical requirements, as well as the impacts of the parameters on the detail structure of asphalt mixture. In the end, the testing mehtod of gradation design are put forward for how to improve the high-temperature stability of asphalt pavement and ensure its durability at the same time.Key words: Bailey method; gradation design; CA ratio; FA ratio; inlaying compaction1“贝雷法”级配设计理论依据“贝雷法”级配设计方法是美国伊利诺伊州交通局罗伯特·贝雷进行了大量研究而提出的一套确定沥青混合料级配，被称为嵌挤密实结构的沥青混合料级配设计方法。
粗、细集料、级配碎石作业指导书
粗集料试验作业指导书编制：复核：批复：中铁十七局集团第一工程有限公司工程检测中心细集料试验作业指导书编制：复核：批复：中铁十七局集团第一工程有限公司工程检测中心级配碎石试验作业指导书编制：复核：批复：中铁十七局集团第一工程有限公司工程检测中心目录1技术指标及要求 (1)1.1混凝土用粗集料 (1)1.2路面基层用集料（水泥稳定粒料） (3)1.3沥青混合料用粗集料 (4)2主要参数试验细则 (7)2.1粗集料筛分试验 (7)2.2含泥量及泥块含量试验 (10)2.3粗集料密度及吸水率试验(网篮法) (12)2.4粗集料堆积密度及空隙率试验 (15)2.5针片状颗粒含量(规准仪法) (19)2.6针片状颗粒含量试验(游标卡尺法) (20)2.7粗集料压碎值试验 (21)2.8粗集料磨耗试验（洛杉矶法） (22)2.9粗集料对沥青粘附性试验 (24)2.10粗集料含水率快速试验（酒精燃烧法） (25)2.11粗集料有机物含量 (26)2.12粗集料硫化物和硫酸盐含量 (27)2.13粗集料坚固性 (29)2.14粗集料岩石抗压强度 (31)2.15碱集料反应 (32)2.16粗集料冲击值试验 (33)2.17粗集料磨光值试验 (35)2.18粗集料超逊径颗粒含量试验 (38)2.19粗集料抑制碱骨料反应有效性试验 (39)公路工程用粗集料试验1技术指标及要求1.1混凝土用粗集料1．颗粒级配粗集料应按最大公称粒径的不同,采用2～4个粒级的集料进行掺配,并应符合表4-1的要求。
粗集料颗粒级配范围表1-12．主要技术指标(1)桥涵隧道结构混凝土用粗集料技术指标应符合表1-2规定。
碎石或卵石主要技术要求(JTG/T F050—2011)表1-2粗集料主要技术指标(JTG F30—2003)表1-31.2路面基层用集料（水泥稳定粒料）1.颗粒级配用于底基层的碎石最大粒径为37.5mm，用于基层的碎石最大粒径为31.5mm，碎石颗粒应接近立方体；细集料质地应坚硬、耐久、洁净，并具有良好级配，其合成级配应符合设计要求，一般参见表1-4的要求。
实验三：集料的筛析和级配试验
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。
检测培训《粗、细集料试验、矿料级配设计
An=α1+α2+α3+α4+α5+… +αn
通过百分率/%
P0 =100 P1=100- A1 P2=100- A2 P3=100- A3 P4=100- A4 P5=100- A5 ┇ Pk=100- Ak ┇ Pn=100- An
备注
n
∑mi = m
1
n ∑αi =100 1
4. 粗集料针片状颗粒含量
m2 m1
V (5)含水率粗集料含水率是粗集料在自然状态条件下的 含水量的大小。
3. 级配(Gradation)
级配:
粗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。
集料级配有关的参数：分计筛余百分率、 累计筛余百分率和通过百分率。
1、分计筛余百分率 是指某号筛上的筛余质量占试样总质量百分率
(二)粗集料的力学性质
道路与桥梁建筑用粗集料的力学性质，主要是压 碎值和磨耗损失，其次是磨光值、道瑞磨耗值和冲击值。 不同道路等级抗滑表层集料的磨光值、道瑞磨耗值和冲 击值有不同的技术要求
表1-8 抗滑表层和集料技术要求
指标
石材磨光值 (PSV)不大于 道瑞磨耗值 (AAV)不大于
高速 公路 一级 公路
42
14
其他公 路
3Hale Waihona Puke 161．集料压碎值集料压碎值是集料在连续增加的荷载下，抵抗压 碎的能力。它作为衡量石材强度的一个相对指标，用 以评价石料在公路工程中的适用性。
[集料压碎值测定方法]：按照现行《公路工程集料试验
规程JTG E42—2005》规定，有关路用沥青混凝土集
料压碎值测定的规定(水泥混凝土集料压碎值的测定方
篮法，将粗集料在规定条件(105℃±5℃烘干至恒 重)下烘干后称其质量为ma，再将干燥粗集料装在 金属吊篮中浸水24h，使开口孔隙饱水，然后在浸
配合比设计对集料的级配的选用
1 配合比集料的级配选用的依据凡施工中要使用集料的工程，其施工技术规范都对集料的级配范围有明确规定。
但是在有些工程，因为工程质量对集料的级配较为敏感，在施工规范中除对集料的级配范围规定外，还对一些关键筛孔的筛分通过的质量百分率（或累计筛余质量百分率），提出特别要求，如JTJ032-94《公路沥青路面施工技术规范》7.3.6.3条规定‘标准配合比的矿料级配至少应包括0.075mm、2.36mm、4. 75mm三档的筛孔通过率接近要求级配的中值；JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》在细集料的级配范围表中的注：②中规定‘……除5.00、0.63、0.16号筛孔外，其余各筛孔累计筛余允许超出分界线，但其总量不得大于5%。
’④中规定‘对于高强泵送混凝土用砂……2.5mm筛孔的累计筛余量不得大于15%，0.315mm筛孔的累计筛余量宜在85%~92%范围内。
’等，但对其他筛孔的级配范围中值的筛分通过质量百分率（或累计筛余质量百分率）的波动允许百分率没有严格的规定，只能以级配范围作为配合比的集料选用的依据，和施工工地在集料进行抽检试验时，对集料的级配判定是否合格的控制依据。
而较为合理的、适用的、理想的集料的级配，应该首选级配范围的中值。
但要设计好一个经济合理的、适用的、理想的配合比，还要考虑集料的级配以外的其他一些有关的因素。
2 配合比设计集料的级配选用的两种方法：施工所用集料的采购备料，都是先控制一个最大、最小粒径范围，然后在此范围分几个档次，采购进场2~5种不同规格的集料，由配合比设计人员根据规定集料的级配要求，计算出各种规格的集料用量比例，作为施工配料和备料进场的依据。
目前集料的级配计算、选用常用的方法有如下两种：2.1粗放型选择法：根据实际进场各种集料筛分试验的级配结果，依据规范规定的级配要求，用试算法、图解法或专用的电脑软件，计算出各种集料组合时所占的比例，并按此比例计算集料的合成级配，绘制级配结果曲线图。
道路建筑材料1-5什么是集料的级配？用哪些参数表示级配？
道路建筑材料1-5什么是集料的级配？用哪些参数表示级配？道路建筑材料1-5 什么是集料的级配？用哪些参数表示级配？连续级配与间断级配类型有何差别？级配是集料中各种粒径颗粒的搭配或分部情况。
表示级配的参数有 3 个：分级筛余百分率、累积筛余百分率和通过百分率。
分计筛余百分率a i：是某号筛的筛余质量占试样总质量的百分率。
累积筛余百分率A i ：是某号筛的分计筛余的百分率和大于该号筛的各筛分计筛余百分率之总和。
A i a1 a2 a i通过百分率P i ：是通过某号筛的式样质量占试样总质量的百分率。
P i 100 A i常见的级配曲线有连续级配和间断级配。
连续级配类型的集料，由大到小，逐级粒径的颗粒都有，且按照一定的比例搭配，绘制的级配曲线平顺圆滑不间断。
间断级配集料中缺少一个或几个粒级的颗粒，大颗粒与小颗粒之间有较大的“空档” ，所绘制的级配曲线是非连续的，有间断的。
1-8 填隙碎石与级配碎石的集料在颗粒组成上有什么不同？这种差异对其路用性能有什么影响？填隙碎石主要是用单一的粗碎石做主骨料，经压路机碾压就位后，形成嵌锁结构，用石屑填塞粗碎石间的空隙，增加密实度和稳定性。
级配碎石是由各种大小不同的粒级集料按一定级配组成的混合料。
在颗粒组成方面，填隙碎石以单一粗碎石为主，填塞石屑于空隙中；级配碎石则含有各种不同粒径的集料。
填隙碎石强度形成和抗变形能力主要靠粗碎石颗粒的嵌锁作用，在空隙中填入石屑或粗砂，进一步增加强度和稳定性，适用于各等级公路的底基层和二级以下公路的基层。
级配碎石强度形成和抗变形能力主要与集料的颗粒间的摩擦作用和粘结作用有关。
由多种粒径的颗粒集料构成，其稳定性和平整度比填隙碎石更好，可作沥青路面和水泥混凝土路面的基层和底基层，也可作路基改善层，或低等级道路的路面。
3-3 试述混凝土拌合物施工和易性的意思，影响因素，改善措施。
新拌水泥混凝土的施工和易性，也称工作性，是指混凝土拌合物易于施工操作（拌制、运输、浇注、振捣）并获得质量均匀、成型密实的性能。
沥青混凝土级配设计中细集料的运用
SHANXI
山
西
ARCHITECTURE
建
筑
Vol． 38 No． 36 Dec． 2012
· 131·
沥青混凝土级配设计中细集料的运用
郭军鹏
（ 山西省公路局晋城分局， 山西 晋城 048026 ）
1
概述
晋城地区石灰岩储量丰富， 以其为母材的各种规格碎石广泛
2
试验条件
但受限于传统的粗放式生产模式， 造成产出 用于各类建筑工程， 的石屑成分复杂、 颗粒扁平， 不满足沥青混凝土对细集料的要求， 被排除在沥青混凝土可用原材的名单之外， 施工单位被迫采用远 途运输的高价天然砂作为沥青混凝土施工中的细集料。近年来， 随 着各石料厂管理水平的提高， 逐渐出现了较为规范的人工砂专业 生产厂家， 使人工砂作为沥青混凝土的细集料推广使用成为可能。 本文力图从石屑、 人工砂、 天然砂三种原材料试验入手， 以相 同级配条件下的动稳定度试验作为最终评价标准， 对三种细集料 用于沥青混凝土的可能性进行探讨 。 度应为设计厚度的 140% ， 经轻度压实后可达设计要求的厚度 。 5 ） 珠光砂混凝土施工应从一端起一次性连续浇筑完成， 浇筑 完成一昼夜后用湿草袋覆盖在潮湿状态下养护 7 d， 然后进行风 干， 最后再做上面的面层。 6 ） 混凝土试块留置 28 d 龄期及同条件养护试块 100 mm ˑ 100 mm ˑ 100 mm 各两组， 28 d 导热系数试块 200 mm ˑ 200 mm ˑ 30 mm 两组。
6
质量记录
1 ） 珠光砂混凝土原材料合格证 、 质量检验报告。 2 ） 珠光砂混凝土配比通知单 。 3 ） 珠光砂混凝土坍落度检查记录 。 4 ） 隐蔽工程检查记录。 5 ） 珠光砂混凝土抗压、 导热系数试验报告。 6 ） 珠光砂混凝土检验批质量验收记录 。
矿料组成设计-最大密度曲线
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。
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例题1：
某工地现有水泥混凝土用砂取500g做筛分试验,筛分结 果如下表所示。计算该砂样的规格和类别。
1、列表计算
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2、计算细度模数MX
Mx
A2
A3
A4 A5
100 A1
A6 5A1
(93 62 35 15 6) 5 2 2.05 100 2
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Ⅱ
0 10～0 25～0 50～10 70～41 92～70 100～90
Ⅲ
0 10～0 15～0 25～0 40～16 85～55 100～90
说明：
Ⅰ区砂属于粗砂——采用较Ⅱ区大的砂率（不易捣实）； Ⅱ区砂属于中砂——由中砂和一部分偏粗砂的细砂组成；
Ⅲ区砂属于细砂——采用较Ⅱ区小的砂率（易捣实）。
∵MX=2.05 介于2.2～1.6之间， ∴由细度模数判别该砂的规格为细砂。
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3、确定砂子的类别
通过百分率（%）
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0.15
砂子标准级配图Ⅲ(细砂)
0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 筛孔直径（mm）
上限
下限
试样
0
步骤:
10 20 累
①画Ⅲ标准级配图
30 计
40
筛 余
②在标准级配Ⅲ
50 百
60 分 区内画出砂样。
率
70 (%)
80 ③由级配类别知：
90
9.5
该砂属于细砂。
结论：由细度模数和级配二项指标确定该砂为细砂。
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砂子的用途
• Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土； • Ⅱ类宜用于强度等级C30-C60及抗冻、
砂子筛析试验
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粗砂
中砂
细砂
标准砂
水泥混凝土组成材料用
2020/5/24பைடு நூலகம்
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测水泥胶砂 强度用
2
砂的分区及级配范围
筛孔尺寸（mm）
级配区 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6
0.3
0.15
累计筛余（%）
Ⅰ
0 10～0 35～5 65～35 85～71 95～80 100～90
抗渗或其它要求的混凝土； • Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和
建筑砂浆。
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课堂练习：
某砂筛分试验结果如下表1，试计算其累计筛余 及细度模数，并画出级配曲线。
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作业：
• 见《道路建筑材料习题集》 • P3问答题-6 • P3计算题-5