沥青混合讲义料组成设计
沥青混合料生产配合比组成设计
沥青混合料生产配合比组成设计在道路建设中，沥青混合料的质量直接关系到道路的使用性能和寿命。
而沥青混合料生产配合比组成设计则是确保沥青混合料质量的关键环节。
沥青混合料是由沥青、集料、矿粉等多种材料按照一定比例混合而成。
生产配合比组成设计的目的就是要确定这些材料的最佳比例，使得沥青混合料在满足各项性能要求的前提下，达到经济、合理、适用的目标。
在进行沥青混合料生产配合比组成设计之前，需要对原材料进行详细的检测和分析。
沥青的品质直接影响到混合料的高温稳定性、低温抗裂性等性能。
常见的沥青检测指标包括针入度、软化点、延度等。
通过这些指标，可以判断沥青的标号和适用范围。
集料是沥青混合料中的主要组成部分，其质量和级配对于混合料的性能有着重要影响。
集料应具有足够的强度、耐磨耗性和良好的颗粒形状。
在检测集料时，需要测定其密度、吸水率、压碎值等指标。
同时，还要对集料的级配进行分析，确保其符合设计要求。
矿粉在沥青混合料中起到填充和增强的作用。
矿粉的质量应符合相关标准，其细度和密度等指标也需要进行检测。
有了合格的原材料，接下来就是确定沥青混合料的类型。
常见的沥青混合料类型有 AC（密级配沥青混凝土）、SMA（沥青玛蹄脂碎石混合料）、OGFC（开级配排水式磨耗层）等。
不同类型的沥青混合料具有不同的特点和适用范围，应根据道路的交通量、使用条件等因素进行选择。
在确定了沥青混合料的类型后，就可以开始进行配合比设计了。
配合比设计通常采用马歇尔试验方法。
首先，根据经验和规范要求，拟定几个不同的配合比方案。
然后，按照这些方案制备马歇尔试件，并进行马歇尔试验。
马歇尔试验主要测定试件的稳定度、流值、空隙率、沥青饱和度等指标。
通过对试验结果的分析，判断哪个配合比方案能够满足设计要求。
如果没有满足要求的方案，则需要对配合比进行调整，重新制备试件和试验，直到找到最佳的配合比。
在配合比设计过程中，还需要考虑沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等性能。
沥青混合料设计手册
沥青混合料设计手册1. 引言沥青混合料是一种常见的道路材料，用于铺设和修复道路。
它是由沥青、矿料和其他添加剂混合而成。
本手册旨在提供一套可行的沥青混合料设计方案，帮助道路设计师和工程师们在道路建设项目中选择合适的混合料配方。
2. 混合料组成沥青混合料主要由三部分组成：沥青、矿料和添加剂。
2.1 沥青沥青是混合料的胶结剂，能够将矿料牢固地粘合在一起。
选择合适的沥青种类很重要，不同种类的沥青有着不同的特性。
一般来说，我们常用的沥青有：常规沥青、中间粘度沥青和高黏度沥青。
在选择沥青时，需要考虑其黏度、柔性和耐久性等因素。
2.2 矿料矿料是混合料中的骨料部分，可以分为粗骨料和细骨料两种。
粗骨料主要由碎石或砂石组成，能够提供混合料的强度和稳定性。
而细骨料则由砂和粉状物质组成，能够填充粗骨料间的空隙，提升混合料的密实性和表面光滑度。
2.3 添加剂添加剂是混合料中的辅助材料，用于改善混合料的性能和性质。
常见的添加剂有：改性剂、防水剂和填料。
改性剂可以提高沥青的粘附性和耐久性，防水剂可以提升混合料的抗水性能，填料则可以填充混合料中的空隙，增加强度。
3. 混合料设计步骤在进行混合料设计之前，需要对道路的特性、车流量和环境条件进行调查和分析。
在具备足够的背景信息后，可以根据以下步骤进行混合料设计：3.1 确定设计目标首先，需要明确混合料设计的目标和要求。
这包括混合料的强度要求、稳定性要求、耐久性要求等。
根据不同的道路类型和使用条件，设计目标可能会有所不同。
3.2 选择沥青类型和级别根据设计目标和要求，选择合适的沥青类型和级别。
在选择沥青时，需要考虑其黏度、柔性和耐久性等特性，以确保混合料的性能符合要求。
3.3 确定矿料配合比根据矿料的性质和比例，确定矿料的配合比。
矿料的配合比应该在一定的范围内，并且要考虑到混合料的强度和稳定性。
3.4 选择添加剂类型和掺量根据需要改善的性能和性质，选择合适的添加剂类型和掺量。
添加剂应该能够提升混合料的性能，同时不会对混合料的其他性质产生负面影响。
沥青混合料组成设计-PPT文档资料
①测出矿质集料的密度、吸水率、筛分情况以及沥青的密度。 ②采用图解法或数解法，求出已知级配的粗集料、细集料和矿
粉之间的比例关系。
（１）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０.０７５ｍｍ、２.３６ｍｍ和４.７５ｍｍ筛孔的通过 量尽量接近设计级配范围中限；
VM VA AVV VFA Va 100
VAVV
• 沥青体积百分率VA是指：沥青体积占试件体积的百分率 。
➢ Ⅰ.当试件采V用A油石11比00计00算PPaa时，fa沥青体积百分率VA
➢ Ⅱ.当试件采用沥V青A含 量Pb计算 f时，沥青体积百分率VA a
（3）测定力学指标
• 测定稳定度和流值
3、绘制关系曲线
t
P1' P2
100 Pn
Pb
w
1 2
n a
• ③沥青混合料试件的空隙率 VV
vv
1
s
t
100
④沥青混合料试件的饱和度 VFA
• 沥青混合料试件的饱和度也称沥青填隙率，即沥青体积占
矿料空隙体积的百分率。
• 饱和度过小，沥青难以充分裹覆矿料，影响沥青混合料的 粘聚性，降低沥青混凝土耐久性；饱和度过大，减少了沥 青混凝土的空隙率，防碍夏季沥青体积膨胀，引起路面泛 油，降低沥青混凝土的高温稳定性。
• 随ｈ/Ｄ增大，耐疲劳性提高，但车辙量增大。 • 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。 • 建议结构层厚度ｈ与最大粒径Ｄ之比应控制在2.5～3。
３.确定矿质混合料的级配范围
• 根据确定下来的沥青混合料类型，参照《公路沥青路面施工 技术规范》推荐的级配（见表）作为沥青混合料的设计级配 。
沥青混合料组成设计
前苏联k 前苏联k法
如以D1表示矿料最大粒径,当矿料粒径按1/2递减时, 如以D1表示矿料最大粒径,当矿料粒径按1/2递减时,其相 D1表示矿料最大粒径 1/2递减时 应的各级粒径尺寸为:D1 :D1、 应的各级粒径尺寸为:D1、
n为粒径尺寸数
为第一档（D1/0.5D1）粒径的重量百分率， 设a1为第一档（D1/0.5D1）粒径的重量百分率，则相应其 余各档的重量百分率为： 余各档的重量百分率为： ……a a2=a1k，a3=a1k2……am=a1km-1， 其中m为粒料分档数目，m=n其中m为粒料分档数目，m=n-1
连续开级配 粗骨料含量增加,混合料可以形成骨架作用, 粗骨料含量增加,混合料可以形成骨架作用,细集料含量 较少, 较少,不能充分填充粗骨料之间的空隙而有较大的空隙 形成一种骨架空隙结构 骨架空隙结构。 率,形成一种骨架空隙结构。 材料的强度主要取决于内摩阻力 粘结力相对是次要的, 强度主要取决于内摩阻力, 材料的强度主要取决于内摩阻力,粘结力相对是次要的, 其热稳性可以显著提高。 其热稳性可以显著提高。 空隙率太大而使路面耐久 性受到影响。 性受到影响。
2.连续级配理论 2.连续级配理论
1)最大密度曲线理论 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。 最大密度曲线是通过试验提出的一种理想曲线。 W.B.Fuller等的研究认为 等的研究认为: W.B.Fuller等的研究认为: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、 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：细集料以下的颗粒级配为椭圆形曲线, 初期研究：细集料以下的颗粒级配为椭圆形曲线,粗集料 为与椭圆曲线相切的直线, 为与椭圆曲线相切的直线,由这两部分曲线组成的级配曲 线可以达到最大密度。 线可以达到最大密度。 简化的“抛物线最大密度理想曲线” 简化的“抛物线最大密度理想曲线”。
沥青混合料级配设计及应用PPT课件
以Am、Ap为指标的级配设计法
沥青混合料体积组成关系的示意图
以Am、Ap为指标的级配设计法
The end,thank you!
沥青混合料级配设计及应用
目录
级配理论及级配类型 级配设计方法 以Am、Ap为指标的级配设计法
级配的理论与级配类型
• 级配是指把各种不同粒径的集料，按照一定的比例搭配起 来，使其达到较高的密实度或强度。级配矿料和沥青是沥 青混合料的两大构成要素，不同级配设计原则和理论，会 得到不同的级配。
级配理论
沥青混合料级配设计方法
• Hveem设计方法的最初概念是由Francis Hveem 在20世纪20～30年代提出的，它的主体思想可以 概括为：考虑到集料对沥青的吸收，沥青混合料 需要一个最佳的沥青薄膜厚度；混合料需要足够 的稳定度，而稳定度主要是由集料之间的内摩擦 力和胶结料的粘附力提供的，足够薄的沥青薄膜 厚度可以提高混合料耐久性。
沥青混合料级配设计方法
• Superpave沥青混合料设计方法是美国战略公路 研究(SHRP)的一个重要成果，Marshall和Hveem 设计方法为它提供了体积设计的基础。它将沥青 胶结料和集料的选择纳入混合料设计的过程中， 同时考虑了交通和气候因素。而且，不同于 Marshall和Hveem，它用旋转压实仪替代了以往 的压实设备，并且和预期交通量联系在一起。 Superpave的预期进展主要包括三个方面：体现 交通荷载和环境条件的混合料设计新方法；新的 沥青胶结料评价方法以及新的混合料分析方法。 尽管第三方面还没有完成，但是已经很好的建立 了沥青混合料的设计方法。
Hale Waihona Puke 间断级配沥青混合料:所谓间断级配就是指在矿料组成中，大小各级粒径的矿
料颗粒不是连续存在的，而是在连续级配中剔除了其中
沥青混合料配合比设计报告
沥青混合料配合比设计报告好嘞，咱们今天聊聊沥青混合料配合比设计，听起来挺高大上的吧，但其实也没那么复杂，大家放轻松，咱们轻松聊聊。
首先啊，沥青混合料就像是你做饭时的食材。
你得先准备好各种材料，才能做出美味的菜肴。
沥青、矿料、填料，这些都是咱们的“食材”。
想象一下，沥青就像是那浓稠的酱汁，给整个混合料增添了风味。
而矿料呢，像是大米、蔬菜，增加了混合料的口感。
你得把这些材料搭配得当，才能做出美味的沥青混合料。
说到配合比，这可不是随便加几勺就完事儿的。
得有讲究，有时候多一点少一点，口感就完全不一样。
比如沥青的比例太多，混合料就会像是稠稠的粥，不好铺；而要是矿料多了，哎呀，硬得跟石头一样，根本不行。
你得把握住那个平衡，像调味一样，盐多了咸，少了没味，合适才是王道。
然后呢，咱们还得考虑一下温度，沥青可不是随便加热就行。
你要是温度不够，沥青就像个害羞的小姑娘，根本不愿意融入矿料的大家庭；要是温度太高，又容易变得过于活泼，搞得整个配合比都乱了套。
温度就像是咱们做菜时火候的掌握，太大或太小，都不好。
得时刻关注，别让它过了头。
就是咱们的试验。
这一步就像是做完饭要尝一口，看味道对不对。
混合料的强度、稳定性，都得通过实验来验证。
你想啊，要是配合比设计出来了，结果一试就塌了，那可真是笑话了。
试验就是为了确保，咱们做的每一锅“饭”都是美味的。
结果出来后，心里总算能踏实些，嘿，算是没有白忙活。
设计配合比的时候，还得考虑环境因素。
不同的地方，气候、交通状况都不一样，咱们得因地制宜。
有的地方下雨多，咱们就得选用排水性能好的混合料；有的地方车流量大，那就得选用耐磨的配合比。
这就像是去不同的餐厅，得根据食客的口味调整菜单，才能讨大家欢心。
设计配合比的过程真是一场智力游戏。
你得不断地试错，找出最适合的组合。
有点像捉迷藏，前面找不到，后面突然冒出一个好主意，嘿，原来这就是答案！每一次的尝试，都是一次新的发现，慢慢摸索，总会找到最适合的那一款。
沥青混合料的组成设计
·1·沥青混合料从颗粒均匀预涂沥青的沥青涂层碎石coated stone到沥青玛碲脂mastic asphalt其成分变化无穷。
然而，沥青混合料大体上可以分为沥青混凝土asphalt 和沥青碎石macadam两大类。
?? 沥青混凝土的集料级配一般由颗粒大致均匀的粗集料加上大量的细集料和很少量的中等大小的集料组成。
?? 沥青混凝土的强度与砂／填料／沥青成份的劲度即沥青砂浆有关；为了砂浆要有足够的劲度，制造沥青混凝土时要用比较硬的沥青和含量高的填料；至于沥青碎石的强度，主要是依靠摩擦和集料颗粒间的机械互锁力，因此可以用较软等级的沥青。
?? 由于沥青混凝土含的填料比例很大，也即是集料有大幅的表面积要用沥青裹覆，因而沥青用量较高；而沥青碎石含细小的集料少，因此用以裹覆集料的沥青少量也够了；沥青碎石内的沥青主要功能是在压实时作为润滑剂和在使用过程中粘结着集料颗粒。
?? 沥青混凝土的空隙率低，基本上不透水并且用予繁重交通的道路上非常耐久；沥青碎石的空隙率相对较高而具透水性，并不如前者耐久。
从沥青涂层碎石到沥青玛蹄脂各种沥青合料中，使用的沥青等级愈来愈硬，沥青、矿料和砂的含量增加，粗集料含量减少。
·2·图7-1 各种沥青混合料的典型级配曲线71 711 用不同粒径的碎石、天然砂、矿粉和沥青按一定比例以及最佳密实级配原则设计、在拌和机中热拌所得的混合料称沥青混凝土混合料。
这种混合料的矿料部分应有严格的级配要求。
它们经过压实后所得的材料具有规定的强度和孔隙率时称作沥青混凝土。
沥青混凝土的强度和密实度是一般沥青混合料中最大的，但它们在常温或高温下都具有一定的塑性。
沥青混凝土的高密实度使得它水稳性好，因此有较强的抗自然侵蚀能力，故寿命长、耐久性好，适合作为现代高速公路的柔性面层。
从国外以及国内的工程实践来看，以沥青混凝土作为高等级公路或城市道路的路面材料已经相当普遍。
由于沥青混凝土的胶结料主要为沥青，沥青是一种对温度十分敏感的材料，这就导致了沥青混凝土的性质（主要为力学性能）受温度的影响十分突出（这也·3·是沥青混合料最大的特点），如它们的劈裂强度随温度的变化可从零下温度的几兆帕到高温的零点几兆帕而不同。
道路建筑材料 沥青混合料组成设计精品PPT课件
Z10 X 0Y
• (4)按上述步骤可以计算混合料中的配合比,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,直到符合要求为止,如经计算确不能满足级配要求时,可调整或增 加集料数量。
• 例题：P95
3.1 矿质混合料组成设计
• 图解法
1．绘制矩形图框 2．连接对角线，表示设计级配中值（即平均值）
1.2 粗集料（技术要求、规格）
粗集料对破碎面的要求
1.2 粗集料（技术要求、规格）
沥青混合料用粗集料规格
1.3 细集料（技术要求、规格）
沥青混合料用细集料质量技术要求
1.3 细集料（机制砂技术要求、规格）
天然砂规格要求
机制砂或石屑规格要求
1.4 填料（技术要求）
沥青混合料用矿粉技术要求
二、 沥青混合料的技术要求
筛孔 16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
级配 100 范围
级配 100 中植
95~100 70~88
98
79
48~68 57
36~53 24~41 18~30
45
33
24
0.3 12~22
0.15 0.075 8~16 4~8
17
12
6
3．绘制级配曲线坐标图 纵坐标：通过百分率（%） 绘制横坐标，表示筛孔尺（mm），由级配中值确定筛孔位置
沥青与集料 相对密度测定
生产配合比 验证阶段
2020/10/6
交通科学与工程学院
23
3.1 矿质混合料组成设计
•目的：确定各档集料的掺配比例
•依据:
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（2）测定物理指标
• 测出试件的实测密度，并计算理论密度、空隙率、沥青饱
和度等物理指标。
①沥青混合料实测密度
• 对于密实的沥青混凝土试件，其集料的吸水率不大时，采 用水中重法测定。
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ma ma mw
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• 对于表面较粗但较密实的沥青混凝土试件，其吸水率小于 ２％时，采用表干法测定。
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沥青混合料组成设计
精品
一、沥青混合料组成材料
（一）沥青
• 不同型号的沥青材料，具有不同的技术指标，适 用于不同等级，不同类型的路面。
• 沥青材料的时候，要考虑到交通量、气候条件、 施工方法、沥青面层类型、材料来源。
• 一般面层的上层宜用较稠的沥青，下层或联结层 宜用较稀的沥青。
（二）矿质材料
• 沥青混合料的矿质材料必须具有良好的级配，这样，沥青 混合料颗粒之间既能够比较紧密地排列起来，以达到足够 的压实度，又能让颗粒之间具有一定的空隙，使沥青混合 料保持良好的稳定性。
• 方法：理论计算法、试验法（维姆法、马歇尔试验法） • 步骤： 1、制备试样 • （1）计算矿料用量 • （2）查表 9.14 找沥青用量范围 2、马歇尔试验 （1）试件制备 • 按所设计的矿料配合比配制五组矿质混合料，每组按规范推荐的沥青用
量（或油石比）范围加入适量沥青，沥青用量按０.５％问隔递增，拌和 均匀，制成马歇尔试件。
• 但细集料的级配在沥青混合料中的适用性，应以其与粗集 料和填料配制成矿质混合料后，判定其是否符合（表５14）矿质混合料的级配要求来决定。当一种细集料不能满 足级配要求时，可采用两种或两种以上的细集料掺合使用 。
3、填料
• 沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基 性（憎水性）岩石磨制而成的，也可以由石灰、水 泥、粉煤灰代替。
• 沥青混合料配合比设计包括：试验室配合比设计、生 产配合比设计和试拌试铺配合比调整等三个阶段。
• 试验室配合比设计分为：矿质混合料配合组成和沥青 最佳用量确定。
（一）矿质混合料的组成设计
• 目的： ①具有足够密实度
②有较高内摩阻力
1、确定混合料类型
• 依据道路等级、路面类型，所处结构层作选择
２.确定矿料的最大粒径
（２）对交通量大、轴载重的公路，宜偏向级配范围的下（粗） 限，对中小交通或人行道路等宜偏向级配范围的上（细）限；
（３）合成级配曲线应接近连续或有合理的间断级配，不得有过 多的犬牙交错；当经过再三调整，仍有两个以上的筛孔超出级 配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。
（二）确定沥青最佳用量
1、粗集料
• 沥青混合料的粗集料要求洁净、干燥、无风化、无杂质， 并且具有足够的强度和耐磨性。
• 沥青混合料的粗集料一般是碱性石料加工制得的。 • 选用的粗集料，形状要接近正立方体，针片状颗粒的含量
2、细集料
• 热拌沥看混合料的细集料一般采用天然砂或人工砂，在缺 少砂的地区，也可以用石屑代替。
• 细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并且与沥青具有 良好的粘结力。
• 随ｈ/Ｄ增大，耐疲劳性提高，但车辙量增大。 • 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。 • 建议结构层厚度ｈ与最大粒径Ｄ之比应控制在2.5～3。
３.确定矿质混合料的级配范围
• 根据确定下来的沥青混合料类型，参照《公路沥青路面施工 技术规范》推荐的级配（见表）作为沥青混合料的设计级配 。
青用量的初始值ＯＡＣ１。
• 确定OAC2值
确定各关系曲线上沥青用量范围，取各沥青用量范围的共同部 分，即为沥青最佳用量范围ＯＡＣmin～ＯＡＣmax，求其中值ＯＡＣ2 。
t
P1' P2100 Pn NhomakorabeaPb
w
1 2
n a
• ③沥青混合料试件的空隙率 VV
vv
1
s
t
100
④沥青混合料试件的饱和度 VFA
• 沥青混合料试件的饱和度也称沥青填隙率，即沥青体积占
矿料空隙体积的百分率。
• 饱和度过小，沥青难以充分裹覆矿料，影响沥青混合料的 粘聚性，降低沥青混凝土耐久性；饱和度过大，减少了沥 青混凝土的空隙率，防碍夏季沥青体积膨胀，引起路面泛 油，降低沥青混凝土的高温稳定性。
VM VA AVV VFA Va 100
VAVV
• 沥青体积百分率VA是指：沥青体积占试件体积的百分率 。
➢ Ⅰ.当试件采V用A油石11比00计00算PPaa时，fa沥青体积百分率VA
➢ Ⅱ.当试件采用沥V青A含 量Pb计算 f时，沥青体积百分率VA a
（3）测定力学指标
• 测定稳定度和流值
3、绘制关系曲线
• 以沥青用量为横坐标，以实测密度、空隙率、饱和度、稳 定度、流值为纵坐标，分别将试验结果点入坐标中，沥青 用量与这些指标之间连成关系曲线
沥青与各指标曲线
• 确定OAC1值
➢ 从图中取相应于密度最大值的沥青用量ａ１， ➢ 相应于稳定度最大值的沥青用量ａ２， ➢ 相应于规定空隙率范围的中值的沥青用量ａ３， ➢ 相应于规定沥青饱和度范围的中值的沥青用量ａ4。 ➢ 以四者平均值作为最佳沥青用量的初始值ＯＡＣ１。 ➢ 若所选范围未能覆盖沥青饱和度范围，则以前三者平均值作为最佳沥
4、矿质混合料配合比计算
①测出矿质集料的密度、吸水率、筛分情况以及沥青的密度。 ②采用图解法或数解法，求出已知级配的粗集料、细集料和矿
粉之间的比例关系。
（１）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０.０７５ｍｍ、２.３６ｍｍ和４.７５ｍｍ筛孔的通过 量尽量接近设计级配范围中限；
• 矿粉要求洁净、干燥，并且与沥青具有较好的粘结 性。为提高矿粉的憎水性，可加入１.５％～２.５ ％的矿粉活化剂。
二、沥青混合料配合比设计
• 沥青混合料配合比设计的任务：就是通过确定粗集料 、细集料、矿粉和沥青之间的比例关系，使沥青混合 料的各项指标达到工程要求，让沥青混合料的强度、 稳定性、耐久性、平整度等各项要求，在联系与矛盾 中达到统一。
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• 对于吸水率大于２％的沥青混凝土试件，采用蜡封法测定 。
②沥青混合料的理论密度
• 假定沥青混合料压至绝对密实，而不考虑其内部空隙时试 件的密度为理论密度。
• 采用油石比（沥青与矿料的质量比）计算时，试件理论密
度为
t P1P2100PaPn Pa w
1 2
n a
• 采用沥青含量（沥青质量占沥青混合料总质量的百分率） 计算时，试件理论密度为：