矿质混合料设计理论与方法PPT课件

. 1、成员：王福成蒋怡范世孟罗斌廖慧亮指导：艾长发老师，矿物组合的倾斜设计理论和方法，2，目录，第一章：矿物组合的类型第二章：矿物组合设计理论和方法第三章：矿物组合对沥青组合的性能矿物混合类型矿物混合物的定义：矿物混合物=粗骨料细骨料矿粉沥青混合物=矿物混合物沥青纤维，4，倾斜型，连续倾斜：有大到小、各级粒径的颗粒，各级颗粒按一定比例配合，制成的倾斜曲线光滑、不间断。 断续倾斜：缺少一级或几个粒级的粒子，大粒子和小粒子之间有大的“中性”，制成的倾斜曲线是不连续的，中间断续的曲线。 开段配：由粗骨料组成，细骨料和填充材料少。 压实后的空隙率超过15%。5、倾斜型、半开倾斜：适当比例的粗骨料、细骨料及少量填充材料(或不加入填充材料)。 与沥青结合材料混合的沥青混凝土，压实后的残留空隙率为10%以上。 密集配合：各种粒径的粒子倾斜连续，相互密集。 与沥青结合材料混合的沥青混凝土，压实后的残留空隙率不到10%。 6、连续倾斜曲线与断续倾斜曲线的对比，7、沥青混合料的倾斜设计理论，沥青混合料的配比设计，简单地确定了粗骨料、细骨料、矿粉和沥青结合料的配比，可以满足相应的性能要求和经济性的最佳方案。 沥青混合料的配比设计包括矿物混合料的梯度设计和最佳沥青含量设计。 沥青混合料的矿物倾斜是一种白色粒径不同的骨料，按一定比例混合，可实现高密度和强度。8、沥青混合料梯度设计理论、沉积理论：理论模型与实际有很大差异的最大密度曲线理论：描述连续梯度的粒径分布逐步填充理论梯度理论是断断续续的，描述连续梯度的粒径分布粒子干涉理论分形理论：随着材料学的发展，将分形几何理论应用于路面材料梯度研究的新方法，目前正在研究中，9最大密度曲线理论，最大密度曲线是W.B富勒(Fuller )通过实验提出的理想曲线，固体粒子按粒度大小规则排列，粗细组合，可以实现密度最大，空隙最小的混合物。 这个理论认为“矿物混合物的粒子倾斜曲线越接近抛物线，其密度越大，空隙率越小”。10、倾斜理论式、p-骨料粒子在网格尺寸d中的通过率、%d-骨料中的粒子的网格尺寸、mmD骨料的最大粒径、mm、11、泰波倾斜理论、泰波认为是理想的倾斜曲线，实际上获得最大密度有一定的变动范围，修正了富勒式泰波根据理论分析和实验，n=0.250.35时，骨料达到最大密度。 在日本的研究中，n=0.350.45骨料的倾斜被认为是最好的。 美国Superpave混合料设计规范规定骨料的倾斜曲线指数为n=0.45。12、林秀贤倾斜理论，同济大学林秀贤在1970年直接提出了以通过率减少率I为参数的计算公式：该公式适用于粒径减少的情况。13、阶段性填充理论，1 .相同粒径的粒子排列的情况下，空隙率与该粒径的大小无关，仅与排列和填充方式有关。 2 .断续填充比逐次填充得到的空隙率小，因此断续倾斜配位能形成比连续倾斜配位小的骨架空隙率，具有更紧密的骨架结构3 .利用逐次填充理论设计骨料倾斜，其骨架空隙率与填充方式和各级骨料的填充比例相关。14，粒子干涉理论，为了达到最大的致密度，前一次粒子间的空隙必须用下一次粒子填充，剩馀的空隙必须再用下一次粒子填充，但填充的粒子的粒径不能大于该间隙的距离。 否则，大小的粒子之间会发生干涉现象。15，分形梯度理论不仅可以计算连续梯度，也可以计算断续梯度。分形梯度理论可以复盖传统梯度设计理论的主要原因：分形是骨料梯度的本质骨料粒径分布：连续梯度单层分形分布断续梯度3354双重分形分布、16、设计方法、试制算法解法设计方法线性规划法最小二乘法贝雷法、17、试制算法、1 . 在有a、b、c三种骨料的筛子孔中的分级筛分率，混合材料m在该筛子孔中的分级筛分率为。 18、2基本假定混合材料中的某粒径的粒子，只提供这3种骨材的一个骨材，其他2种骨材中不包含该粒径的粒子。 3计算4对照调整，19，图式解法，1 .制作倾斜曲线坐标图画方框。 通常纵轴(通过率)为10cm，横轴(网眼尺寸或粒径)为15cm。 把对角线作为要求倾斜曲线的中央值。 通过率，表示各屏幕尺寸的位置。 2 .确定各种骨料的使用量邻接的倾斜曲线重叠，等分邻接的倾斜曲线相接，分割邻接的倾斜曲线分离，二等分。20，100908070605352535253535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡，6，0.0 计算在、b12%、a、a、b、b、c、c、m，r、倾斜中央值线、n、21，对照得到的合成倾斜是否满足要求。 不符合要求，即超出倾斜范围的，应调整各骨料的用量，重新计算配合比进行研究，多次调整，直到满足要求。22、最小二乘法、最小二乘法理论通常结合Excel的“规划求解”功能，可以优化设计矿物的合成梯度，该方法理论基于明确的操作很简单。23、贝雷法、贝雷法的主要特征：1.贝雷法通过控制粗骨料和细骨料的主要筛孔尺寸通过率的比例关系，使沥青混合料的矿物倾斜成为良好的骨架结构。 2 .把干涉理论作为设计的理论依据，他的数学基础是平面圆模型。 3 .贝雷法中，将与最大标称粒径(d )的0、22倍对应的网格尺寸作为混合物的粗骨料的边界点，比边界点大的是粗骨料，小的是细骨料。24、贝雷法的设计方法，1 .筛分骨料，决定各种粗细骨料的外观密度、毛体积密度、吸水率。 2将与最大公称粒径(d )的0、22倍对应的网格尺寸作为混合物的粗骨料的边界点。 3计算各组合成骨料的毛体积密度、视密度。 计算各组合成骨料松散和压碎状态下的空隙率。 4确定各细骨料的含量。25、粗骨料的CA比检测、采用CA指标的目的：约束粗骨料的倾斜，CA过大，无法形成粗骨料的骨架结构，太小，容易出现压实和分离的问题。 PD/2粒径D/2的通过率； PPCS第一控制网格的通过率。 26、细骨料FA值检查，PSCS第二控制网的通过率PTCS第三控制网的通过率。 PPCS第一控制网的通过率PSCS第二控制网的通过率。27、目的用细骨料的各网格FA值确定细骨料倾斜曲线，用贝雷法，所有FA值在0.30.5之间，细骨料中中间尺寸的细骨料不可过多，否则，矿物间隙率低，无法容纳足够的沥青。28、贝雷法的优缺点： 1贝雷法的骨料级配设计理论能达到多级实心形的要求，防止车辙和进水。 通过进行2ca、FA检查，可以控制不分离粗骨材，不按压，同时在FA检查中，防止细骨材的“驼峰”。 缺点： 1模型：平面三圆模型与实际状态相差很大。 2嵌合挤出点控制和倾斜参数的计算均未考虑采用标准网格值的3矿粉的填充作用。29、级沥青混合料性能影响机理、沥青混合料的梯度组成直接影响沥青混合料的性质和路用性能。矿物的梯度组成影响水泥混凝土或沥青混合料的强度、耐久性和施工性。 机理：在以沥青为黏着材料的沥青混合物中，粗骨料分布在由细骨料和沥青组成的沥青浆中，细骨料分布在由沥青和矿粉组成的沥青浆中，形成具有一定内摩擦阻力和粘集中力的多级空间网络结构。 由于各材料的用量不同，压实后的矿物粒子的分布状态、残留空隙率不同，形成不同的组成结构，沥青混合料在使用时显示出不同的性质。 30、沥青混合物的结构类型、悬浮固体结构类型的骨架空隙结构骨架实体结构、31、悬浮固体结构、特征：粗粒子之间既不能直接接触，也不能相互支撑，具有在小粒子和沥青膏之间悬浮的优点的沥青混合物是固体缺点：该结构处于悬浮状态，混合物整体缺乏粗骨料粒子的骨架支撑作用，高温使用时容易变形，形成车辙，降低了高温稳定性。 32、骨架空隙结构、特征：粗粒径粒子相互接触，形成嵌挤出骨架的微粒少，粗粒子形成的骨架的空隙无法填充，混合物中残留很多空隙。 优点：具有高强度和高温稳定性，粗骨料形成的骨架能防止高温季节混合物变形，延缓路面车辙的形成。 缺点：压实后很多空隙会使沥青老化和矿物的密合性恶化，降低混合物的耐久性，33、骨架的密集结构，特征：粗粒子相互支撑形成骨架，细粒子填充骨架的空隙中间，使矿物结构整体处于密集状态。 优点：具有良好的高温稳定性、低温耐裂纹性、耐疲劳性、耐老化性，并且具有良好的水稳定性。 总结，粗、细倾斜沥青混合物路用性能的优点表现不同，粗倾斜沥青混合物有利