CN111625761A - 一种混合料级配调整方法 - Google Patents

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桂强
陈艳明
武俊杰
刘广华
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Abstract

一种混合料级配调整方法包括如下步骤：步骤一，确定待配比的混凝料中骨料的种类；步骤二，对每种骨料分别进行筛分；步骤三，设待配比的混合料中每种骨料含量分别为x1，x2，x3，……xN‑1，xN，且由M档骨料组成；从而有混合料中的骨料含量：x1+x2+x3+……+xN‑1+xN＝100％；步骤四，根据步骤二和步骤三中的结果得出方程组；步骤五，确定对混合料性能影响大的N档骨料或(N‑1)档骨料；步骤六，从M各方程中选取与步骤五中骨料档位对应的N或(N‑1)个方程式，初步得出每种骨料的含量；步骤七，当剩余M‑N档或M‑N+1档中每种骨料的含量与对应的规范中值的偏差不大于50％时，混合料级配调整结束。

Description

一种混合料级配调整方法
技术领域
本发明属于材料工程领域，特别是一种混合料级配调整方法。
背景技术
混合料工程试验中，级配调整常用的方法是根据单级配筛分结果手工调节至各档料含量在一个合适的范围，形成一条曲线。这种调节方法不仅繁琐，调节工作量大，耗费时间长，而且是否是最佳曲线不得而知，从而使得到的级配结果不准确。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合料级配调整方法，要解决传统的调节方法不仅繁琐，调节工作量大，耗费时间长，而且使得到的级配结果不准确的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种混合料级配调整方法，包括如下步骤。
步骤一，确定待配比的混凝料中骨料的种类为N种。
步骤二，对每种骨料分别进行筛分，得出每种骨料的筛分结果，如下表。
Figure BDA0002544152060000011
其中，筛孔档位数M大于等于骨料种数N，且大于等于2，即M≥N≥2；αMN为第N种骨料在第M档筛上的筛余量。
步骤三，设待配比的混合料中每种骨料含量分别为x1，x2，x3，……xN-1，xN，且由M档骨料组成；从而有混合料中的骨料含量：x1+x2+x3+……+xN-1+xN＝100％。
步骤四，根据步骤二和步骤三中的结果得出方程组如下。
x1α11+x2α12+x3α13+……+x(N-1)α1(N-1)+xNα1N＝C1；
x1α21+x2α22+x3α23+……+x(N-1)α2(N-1)+xNα2N＝C2；
x1α31+x2α42+x3α33+……+x(N-1)α3(N-1)+xNα3N＝C3
……
x1α(M-1)1+x2α(M-1)2+x3α(M-1)3+……+x(N-1)α(M-1)(N-1)+xNα(M-1)N＝C(M-1)；
x1αM1+x2αM2+x3αM3+……+x(N-1)αM(N-1)+xNαMN＝CM。
步骤五，确定对混合料性能影响大的N档骨料或(N-1)档骨料。
步骤六，从M各方程中选取与步骤五中骨料档位对应的N或(N-1)个方程式，并联立求解，初步得出每种骨料的含量。
步骤七，当剩余的M-N档或M-N+1档中每种骨料的含量与对应的规范中值的偏差不大于50％时，混合料级配调整结束。
优选的，步骤二中的筛分具体为：利用筛分机分别对每种骨料进行筛分，在筛分过程中防止出现漏料和溢料现象，影响最终计算结果。
优选的，步骤五中对混合料性能影响大的骨料为公称最大粒径筛孔上的骨料、粗细粒料分界筛孔上的骨料和粉泥分界筛孔上的骨料；若档数不够，则增加9.5mm档和2.36mm档的骨料。
优选的，若步骤六选取(N-1)个方程式联立求解，在方程组中加上各种骨料的总量为1的方程，即最后一列为(αM1,αM2,αM3…αMj…αMN)-1＝(1,1,1…1…1)-1。
优选的，在步骤七中，当剩余的M-N档或M-N+1档中每种骨料的含量与对应的规范中值的差值大于30％，对步骤六中得出的N或(N-1)档骨料的含量进行调整，直至M档骨料的含量均在规范规定的范围内。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。
1、本发明根据选定的关键筛孔尺寸，本发明根据单级配筛分结果和规范规定各档料的中值结果进行理论推倒；为了便于方程组的连列求解，选定的关键筛孔数量数值上等于参与配合比试配的骨料档数数值或者大于参与配合比试配的骨料种类数值；这种级配额调试方法不仅便于更精确的确定最优的原材使用比例，加强对关键筛孔的精确控制而且节约调试过程中的人力成本。
具体实施方式
这种混合料级配调整方法，包括如下步骤。
步骤一，确定待配比的混凝料中骨料的种类为N种。
步骤二，对每种骨料分别进行筛分，得出每种骨料的筛分结果，如下表：
Figure BDA0002544152060000031
其中，筛孔档位数M大于等于骨料种数N，且大于等于2，即M≥N≥2；αMN为第N种骨料在第M档筛上的筛余量。
步骤三，设待配比的混合料中每种骨料含量分别为x1，x2，x3，……xN-1，xN，且由M档骨料组成；从而有混合料中的骨料含量：x1+x2+x3+……+xN-1+xN＝100％。
步骤四，根据步骤二和步骤三中的结果得出方程组如下：
x1α11+x2α12+x3α13+……+x(N-1)α1(N-1)+xNα1N＝C1；
x1α21+x2α22+x3α23+……+x(N-1)α2(N-1)+xNα2N＝C2；
x1α31+x2α42+x3α33+……+x(N-1)α3(N-1)+xNα3N＝C3
……
x1α(M-1)1+x2α(M-1)2+x3α(M-1)3+……+x(N-1)α(M-1)(N-1)+xNα(M-1)N＝C(M-1)；
x1αM1+x2αM2+x3αM3+……+x(N-1)αM(N-1)+xNαMN＝CM。
步骤五，确定对混合料性能影响大的N档骨料或(N-1)档骨料。
步骤六，从M各方程中选取与步骤五中骨料档位对应的N或(N-1)个方程式，并联立求解，初步得出每种骨料的含量。
步骤七，当剩余的M-N档或M-N+1档中每种骨料的含量与对应的规范中值的偏差不大于50％时，混合料级配调整结束；如对于密级配沥青混凝土混合料矿料级配范围规定，AC-20中13.2mm档通过率为62-80％(中值71％)，9.5mm档通过率为50-72％(中值61％)，则9.5-13.2mm档料最优含量为10％，则该档料最终含量在5-15％均可接受。
本实施例中，N种骨料的岩性相同，并且每种骨料均为连续级配。
本实施例中，一般情况下，骨料的单级配筛分试验室设有10个以上筛孔档位，即M＞10；骨料种类数量一般为4-5种，即N＝4或者5。
本实施例中，步骤二中的筛分具体为：利用筛分机分别对每种骨料进行筛分，在筛分过程中防止出现漏料和溢料现象，影响最终计算结果。
本实施例中，步骤五中对混合料性能影响大的骨料为公称最大粒径筛孔上的骨料、粗细粒料分界筛孔上的骨料和粉泥分界筛孔上的骨料；若档数不够，则增加9.5mm档和2.36mm档的骨料；在求得每种骨料所需的含量时优先保证粗细粒料分界筛孔、公称最大粒径筛孔和粉泥分界筛孔对应骨料的用量准确，粉泥分界筛孔为0.075mm档，粗细粒料分界筛孔为4.75mm档，公称最大粒径筛孔、粗细粒料分界筛孔和粉泥分界筛孔分别决定了混合料类型、粗细集料比例以及含泥量等。
本实施例中，若步骤六选取(N-1)个方程式联立求解，在方程组中加上各种骨料的总量为1的方程，即最后一列为(αM1,αM2,αM3…αMj…αMN)-1＝(1,1,1…1…1)-1。
本实施例中，在步骤七中，当剩余的M-N档或M-N+1档中每种骨料的含量与对应的规范中值的差值大于30％，对步骤六中得出的N或(N-1)档骨料的含量进行调整，直至M档骨料的含量均在规范规定的范围内；
本实施例中，当使用这N或(N-1)档骨料的含量进行方程求解，可以保证这N或(N-1)档骨料的精确含量，但不能保证其余档骨料含量精确；这时需借助于人工手段对N或(N-1)档骨料进行微调，保证每档料斗处于规范规定范围内。如对于AC-20，选择19mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm和0.075mm为关键筛孔，经过计算后13.2mm和0.6mm的两档骨料含量与理论含量差别较大(如＞30％，分别为偏高和偏低)，则分别下调和上调包含这两档料的原材比例，以保证筛分后各档料筛分均处于规范规定范围内。
上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种混合料级配调整方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，确定待配比的混凝料中骨料的种类为N种；
步骤二，对每种骨料分别进行筛分，得出每种骨料的筛分结果，如下表：
Figure FDA0002544152050000011
其中，筛孔档位数M大于等于骨料种数N，且大于等于2，即M≥N≥2；αMN为第N种骨料在第M档筛上的筛余量；
步骤三，设待配比的混合料中每种骨料含量分别为x1，x2，x3，……xN-1，xN，且由M档骨料组成；从而有混合料中的骨料含量：x1+x2+x3+……+xN-1+xN＝100％；
步骤四，根据步骤二和步骤三中的结果得出方程组如下：
x1α11+x2α12+x3α13+……+x(N-1)α1(N-1)+xNα1N＝C1；
x1α21+x2α22+x3α23+……+x(N-1)α2(N-1)+xNα2N＝C2；
x1α31+x2α42+x3α33+……+x(N-1)α3(N-1)+xNα3N＝C3
……
x1α(M-1)1+x2α(M-1)2+x3α(M-1)3+……+x(N-1)α(M-1)(N-1)+xNα(M-1)N＝C(M-1)；
x1αM1+x2αM2+x3αM3+……+x(N-1)αM(N-1)+xNαMN＝CM；
步骤五，确定对混合料性能影响大的N档骨料或(N-1)档骨料；
步骤六，从M各方程中选取与步骤五中骨料档位对应的N或(N-1)个方程式，并联立求解，初步得出每种骨料的含量；
步骤七，当剩余的M-N档或M-N+1档中每种骨料的含量与对应的规范中值的偏差不大于50％时，混合料级配调整结束。
2.根据权利要求1所述的混合料级配调整方法，其特征在于：步骤二中的筛分具体为：利用筛分机分别对每种骨料进行筛分，在筛分过程中防止出现漏料和溢料现象，影响最终计算结果。
3.根据权利要求1所述的混合料级配调整方法，其特征在于：步骤五中对混合料性能影响大的骨料为公称最大粒径筛孔上的骨料、粗细粒料分界筛孔上的骨料和粉泥分界筛孔上的骨料；若档数不够，则增加9.5mm档和2.36mm档的骨料。
4.根据权利要求1所述的混合料级配调整方法，其特征在于：若步骤六选取(N-1)个方程式联立求解，在方程组中加上各种骨料的总量为1的方程，即最后一列为(αM1,αM2,αM3…αMj…αMN)-1＝(1,1,1…1…1)-1。
5.根据权利要求1所述的混合料级配调整方法，其特征在于：在步骤七中，当剩余的M-N档或M-N+1档中每种骨料的含量与对应的规范中值的差值大于30％，对步骤六中得出的N或(N-1)档骨料的含量进行调整，直至M档骨料的含量均在规范规定的范围内。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105224727A (zh) * 2015-09-11 2016-01-06 郑州大学 一种自密实混凝土拌合物配合比设计方法
CN107587399A (zh) * 2017-08-28 2018-01-16 厦门理工学院 一种沥青混合料矿料的级配配比计算方法
CN109460634A (zh) * 2018-12-27 2019-03-12 北京建筑大学 一种基于贝雷法的密级配骨架密实型沥青稳定碎石混合料配合比设计的设计方法

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