王強(qiáng)兵 杜國鋒 王少鵬 張勤玲*

(塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300)

談CAD與Excel確定橡膠顆粒瀝青混合料級配★

王強(qiáng)兵 杜國鋒 王少鵬 張勤玲*

(塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300)

在AC-13橡膠顆粒瀝青混合料中，確定各種礦料的含量，可利用計(jì)算機(jī)軟件AutoCAD與Excel電子表格相結(jié)合，繪制橡膠顆粒瀝青混合料級配圖，用軟件繪圖摒除了手工繪圖效率低、時(shí)間長，曲線描繪不精確等缺點(diǎn)，可以不用編寫程序，既避免不會因編程帶來的工作停滯，又可以高效精確地確定出橡膠顆粒瀝青混凝土中各種礦料的含量。

AutoCAD，Excel，礦料級配曲線圖

0 引言

通過閱讀研究近年來國內(nèi)刊物，確定了瀝青混凝土礦料級配的方法，總體來說有兩個(gè)方向，一種是利用Excel電子表格中的編程功能，借助泰勒級數(shù)及矩陣等數(shù)學(xué)知識確定級配曲線圖；一種是利用Excel電子表格自帶繪制曲線圖的功能繪制。第一種方法是必須建立在熟練應(yīng)用編程的基礎(chǔ)上，第二種方法雖然簡便可行，但是繪制出的級配曲線圖和筆者利用繪圖工具AutoCAD繪制的級配曲線圖有一定的出入，因此，在經(jīng)過反復(fù)思考及查閱資料的前提下，提出本文的方法來繪制橡膠顆粒瀝青混凝土的方法。

1 橡膠顆粒瀝青混凝土級配曲線圖概述

1.1 傳統(tǒng)礦料級配設(shè)計(jì)方法

JTJ 052—2000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程中T0725瀝青混合料礦料級配檢驗(yàn)方法的礦料級配曲線繪制基本上屬于圖解法與手算法范疇，用一些傳統(tǒng)的工具，在方格紙上分別繪出各種參與配比的礦料通過率，假定各種礦料比例后，用試算法逐一嘗試級配曲線是否符合要求[1]。JTG E20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程中T0725—2000瀝青混合料礦料級配檢驗(yàn)方法的礦料級配曲線繪制采用的是泰勒曲線的標(biāo)準(zhǔn)畫法，橫坐標(biāo)按y=100.45lgdi計(jì)算，縱坐標(biāo)為普通坐標(biāo)，利用計(jì)算機(jī)的電子表格功能繪制[2]。

1.2 橡膠顆粒瀝青混凝土級配配合比

本文中橡膠顆粒瀝青混合料AC-13礦料級配最佳配合比設(shè)計(jì)所采用的級配類型是現(xiàn)行JTG D50—2006公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中《混合料礦料級配范圍表》中已有的類型，如表1所示。

2 AutoCAD與Excel電子表格結(jié)合繪制級配曲線圖

在Excel電子表格中把橡膠顆粒瀝青混凝土礦料篩分?jǐn)?shù)據(jù)輸入完成后，就可以利用AutoCAD繪圖軟件與Excel電子表格相結(jié)合確定各礦料所占比例，依次計(jì)算出各原材料在混合料中各自的通過百分率,最后將各原材料的通過百分率累加計(jì)算出橡膠顆粒瀝青混凝土的級配。

表1 瀝青混合料礦料級配范圍

2.1 橡膠顆粒瀝青混凝土各種礦料篩分曲線的繪制

橡膠顆粒瀝青混凝土所需的礦料是碎石，橡膠顆粒，砂子與礦粉。在實(shí)驗(yàn)室篩分各種礦料，得到的數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 橡膠顆粒瀝青混凝土礦料篩分表

本文闡述在計(jì)算機(jī)中繪制混合料篩分曲線過程如下：步驟一，在AutoCAD中繪制高斯平面坐標(biāo)系，橫軸表示篩孔尺寸，縱軸表示質(zhì)量通過百分率，每個(gè)篩孔對應(yīng)一個(gè)質(zhì)量通過百分率，只要有足夠多的點(diǎn)就可描繪出一條平滑精確的曲線。步驟二，在Excel電子表格中，選擇空白單元格，輸入函數(shù)“篩孔尺寸單元格&“，”&質(zhì)量通過百分率單元格”即可形成點(diǎn)的坐標(biāo)。

2.2 橡膠顆粒瀝青混凝土級配曲線的繪制

由以上部分的礦料含量可以求出橡膠顆粒瀝青混凝土級配表，見表3。

表3 橡膠顆粒瀝青混凝土礦料級配表

在表3計(jì)算中，各礦料比例調(diào)用了表2中的比例,將合成混合料通過百分率與表2原材料級配、原材料的比例聯(lián)系起來。通過表3的合成級配以及規(guī)范要求的級配上限和級配下限,繪制級配曲線圖。圖1是四種級配方案的對比，繪制步驟同礦料篩分的繪制步驟。繪制出混合料級配曲線后，可以通過對表3礦料比例的調(diào)整來進(jìn)行混合料級配優(yōu)化，使之盡可能接近級配中值，以作為最終的橡膠顆粒瀝青混凝土設(shè)計(jì)配合比。

3 對AutoCAD與Excel電子表格繪圖的思考

3.1 和傳統(tǒng)圖解法的區(qū)別

利用傳統(tǒng)的圖解法在求解礦料含量時(shí)，需要連接矩形的對角線作為合成級配的中值，縱坐標(biāo)按算數(shù)標(biāo)尺，分別引出8%，16%，24.5%，35%，45%，75%與橫坐標(biāo)的平行線，過與對角線的交點(diǎn)做垂線與橫坐標(biāo)相交，其交點(diǎn)即為級配范圍中值所對應(yīng)的各篩孔尺寸，分別是0.08 mm,0.16 mm,0.315 mm,0.63 mm,1.2 mm,2.5 mm,5 mm,15 mm[3]。本文確定各種集料的用量比例是JTG D50—2006公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中《混合料礦料級配范圍表》所給出的規(guī)范中值，縱橫坐標(biāo)是AutoCAD中的算數(shù)標(biāo)尺。

3.2 對本方法的評價(jià)

本文提出的繪制橡膠顆粒瀝青混凝土級配曲線圖方法得出的級配曲線圖中調(diào)整后的礦料級配曲線在規(guī)范中值附近浮動(dòng)，在上限值與下限值的包絡(luò)線中較連貫緊密，便于級配方案的調(diào)整對比。

3.3 實(shí)際工程中的應(yīng)用

可隨時(shí)調(diào)整級配，經(jīng)一次在Excel電子表格中輸入公式以后，可通過AutoCAD進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效地提高了工作效率。不需要編寫程序，對于不精通編程的設(shè)計(jì)人員，施工人員解決了實(shí)際性的確定礦料含量，調(diào)整級配等實(shí)際問題。有利于質(zhì)檢單位或監(jiān)理單位對資料進(jìn)行檢查與復(fù)核，便于整理與儲存，不需要紙質(zhì)資料。

[1] JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JTG E20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3] 邰連河.道路建筑材料[M].北京：人民交通出版社，1998：26-27.

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Discussion on CAD and Excel combined with determination of rubber particles asphalt mixture gradation★

Wang Qiangbing Du Guofeng Wang Shaopeng Zhang Qinling*

(TarimUniversityCollegeofWaterConservancyandArchitecturalEngineering，Alar843300，China)

In the AC-13 rubber particles asphalt mixture， determine the content of mineral aggregate， can be combined with the computer software AutoCAD and Excel spreadsheet， drawing rubber particles asphalt mixture gradation figure. Use the drawing software eliminates the low efficiency of manual drawing， drawing a long time， the curves depict the imprecise， can not write a program， which can not only avoid not programming brings work stagnation， can efficiently and accurately determine the content of various mineral material of rubber particles in asphalt concrete.

AutoCAD， Excel， gradation curve

1009-6825(2015)16-0111-02

2015-03-27★：大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃國家級項(xiàng)目(項(xiàng)目編號：201410757003)

王強(qiáng)兵(1991- )，男，在讀本科生； 杜國鋒(1989- )，男，在讀本科生； 王少鵬(1990- )，男，在讀本科生

張勤玲(1982- )，女，講師

U416.26

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