Excel散點圖在級配曲線繪制中的應用

劉 龍 （安徽和達工程咨詢有限公司，安徽 蚌埠 233000）

0 前言

公路工程建設中，不論是水泥混凝土配合比設計、水泥穩定碎石配合比設計，還是瀝青混合料配合比設，確定礦料級配都是一項十分關鍵的工作。混凝土中骨料級配的好壞直接影響著混凝土的和易性，水泥穩定碎石級配的好壞直接影響著水穩的無側限抗壓強度、瀝青混合料中集料級配，直接影響著瀝青路面的路用性能。目前，市場上集料都是分檔的，將不同規格的集料篩分后摻配合成是我們試驗人員經常做的一項工作，我們常常根據合成級配曲線的形狀直觀地判斷級配的好壞。由此可見，繪制礦料級配曲線是一項十分重要的工作，相關規范中只是提到了宜采用excel的功能繪制級配曲線，但并未明確具體該如何繪制；由于相關規范中并未明確規定具體該如何繪制級配曲線，很多試驗人員并未掌握繪制技能。日常工作中，我們利用excel的圖表功能繪制級配曲線，級配曲線的特點是縱坐標是等間距的普通數值，橫坐標是各個篩孔尺寸，其是不等間距的，繪制不等間距的X坐標軸是繪制級配曲線的重點也是難點，下面我將介紹如何用excel散點圖繪制級配曲線。

1 繪制級配曲線

繪制級配曲線的前提是我們要知道曲線上特征點的縱橫坐標。《公路工程集料試驗規程》（JTG E42-2005）和《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20-2011）中規定繪制級配曲線，宜采用泰勒曲線的標準畫法，級配曲線的縱坐標為普通坐標、橫坐標為篩孔尺寸的0.45次方,級配曲線的橫坐標見表1。

級配曲線的橫坐標（按X=di0.45計算） 表1

以AC—16C礦料級配為例，講述如何在excel界面中繪制級配曲線。AC—16C的級配情況詳見表2。

在合成級配一行C12單元格中輸入計算公式：

C12＝(C4×$N$4＋C5×$N$5＋C6×$N$6＋C7×$N$7＋8×$N$8)/100

按填充手柄讓電腦自動向右填充到M12，在合成級配一行輸入計算公式后，其值隨著原材料級配和配合比的數值變化而跟著變化。

根據AC—16C篩孔尺寸、級配上限、級配下限、級配中值、合成級配來確定級配曲線橫坐標、縱坐標的具體數值，詳見表3。

在excel界面中我們選擇：插入→散點圖→帶平滑線和數據標記的散點圖，出現圖表區，將鼠標放在圖表區選擇：右鍵→選擇數據→添加，依次將級配上限、級配下限、級配中值、合成級配數據源添加進去，如圖 1、圖 2、圖 3、圖 4所示。

AC—16C級配 表2

級配曲線的橫坐標、縱坐標 表3

輔助數據橫坐標、縱坐標 表4

級配上限、級配下限、級配中值、合成級配數據源添加進去后出現圖5級配曲線，此時級配曲線橫坐標還不是各個篩孔，下一步我們借助輔助數據將不等間距的各個篩孔添加進去。

圖1 級配上限數據源

圖2 級配下限數據源

圖3 級配中值數據源

圖4 合成級配數據源

圖5 級配曲線1

圖6 輔助圖數據源

圖7 級配曲線2

我們添加的輔助數據詳見表4。

將鼠標放在圖表區選擇：右鍵→選擇數據→添加，將表4輔助數據添加到級配圖中，詳見圖6、圖7。

鼠標左鍵單擊圖表區，選擇：設計→添加圖表元素→誤差線→其他誤差線選項→出現添加誤差線選項→選擇輔助→單擊確定，出現圖8所示圖表。

設置垂直誤差線、水平誤差線格式見圖9、圖10，設置后的圖表如圖11所示。

選中輔助點→右鍵→添加數據標簽→出現圖12圖表。

圖8 級配曲線3

圖9 設置垂直誤差線格式

圖10 設置水平誤差線格式

圖11 級配曲線4

圖12 級配曲線5

圖13 級配曲線6

雙擊各個數據標簽，依次將各個數據標簽更改為0.075、0.15、0.3、0.6、1.18、2.36、4.75、9.5、13.2、16、19，并將其拖動至橫坐標下，更改后的圖表如圖13所示。

至此，級配曲線就算繪制完成了，級配圖可以和數據連動了。把原材料各篩孔的通過量輸入進去，我們根據經驗給出各材料的配合比例（其和為100%），合成級配欄即自動生成合成級配，利用級配曲線檢查是否符合級配要求，如不符合，調整各材料的比例，再進行試算，如此反復幾次就可得到滿意的結果。

3 結語

本文詳細介紹了在excel強大功能下如何用excel散點圖繪制級配曲線，其中繪制不等間距的X坐標軸（各個篩孔尺寸）是繪制級配曲線的重點也是難點。繪制級配曲線是我們試驗人員應該必備的技能之一，繪制級配曲線還有其他方法，本文拋轉引玉，只介紹了其中一種方法。通過曲線形狀我們可以直觀地看到在要求的級配范圍內曲線是否光滑平順，是否有駝峰，是否有鋸齒形交錯等等，我們可以根據級配曲線的形狀直觀地判斷級配的優劣，也為我們下一步調整級配提供參考。