（五（五 ）热拌沥青混合料）热拌沥青混合料配合比设计方法配合比设计方法n n高速公路、一级公路沥青混合料的配高速公路、一级公路沥青混合料的配合比设计应在调查以往同类材料的配合合比设计应在调查以往同类材料的配合比设计经验和使用效果的基础上，按以比设计经验和使用效果的基础上，按以下步骤进行。下步骤进行。沥青混合料配合比设计的三个阶段：n n（试验室）目标配合比设计阶段（试验室）目标配合比设计阶段 用工程实际使用的材料，按规范规定的方法，优选矿料级配、确定最佳沥青用量，符合配合比设计技术标准和配合比设计检验要求，以此作为目标配合比，供拌和机确定各冷仓的供料比例，进行试拌使用。n n生产配合比设计阶段生产配合比设计阶段生产配合比设计阶段生产配合比设计阶段按规定方法取样测试各热料仓的材料级配，按规定方法取样测试各热料仓的材料级配，确定各热料仓的配合比。取目标配合比设计的确定各热料仓的配合比。取目标配合比设计的最佳沥青用量最佳沥青用量OACOAC、OAC0.3%OAC0.3%等等3 3个沥青用量个沥青用量进行马歇尔试验和试拌，通过室内试验及从拌进行马歇尔试验和试拌，通过室内试验及从拌和机取样试验综合确定生产配合比的最佳沥青和机取样试验综合确定生产配合比的最佳沥青用量，并与目标配合比设计的用量结果差值不用量，并与目标配合比设计的用量结果差值不宜大于宜大于0.2%0.2%。n n生产配合比验证阶段生产配合比验证阶段生产配合比验证阶段生产配合比验证阶段拌和机按生产配合比结果进行试拌，铺筑拌和机按生产配合比结果进行试拌，铺筑试验段，并取样进行马歇尔试验，同时从路上试验段，并取样进行马歇尔试验，同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小，由此确定生产用钻取芯样观察空隙率的大小，由此确定生产用的标准配合比。标准配合比的矿料合成级配中，的标准配合比。标准配合比的矿料合成级配中，至少应包括至少应包括0.0750.075mmmm、2.36mm2.36mm、4.75mm4.75mm及公及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计级配范围中值，并避免在级配范围中值，并避免在0.30.60.30.6mmmm处出现驼处出现驼峰。对确定的标准配合比，宜再次进行车辙试峰。对确定的标准配合比，宜再次进行车辙试验和水稳定性试验。验和水稳定性试验。目标配合比设计目标配合比设计 （试验室设计）（试验室设计）1.矿料配合比设计矿料配合比设计（1）确定热拌沥青混合料种类）确定热拌沥青混合料种类 依据路面结构设计要求确定沥青混合依据路面结构设计要求确定沥青混合料类型。料类型。热拌沥青混合料种类热拌沥青混合料种类（2）确定矿质混合料级配范围）确定矿质混合料级配范围n n通过以下通过以下2 2个表格确定矿质混合料级配范围个表格确定矿质混合料级配范围粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率 密密级配配沥青混凝土混合料青混凝土混合料矿料料级配范配范围级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率(%)31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075粗粒式AC-2510090-10075-9065-8357-7645-6524-5216-4212-338-245-174-133-7中粒式AC-2010090-10078-9262-8050-7226-5616-4412-338-245-174-133-7AC-1610090-10076-9260-8034-6220-4813-369-267-185-144-8细粒式AC-1310090-10068-8538-6824-5015-3810-287-205-154-8AC-1010090-10045-7530-5820-4413-329-236-164-8砂粒式AC-510090-10055-7535-5520-4012-287-185-10（3）矿质混合料配合比计算）矿质混合料配合比计算n n第一步：进行矿质混合料配合比计算第一步：进行矿质混合料配合比计算uu试算法试算法uu修正平衡面积法修正平衡面积法uu计算机计算机Excel电子表格法电子表格法n n第二步：第二步：uu在工程设计级配范围内计算在工程设计级配范围内计算1 3组粗组粗细不同的配合比，绘制设计级配曲线，细不同的配合比，绘制设计级配曲线，分别位于工程设计级配范围的上方、分别位于工程设计级配范围的上方、中值及下方。中值及下方。uu使合成级配曲线尽量合理。尤其是在使合成级配曲线尽量合理。尤其是在0.075、2.36、4.75筛孔尽量接近中值。筛孔尽量接近中值。uu在在0.3和和0.6处避免出现驼峰。处避免出现驼峰。2.2.确定最佳沥青用量确定最佳沥青用量（马歇尔试验）（马歇尔试验）（1）预估油石比或最佳沥青用量）预估油石比或最佳沥青用量u油石比指沥青占矿质混合料的百分率，油石比指沥青占矿质混合料的百分率，采用的是外掺比例。采用的是外掺比例。u沥青用量指沥青占沥青混合料的百分沥青用量指沥青占沥青混合料的百分率，采用的是内掺比例。率，采用的是内掺比例。 计算矿质混合料的合成毛体积相对密度计算矿质混合料的合成毛体积相对密度计算矿质混合料的合成毛体积相对密度计算矿质混合料的合成毛体积相对密度计算矿质混合料的合成表观相对密度计算矿质混合料的合成表观相对密度计算矿质混合料的合成表观相对密度计算矿质混合料的合成表观相对密度预估沥青混合料的适宜的油石比预估沥青混合料的适宜的油石比Pa或沥青用或沥青用量量Pb。 确定矿料的有效相对密度确定矿料的有效相对密度确定矿料的有效相对密度确定矿料的有效相对密度n对非改性沥青混合料，以预估的最佳油石比拌对非改性沥青混合料，以预估的最佳油石比拌和和2组的混合料，采用真空法实测最大相对密组的混合料，采用真空法实测最大相对密度，然后用下式反算合成矿料的有效相对密度。度，然后用下式反算合成矿料的有效相对密度。（2）制备马歇尔试件）制备马歇尔试件u以预估油石比为中值，按一定间隔以预估油石比为中值，按一定间隔（密级配沥青混合料通常为（密级配沥青混合料通常为0.5%；沥；沥青碎石混合料为青碎石混合料为0.3%0.4%），取），取5个个或或5个以上不同油石比分别成型马歇尔个以上不同油石比分别成型马歇尔试件。试件。uu用规定的方法成型制成用规定的方法成型制成 101.6 mm 、 h 63.5 mm 的标准试件。的标准试件。uu一个油石比为一组，通常一个油石比为一组，通常5组。组。 试件个数：试件个数：46块块/组。对粒径较大的沥组。对粒径较大的沥青混合料，宜增加试件数量。青混合料，宜增加试件数量。uu如：如：预估的最佳油石比为预估的最佳油石比为4.5%，一组，一组试件油石比可选择：试件油石比可选择： 3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%。（3 3）测定、计算马歇尔试件的物理指标测定、计算马歇尔试件的物理指标 通常采用表干法测定毛体积相对密度通常采用表干法测定毛体积相对密度吸水率大于吸水率大于2%的试件采用封蜡法测定试的试件采用封蜡法测定试件的毛体积相对密度件的毛体积相对密度确定沥青混合料的最大理论相对密度确定沥青混合料的最大理论相对密度u采用真空法实测各组沥青混合料的最大理论相对密度。u当只对其中一组油石比测定最大理论相对密度时，其他不同油石比时的最大理论相对密度，也可按公式计算。计算马歇尔试件体积指标：空隙率、矿料间隙计算马歇尔试件体积指标：空隙率、矿料间隙计算马歇尔试件体积指标：空隙率、矿料间隙计算马歇尔试件体积指标：空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度率、沥青饱和度率、沥青饱和度率、沥青饱和度 。）空空空空隙隙隙隙率率率率试试试试件件件件压压压压实实实实后后后后，矿矿矿矿料料料料及及及及沥沥沥沥青青青青以以以以外外外外的的的的空隙的体积占试件总体积的百分率。空隙的体积占试件总体积的百分率。空隙的体积占试件总体积的百分率。空隙的体积占试件总体积的百分率。）矿料间隙率矿料间隙率矿料间隙率矿料间隙率试件全部矿料以外的体积占试件全部矿料以外的体积占试件全部矿料以外的体积占试件全部矿料以外的体积占试件总体积的百分率。试件总体积的百分率。试件总体积的百分率。试件总体积的百分率。）沥青饱和度沥青饱和度沥青饱和度沥青饱和度试件矿料间隙中扣除被集料试件矿料间隙中扣除被集料试件矿料间隙中扣除被集料试件矿料间隙中扣除被集料吸收的沥青以外的有效沥青的体积在吸收的沥青以外的有效沥青的体积在吸收的沥青以外的有效沥青的体积在吸收的沥青以外的有效沥青的体积在VMAVMA中中中中所占的百分率。所占的百分率。所占的百分率。所占的百分率。（4）测定马歇尔稳定度测定马歇尔稳定度MS和流值和流值FLn n马歇尔试验条件要求马歇尔试验条件要求uu温度温度 600Cuu加荷形变速度加荷形变速度 505 mm / minn n试验结果试验结果uu稳定度稳定度MS（KN）uu流流 值值FL（mm）uu马歇尔模数马歇尔模数T=MS / FLFL（mm）MS（KN）0流值流值荷荷载载（5）确定最佳沥青用量（或油石比）确定最佳沥青用量（或油石比）n n确定依据确定依据密级配沥青混凝土混合料技术标准密级配沥青混凝土混合料技术标准密密级配配沥青混凝土混合料青混凝土混合料马歇歇尔试验技技术标准准试验指指标单位位高速公路、一高速公路、一级公路公路其他其他等等级公路公路行人行人道路道路夏炎夏炎热区（区（1-1、1-2、1-3、1-4区）区）夏夏热区及夏凉区区及夏凉区（2-1、2-2、2-3、2-4、3-2区）区）中中轻交交通通重重载交交通通中中轻交交通通重重载交交通通击实次数（双次数（双面）面）次次755050试件尺寸件尺寸mm101.6mm63.5mm空隙空隙率率VV深深90mm以内以内%3 54 62 43 53 62 4深深90mm以下以下%3 62 43 63 6稳定度定度MS不小不小于于KN853流流值 FLmm2 41.5 42 4.52 42 4.52 5矿料料间率率VMA（%）不）不小于小于设计空空隙率隙率（%）相相应于以下公称最大粒径（于以下公称最大粒径（mm）的最小）的最小VMA及及VFA技技术要要求（求（%）26.5191613.29.54.752101111.51213153111212.51314164121313.51415175131414.51516186141515.5161719沥青青饱和度和度VFA（%）55 7065 7570 85密密级级配配沥沥青青混混凝凝土土混混合合料料技技术术标标准准绘制各试验数据与油石比（或沥青用量）绘制各试验数据与油石比（或沥青用量） 的关系曲线图的关系曲线图） f a （毛体积密度毛体积密度油石比）油石比） MS a （稳稳 定定 度度油石比）油石比） FL a （流流 值值油石比）油石比） VV a （空空 隙隙 率率油石比）油石比） VFAa （沥青饱和度沥青饱和度油石比）油石比）VMAa （矿料间隙率矿料间隙率油石比）油石比）图图 6.11 毛体积密度与沥青用量毛体积密度与沥青用量 a1=4.2%最大毛体积相对密度所对应的沥青用量a1图图 6.12 稳定度与沥青用量稳定度与沥青用量 a2=4.25%最大稳定度值所对应的沥青用量a2规范要求8kN图图 6.13 空隙率与沥青用量空隙率与沥青用量 a3=4.8%；选择沥青用量必选择沥青用量必须涵盖设计空隙率的全部范围。如图为：须涵盖设计空隙率的全部范围。如图为：VV%=3% 5%4.3%5.3%满足空隙率VV要求范围的沥青用量中值a3规范要求3%5%图图 6.14 流值与沥青用量流值与沥青用量 （流值要求为（流值要求为 2 4 mm）规范要求24mm图图 6.15 矿料间隙率矿料间隙率VMA与沥青用量与沥青用量最小的矿料间隙率VMA图图 6.16 沥青饱和度沥青饱和度VFA与沥青用量。与沥青用量。a4= 4.7%；沥青用沥青用量范围尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围。如图为：量范围尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围。如图为：65%75%。4.1%5.3%规范要求范围65%75%图图6.1a1a2a3a4根据根据f (a1)、MS(a2)、VV(a3)、VFA(a4)确定沥青最佳用量确定沥青最佳用量OAC1。u毛体积密度最大值的油石比为毛体积密度最大值的油石比为a1；u稳定度最大值为稳定度最大值为a2；u目标空隙率（或中值）为目标空隙率（或中值）为a3；u沥青饱和度范围的中值为沥青饱和度范围的中值为a4；OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4所选沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度所选沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，按下式计算的要求范围，按下式计算OAC1；OAC1=(a1+a2+a3)/3对所选择试验的沥青用量范围，密度或对所选择试验的沥青用量范围，密度或稳定度没有出现峰值（最大值经常出现稳定度没有出现峰值（最大值经常出现在曲线的两端）时，可直接以目标空隙在曲线的两端）时，可直接以目标空隙率所对应的率所对应的沥青用量沥青用量a3作为作为OAC1，但但OAC1必须介于必须介于OACmin OACmax的范围的范围内，否则应重新进行配合比设计。内，否则应重新进行配合比设计。以各项指标均符合技术标准（不含以各项指标均符合技术标准（不含以各项指标均符合技术标准（不含以各项指标均符合技术标准（不含VMAVMA）的沥青的沥青的沥青的沥青用量范围用量范围用量范围用量范围OACOACminmin OACOACmaxmax 的中值作为的中值作为的中值作为的中值作为OAC2。OAC2=（ OACmin+ OACmax）/2通常情况下取通常情况下取通常情况下取通常情况下取OACOAC1 1及及及及OACOAC2 2的中值作为计算的的中值作为计算的的中值作为计算的的中值作为计算的最最佳沥青用量佳沥青用量OAC。OAC=（ OAC1+ OAC2）/2 按公式计算的按公式计算的最佳油石比最佳油石比OAC，从从图图6.1中得出所对应的空隙率和中得出所对应的空隙率和VMA值，检验值，检验是否能满足规范关于最小是否能满足规范关于最小VMA值的要求。值的要求。OAC=4.64%，VV%=4%满足，满足，VMA=14.4%满足满足规范要求3%5%规范要求最小14OAC宜位于宜位于VMA凹形曲线最小值的贫油凹形曲线最小值的贫油一侧。当空隙率不是整数时，最小一侧。当空隙率不是整数时，最小VMA按内插法确定，并将其画入图按内插法确定，并将其画入图6.1中。中。4.64%检查图检查图6.1中相应于此中相应于此OAC的各项指标是的各项指标是否符合马歇尔试验技术标准。否符合马歇尔试验技术标准。 OAC=4.64%（6）调整确定最佳沥青用量）调整确定最佳沥青用量OACn n根据实践经验和公路等级、气候条件、交通情况进行调整。对炎热地区公路、高速公路、一级公路、对炎热地区公路、高速公路、一级公路、山区长大坡路段，预计有可能产生较大山区长大坡路段，预计有可能产生较大车辙时，宜在空隙率符合要求的范围内车辙时，宜在空隙率符合要求的范围内将计算的将计算的最佳沥青用量减少最佳沥青用量减少0.1%0.5%作为设计沥青用量。作为设计沥青用量。对寒区公路、旅游公路、交通量很少的对寒区公路、旅游公路、交通量很少的公路，公路，最佳沥青用量可以在最佳沥青用量可以在OAC的基础的基础上增加上增加0.1%0.3%，以适当减小设计空以适当减小设计空隙率，但不得降低压实度要求。隙率，但不得降低压实度要求。（7）计算沥青结合料被集料吸收计算沥青结合料被集料吸收 的比例及有效沥青量的比例及有效沥青量（8）检验最佳沥青用量时的粉胶检验最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度。比和有效沥青膜厚度。按下式计算沥青混合料的按下式计算沥青混合料的粉胶比粉胶比，宜符，宜符合合0.6 1.6的要求。对常用的公称最大粒的要求。对常用的公称最大粒径为径为13.2 19mm的密集配沥青混合料粉的密集配沥青混合料粉胶比宜控制在胶比宜控制在0.8 1.2范围内。范围内。按公式按公式6.9-2计算计算集料的比表面集料的比表面，按下式，按下式估算沥青混合料的估算沥青混合料的沥青膜有效厚度沥青膜有效厚度。集料的表面集料的表面积系数及系数及计算示例算示例筛孔尺寸（mm）191613.29.54.752.36表面积系数FAi0.00410.00410.0082通过百分率（%）1009285766042表面积FAiPi(m2/kg)0.410.250.34筛孔尺寸（mm）1.180.60.30.150.075集料比表面总和SA(m2/kg)表面积系数FAi0.01640.02870.06140.12290.3277通过百分率（%）322316126表面积FAiPi(m2/kg)0.520.660.981.471.976.60（9）配合比设计检验配合比设计检验高温稳定性检验高温稳定性检验对公称最大粒径等于或小于对公称最大粒径等于或小于19mm的混的混合料，按照规定方法进行车辙试验，合料，按照规定方法进行车辙试验，动稳定度动稳定度应符合规范的要求。应符合规范的要求。沥青混合料青混合料车辙试验动稳定度技定度技术要求要求气候条件与技术指标相应于下列气候分区所要求的动稳定度 /次mm-1七月平均最高气温 /及气候分区 302030 201.夏炎热区2.夏热区3.夏凉区1-11-21-31-42-12-22-32-43-2普通沥青混合料 不小于8001000600800600改性沥青混合料 不小于24002800200024001800SMA混合料非改性 不小于1500改性 不小于3000OGFC混合料1500(一般交通路段)、3000(重交通量路段)水稳定性检验水稳定性检验按规定方法进行浸水马歇尔试验和冻按规定方法进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，融劈裂试验，残留稳定度残留稳定度及及残留强度残留强度比必须符合规范的规定。比必须符合规范的规定。沥青混合料水青混合料水稳定性定性检验技技术标准准气候条件与技术指标相应于下列气候分区的技术要求年降雨量（mm）及气候分区1000500 1000250 5002501.潮湿区2.湿润区3.半干区4.干旱区浸水马歇尔试验残留稳定度（%），不小于普通沥青混合料8075改性沥青混合料8580SMA混合料普通沥青75改性沥青80冻融劈裂试验的残留强度比（%），不小于普通沥青混合料7570改性沥青混合料8075SMA混合料普通沥青75改性沥青80低温抗裂性能检验低温抗裂性能检验对公称最大粒径等于或小于对公称最大粒径等于或小于19mm的混的混合料，按规定方法进行低温弯曲试验，合料，按规定方法进行低温弯曲试验，其其破坏应变破坏应变宜符合规范的要求。宜符合规范的要求。沥青混合料低温弯曲试验破坏应变沥青混合料低温弯曲试验破坏应变技技术要求要求气候条件与技术指标相应于下列气候分区所要求的破坏应变（）年最低极端气温（）及气候分区-37.0-21.5 -37.0-9.0 -21.5-9.01.冬严寒区2.冬寒区3.冬冷区4.冬温区1-12-11-22-23-21-32-31-42-4普通沥青混合料，不小于260023002000改性沥青混合料，不小于300028002500 渗水系数检验渗水系数检验利用轮碾机成型的车辙试件进行渗水试验检利用轮碾机成型的车辙试件进行渗水试验检验的验的渗水系数渗水系数宜符合规范要求。宜符合规范要求。沥青混合料青混合料试件渗水系数技件渗水系数技术要求要求级配类型渗水系数要求（ml/min）密级配沥青混凝土，不大于120SMA混合料，不大于80OGFC混合料，不小于实测（10）配合比设计报告）配合比设计报告（内容包括）（内容包括）u工程设计级配范围选择说明工程设计级配范围选择说明u材料品种选择与原材料质量试验结果材料品种选择与原材料质量试验结果u矿料级配矿料级配u最佳沥青用量最佳沥青用量u各项体积指标各项体积指标u配合比设计检验结果配合比设计检验结果u矿料级配曲线应按规定方法绘制矿料级配曲线应按规定方法绘制马歇尔试验最佳沥青用量确定小结马歇尔试验最佳沥青用量确定小结n n预估油石比或最佳沥青用量预估油石比或最佳沥青用量预估油石比或最佳沥青用量预估油石比或最佳沥青用量n n制备马歇尔试件制备马歇尔试件制备马歇尔试件制备马歇尔试件n n测定、计算马歇尔试件的物理指标测定、计算马歇尔试件的物理指标测定、计算马歇尔试件的物理指标测定、计算马歇尔试件的物理指标n n测定马歇尔稳定度和流值测定马歇尔稳定度和流值测定马歇尔稳定度和流值测定马歇尔稳定度和流值n n确定最佳油石比（或沥青用量）确定最佳油石比（或沥青用量）确定最佳油石比（或沥青用量）确定最佳油石比（或沥青用量）n n检验最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜检验最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜检验最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜检验最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度厚度厚度厚度n n沥青混合料配合比设计检验沥青混合料配合比设计检验沥青混合料配合比设计检验沥青混合料配合比设计检验其它类型热拌沥青混合料设计方法其它类型热拌沥青混合料设计方法n n沥青稳定碎石混合料马歇尔试验配合比设计方沥青稳定碎石混合料马歇尔试验配合比设计方沥青稳定碎石混合料马歇尔试验配合比设计方沥青稳定碎石混合料马歇尔试验配合比设计方法法法法uu同密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验方法同密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验方法同密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验方法同密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验方法n nSMASMA混合料配合比设计方法混合料配合比设计方法混合料配合比设计方法混合料配合比设计方法uu基本原理同密级配沥青混凝土混合料马歇尔基本原理同密级配沥青混凝土混合料马歇尔基本原理同密级配沥青混凝土混合料马歇尔基本原理同密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验方法试验方法试验方法试验方法n nOGFCOGFC混合料配合比设计方法混合料配合比设计方法混合料配合比设计方法混合料配合比设计方法uu基本原理同密级配沥青混凝土混合料马歇尔基本原理同密级配沥青混凝土混合料马歇尔基本原理同密级配沥青混凝土混合料马歇尔基本原理同密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验方法试验方法试验方法试验方法