1、热拌沥青混合料配合比设计方法1矿质混合料组成设计（1）根据道路等级、路面结构层位及结构层厚度等方面要求，按照上述方法，选择适用的沥青混合料类型，并按照表 822 和表 823（现行规范）或824 和表 825（新规范稿）的内容确定相应矿料级配范围，经技术经济论证后确定。（2）矿质混合料配合比计算1）组成材料的原始数据测定按照规定方法对实际工程使用的材料进行取样，测试粗集料、细集料及矿粉的密度，并进行筛分试验，测定各种规格集料的粒径组成。2）确定各档集料的用量比例根据各档集料的筛分结果，采用计算法或图解法，确定各规格集料的用量比例，求得矿质混合料的合成级配。矿质混合料的合成级配曲线必须符合设计级
2、配范围的要求，不得有过多的犬牙交错。当经过反复调整仍有两个以上的筛孔超出设计级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075mm、2.36mm、4.75mm 等筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限。对于交通量大、轴载重的道路，合成级配可以考虑偏向级配范围的下限，而对于中小交通量或人行道路等，合成级配宜偏向级配范围的上限。2沥青混合料马歇尔试验沥青混合料马歇尔试验的主要目的是确定最佳沥青用量（以 OAC 表示）。沥青用量可以通过各种理论公式计算得到，但由于实际材料性质的差异，计算得到的最佳沥青用量，仍然要通过试验进行修正，
3、所以采用马歇尔试验是沥青混合料配合比设计的基本方法。（1）制备试样1）马歇尔试件制备过程是针对选定混合料类型，根据经验确定沥青大致用量或依据表 410 推荐的沥青用量范围，在该用量范围内制备一批沥青用量不同、且沥青用量等差变化的若干组（通常为五组）马歇尔试件，并要求每组试件数量不少于 4 个。2）按已确定的矿质混合料级配类型，计算某个沥青用量条件下一个马歇尔试件或一组试件中各种规格集料的用量（实践中大多是一个标准马歇尔试件矿料总量 1200g 左右）。3）确定一个或一组马歇尔试件的沥青用量（通常采用油石比），按要求将沥青和矿料拌制成沥青混合料，并按上节表 87（现行规范要求）或表89（新规范要
4、求）规定的击实次数和操作方法成型马歇尔试件。（2）测定试件的物理力学指标首先，测定沥青混合料试件的密度，并计算试件的理论最大密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等参数。在测试沥青混合料密度时，应根据沥青混合料类型及密实程度选择测试方法。在工程中，吸水率小于 0.5%的密实型沥青混合料试件应采用水中重法测定；较密实的沥青混合料试件应采用表干法测定；吸水率大于 2%的沥青混合料、沥青碎石混合料等不能用表干法测定的试件应采用蜡封法测定；空隙率较大的沥青碎石混合料、开级配沥青混合料试件可采用体积法测定。随后，在马歇尔试验仪上，按照标准方法测定沥青混合料试件的马歇尔稳定度和流值。3最佳沥青用量的确定以沥
5、青用量（通常采用油石比表示）为横坐标，以沥青混合料试件的密度、空隙率、沥青饱和度、马歇尔稳定度和流值指标为纵坐标，将试验结果绘制成关系曲线如图 86。（1）确定最佳沥青用量的初始值 OAC1根据图 86，取马歇尔稳定度和密度最大值相对应的沥青用量 a1和 a2，以及与设计要求空隙率范围中值对应的沥青用量 a3（见图 86 中的 a、b、c），由公式（41）计算三者的平均值作为最佳沥青用量的初始值 OAC 1 。（2）确定沥青最佳用量的中值 OAC2由表 87 或表 89（新规范）的内容确定沥青混合料的马歇尔试验技术标准，在图 86 上求出各项指标均符合技术标准的沥青用量范围 OACmn OAC
6、max(见图 86 中的 a、c、d、e)，由公式（829）计算沥青最佳用量的中值OAC2。在图 86 中，首先检查在沥青用量为初始值 OAC1时，沥青混合料的各项指标是否满足设计要求，同时检验 VMA 是否符合要求。当符合要求时，由 OAC1及 OAC2综合决定最佳沥青用量 OAC。否则应调整级配，重新进行马歇尔试验配合比设计，直至各项指标均能符合要求为止。（3）根据 OAC1和 OAC2综合确定最佳沥青用量 OAC最佳沥青用量 OAC 的选择应通过对沥青路面的类型、工程实践经验、道路等级、交通特性、气候条件等诸多因素的综合考虑分析后，加以确定。一般情况下，当 OAC1及 OAC2的结果接近
7、时，可取二者的平均值作为最佳沥青用量 OAC。当 OAC 和 OAC2结果有一定差距时，不能采用平均的方法确定最终的 OAC，而是分别通过随后的水稳性试验和高温稳定性试验，综合考察后决定。对热区道路以及车辆渠化交通的高速公路、一级公路、城市快速路、主干路，预计有可能出现较大车辙时，可以在中限值 OAC2与下限值 OACmin的范围内决定最佳沥青用量，但一般不宜小于 OAC2的 0.5%。对寒区道路、旅游区道路，最佳沥青用量可以在中限值 OAC 2 与上限值OACmax范围内决定，但一般不宜大于 OAC2的 0.3%。4沥青混合料的性能检验通过马歇尔试验和结果分析，得到的最佳沥青用量 OAC（必
8、要时应包括OAC1和 OAC2），还需要进一步的试验检验，以验证沥青混合料的关键性能是否满足路用技术要求。（1）沥青混合料的水稳定性检验按最佳沥青用量 OAC 制作马歇尔试件进行浸水马歇尔试验或冻融劈裂试验，检验试件的残留稳定度或冻融劈裂强度比是否满足要求（见本章第三节表813）。（2）沥青混合料的高温稳定性检验再按最佳沥青用量 OAC 制作车辙试验试件，采用规定的方法进行车辙试验，检验设计沥青混合料的高温抗车辙能力，是否达到规定的动稳定度指标（见本章第三节表 811）。当其动稳定度不符合要求时，应对矿料级配或沥青用量进行调整，重新进行配合比设计。如果试验中除了 OAC 以外，如果还要对 OA
9、C1和 OAC2同时进行相应的试验检测，则要通过试验结果综合判断在何种沥青用量条件下，沥青混合料具有更好的性能表现，或能更好的满足特定路用需求，以此决定最终的最佳沥青用量。六、热拌沥青混合料配合比设计算例现以某高速公路为例，详细介绍沥青路面中面层用沥青混合料配合比设计操作过程。1材料选择和原材料试验对任何一个工程，在配合比设计之前，材料选择和原材料试验都是不可缺少的步骤，只有所有指标都符合规范要求的材料才允许使用。（1）沥青根据气候分区，本工程地处于半干区的 22 区，按规范选择沥青标号为 90号。进口沥青到货后按试验规程要求取样，并委托质检部门进行质量检测试验，质量应符合我国重交通道路石油沥
10、青技术要求，其主要技术指标如表 826。表中工程招标合同对规范规定的要求作了一些调整，只要不降低规范要求，是允许的。(A 级)沥青质量检测结果 表 826技术要求（90 号）项 目 单位规范规定 招标合同要求试验结果 试验方法针入度(25,100g,5s) 0.1mm 80100 80100 83 JTJ T060415 cm 100 150 150 JTJ T0605延度(5cm/min)10 cm 30 30 150 JTJ T0605软化点 TrB 44 4452 44.7 JTJ T0606溶解度(三氯乙稀) % 99.5 99.0 99.6 JTJ T0607闪点(COC) 245
11、245 342 JTJ T0611密度(15) g/cm3 实测 实测 1.033 JTJ T0603蜡含量 % 2.2 2 0.64 JTJ T061560 Pas 140 实测 150 JTJ T0602粘度135 mm2/s 实测 实测 323.3 JTJ T0619质量损失 % 0.8 0.5 +0.11 JTJ T0609针入度比 % 57 70 79.5 JTJ T060425 cm 75 100 150 JTJ T060515 cm 20 80 150 JTJ T0605TFOT后延度10 cm 8 10 22 JTJ T0605结果显示，工程选用沥青各项指标均符合相关技术要求，
12、满足招标合同的需要，可用于工程项目。（2）矿料1）粗集料采用某采石场的石灰石，各种材料筛分结果如表 827 所列。在采石场采集的样品，名义为 S7 号碎石（方孔筛 1030mm）规格的样品实际上是 s6 号碎石，其中小于 26.5mm 部分仅 78.1%，不适于配制 AC-25 沥青混凝土，试验时必须将大于 26.5mm 部分筛除后使用，以符合生产时的实际情况（大于 26.5mm 料作为超粒径料排出）。另外 1020mm 碎石和规范 S9 规格相比，510mm 与 S12规格相比，在个别粒径上都有一些出入，但不妨碍使用，而 35mm 石屑符合S14规格要求。按规范对碎石质量的检测结果列于表 8
13、28 中，从表中可见，有些指标必须对不同粒径的碎石分别试验，各项指标均符合规范要求，可以使用。各种粗集料的筛分结果 表 827材 料通过下列筛孔（mm）百分率（%） 31.5 26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 0.61030mm 100 78.1 30.7 9.4 0(S7 碎石规范要求) 90100 015 05(S6 碎石规范要求) 90100 015 051020mm 100 96.5 75.8 26.4 0(S9 碎石规范要求) 100 95100 015 05510mm 100 99.2 99.2 4.9(S12 碎石规范要求) 100 95100 010
14、0535mm 100 74.8 8.3 0(S14 碎石规范要求) 100 90100 015 05各种粗集料的质量规格 表 828碎石规格(mm)指 标 单位规范要求(高速公路) 1030 1020 510压碎值 % 25 15.0洛杉矶磨耗值 % 28 19.2磨光值 % 中面层不需要 视密度 g/cm3 2.50 2.8181 2.8364 2.8275表干密度 g/cm3 2.8018 2.7970 2.7873吸水率 % 2.0 0.85针片状含量 % 15 9.1 5.7 含泥量 % 1 接近 0软石含量 % 5 未发现坚硬性 % 12 石质良好，经判断可以不做2）细集料采用某地河
15、砂，细度模数 3.02，属中砂偏粗，缺少 0.3mm 以下部分，不妨碍使用。砂的质量及筛分结果如表 829 和表 830 所列。符合规范要求，可以使用。砂的质量指标 表 829指 标 规范要求 试验结果细度模数粗砂：3.73.1中砂：3.02. 3.02表观密度（g/cm 3） 2.50 2.6227砂当量 60 64外观 洁净、坚硬、无杂质0.075mm 含量(%) 3 0.15坚固性(%) 12 砂质良好，经判断可以不做砂的筛分结果 表 830通过下列筛孔（mm）的百分率（%）材 料9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075某地河砂 100 92.8 86.
16、1 63.9 38.9 10.4 1.1 0.15规范要求（中砂）100 90100 7590 5090 3060 830 010 053）填料石灰石矿料的质量及规格如表 831 所列，符合规范要求，可以使用。石粉质量指标 表 831指 标 筛 孔 单位 规范要求 通过百分率岩石品种及产地单位规范要求石灰石石灰石石粉0.6mm % 100 100表观密度 g/cm3 2.50 2.014 0.3, % 98.3亲水系数 1 1.0 0.15mm % 90100 93.3含水率 % 1 0.15 0.075mm % 75100 82.52第一阶段目标配合比设计阶段根据设计，该工程沥青面层采用 A
17、C25 型密级配沥青混凝土，规范规定应采用工程实际使用的材料（而不是采石场的材料样品）进行目标配合比设计。（1）矿料级配计算级配设计可采用砂石材料一章中的试算法或图解法进行操作，同时也可利用计算机以人机对话的方式进行，非常方便。计算时应充分考虑便于现有材料得到有效的使用，筛孔上应特别重视 4.75mm、2.36mm、0.075mm，并尽量接近要求范围的中值。对上述材料反复进行矿料级配计算得到的各种材料的配合比如下：1030mm 碎石 1020mm 碎石 3 5mm 石屑砂矿粉=24:33:13:23:7。合成级配如表 832，均符合规范要求。中层目标配合比设计结果 表 832筛孔（mm） 规范
18、要求级配范围（%） 中值（%） 合成级配（%）26.5 90100 95.0 94.719.0 7590 82.5 83.416.0 6583 74.0 77.113.2 5676 66.0 68.09.5 4665 55.5 51.74.75 2452 38.0 38.12.36 1642 29.0 27.91.18 1233 22.5 21.70.6 824 16.0 15.90.3 517 11.0 9.30.15 413 8.5 6.80.075 37 5.0 5.8（2）马歇尔试验按此配比根据经验选定油石比在 3.5%5.5%范围，以 0.5%间隔，成型制作不同油石比的马歇尔试件，并
19、分别进行马歇尔试验。试验结果如表 833、表834 所示。中层目标配合比马歇尔试验结果 表 833油石比（%）理论密度（g/cm 3）表干密度（g/cm 3）密隙率（%）饱和度（%）矿料间隙率（%）稳定度（kN）流值(mm)马歇尔模数（kN/mm）3.5 2.604 2.442 6.2 57.2 14.5 9.24 2.18 4.464.0 2.585 2.467 4.5 68.0 14.1 11.26 2.14 5.374.5 2.556 2.483 3.2 77.1 14.1 13.90 2.35 5.995.0 2.548 2.495 2.1 35.4 14.2 12.00 2.42 4
20、.925.5 2.530 2.491 1.5 89.6 14.8 8.99 2.55 3.59不同测定方法计算出的马歇尔指标 表 834水中重法 表干法 体积法油石比（%） 空隙率(%) 饱和度(%) 空隙率(%) 饱和度(%) 空隙率(%) 饱和度(%)3.5 5.6 60.0 6.2 57.2 5.8 59.64.0 3.9 71.2 4.5 68.0 5.1 65.44.5 3.0 78.3 3.2 77.1 2.5 81.35.0 1.9 86.4 2.1 85.4 1.8 87.25.5 1.3 91.2 1.5 89.6 1.5 90.0以表干法测得的空隙率和饱和度作为分析数据。根据沥青油石比对沥青混合料不同指标进行绘图（图略）。计算最佳油石比如下：按最大密度、最大稳定度、空隙率中值确定的最佳油石比 OAC1 = 4.54%；
