热拌沥青混合料配合比设计方法

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热拌沥青混合料配合比设计是确保沥青路面质量的关键环节，主要通过目标配合比、生产配合比及生产配合比验证三个阶段完成。首先，在目标配合比设计阶段，根据工程要求选择合适的沥青标号和集料规格，通过筛分确定矿料级配，并采用马歇尔试验确定最佳沥青用量（OAC）。该过程需满足稳定度、流值、空隙率、饱和度等技术指标要求。其次，在生产配合比阶段，模拟实际拌和楼的冷料仓供料情况，调整各热料仓比例，使合成级配符合目标级配范围，并再次通过马歇尔试验验证最佳沥青用量。最后，在生产配合比验证阶段，进行试拌试铺，通过钻芯取样等现场检测手段检验混合料的实际性能与施工质量，确保设计参数在实际应用中可行。整个设计过程需兼顾材料性能、施工工艺与环境条件，以保证沥青路面的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和耐久性。科学合理的配合比设计对提升路面使用性能、延长使用寿命具有重要意义。

Pai——所计算的沥青混合料中的油石比，％；

Pbi——所计算的沥青混合料的沥青用量济南市长清区某学院综合教学楼建筑工程施工组织设计，Pbi＝Pai /(1+ Pai)，％；

Psi――所计算的沥青混合料的矿料含量，Psi＝100－Pbi，％；

γse——矿料的有效相对密度，按式(B.5.6.1)或(B.5.6.2)计算，无量纲；

γb——沥青的相对密度(25℃/25℃) ，无量纲。

式中：VV——试件的空隙率，％；

VMA——试件的矿料间隙率，％；

VFA——试件的有效沥青饱和度(有效沥青含量占VMA的体积比例)，％；

γf——按B.5.8测定的试件的毛体积相对密度，无量纲；

γt——沥青混合料的最大理论相对密度，按B.5.9的方法计算或实测得到，无量纲；

γsb——矿料混合料的合成毛体积相对密度，按式(B.5.3)计算。

B.5.11进行马歇尔试验，测定马歇尔稳定度及流值。

B.6 确定最佳沥青用量(或油石比)

B.6.1按图B.6.1的方法，以油石比或沥青用量为横坐标，以马歇尔试验的各项指标为纵坐标，将试验结果点入图中，连成圆滑的曲线。确定均符合本规范规定的沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACmin～OACmax。选择的沥青用量范围必须涵盖设计空隙率的全部范围，并尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围，并使密度及稳定度曲线出现峰值。如果没有函盖设计空隙率的全部范围，试验必须扩大沥青用量范围重新进行。

注：绘制曲线时含VMA指标，且应为下凹型曲线，但确定OACmin～OACmax时不包括VMA。

B.6.2根据试验曲线的走势，按下列方法确定沥青混合料的最佳沥青用量OAC1。

B.6.2.1在曲线图B.6.1上求取相应于密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率(或中值)、沥青饱和度范围的中值的沥青用量a1、a2、a3、a4。按式B.6.2.1取平均值作为OAC1。

OAC1= (a1十a2十a3十a4)/4 (B.6.2.1)

OAC1= (a1十a2十a3)/3 (B.6.2.2)

B.6.2.3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(最大值经常在曲线的两端)时，可直接以目标空隙率所对应的沥青用量a3作为OAC1，但OAC1必须介于OACmin～OACmax的范围内。否则应重新进行配合比设计。

B.6.3 以各项指标均符合技术标准(不含VMA)的沥青用量范围OACmin～OACmax的中值作为OAC2。

OAC2=(OACmin十OACmax)/2 (B.6.3)

B.6.4 通常情况下取OAC1及OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC。

OAC=(OAC1十OAC2)/2 (B.6.4)

B.6.5 按B.6.4计算的最佳油石比OAC，从图B.6.1中得出所对应的空隙率和VMA值，检验是否能满足本规范表5.3.4或表5.3.5关于最小VMA值的要求。OAC宜位于VMA凹形曲线最小值的贫油一侧。当空隙率不是整数时，最小VMA按内插法确定，并将其画入图B.6.1中。

B.6.5检查图B.6.1中相应于此OAC的各项指标是否均符合马歇尔试验技术标准。

B.6.6根据实践经验和公路等级、气候条件、交通情况，调整确定最佳沥青用量OAC。

B.6.6.1调查当地各项条件相接近的工程的沥青用量及使用效果，论证适宜的最佳沥青用量。检查计算得到的最佳沥青用量是否相近，如相差甚远，应查明原因，必要时重新调整级配，进行配合比设计。

B.6.6.2 对炎热地区公路以及高速公路、一级公路的重载交通路段，山区公路的长大坡度路段，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将计算的最佳沥青用量减小0.1％～0.5％作为设计沥青用量。此时，除空隙率外的其他指标可能会超出马歇尔试验配合比设计技术标准，配合比设计报告或设计文件必须予以说明。但配合比设计报告必须要求采用重型轮胎压路机和振动压路机组合等方式加强碾压，以使施工后路面的空隙率达到未调整前的原最佳沥青用量时的水平，且渗水系数符合要求。如果试验段试拌试铺达不到此要求时，宜调整所减小的沥青用量的幅度。

B.6.6.3 对寒区公路、旅游公路、交通量很少的公路，最佳沥青用量可以在OAC的基础上增加0.1％～0.3％，以适当减小设计空隙率，但不得降低压实度要求。

图B.6.1马歇尔试验结果示例

注:图中a1=4.2%,a2=4.25%,a3=4.8%,a4=4.7%OAC1=4.49％(由4个平均值确定),OACmin=4.3％，OACmax=5.3％，OAC2=4.8％，OAC=4.64％。此例中相对于空隙率4％的油石比为4.6％

式中：Pba——沥青混合料中被集料吸收的沥青结合料比例，％

Pbe——沥青混合料中的有效沥青用量，％

γse——集料的有效相对密度，按式(B.5.6.1)计算，无量纲；

γsb材料的合成毛体积相对密度，按式(B.5.3)求取，无量纲；

γb——沥青的相对密度(25℃/25℃) ，无量纲；

Pb——沥青含量，％；

B.6.8 检验最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度

B.6.8.1按式B.6.8.1计算沥青混合料的粉胶比，宜符合0.6~1.6的要求。对常用的公称最大粒径为13.2mm～19mm的密级配沥青混合料，粉胶比宜控制在0.8～1.2范围内。

(B.6.8.1)

式中：FB——粉胶比，沥青混合料的矿料中0.075mm通过率与有效沥青含量的比值，无量纲；

P0.075——矿料级配中0.075mm的通过率(水洗法)，％；

Pbe——有效沥青含量，％。

B.6.8.2 按式B.6.8.2的方法计算集料的比表面，按式B.6.8.3估算沥青混合料的沥青膜有效厚度。各种集料粒径的表面积系数按表B.6.8采用。

SA=Σ(Pi×FAI) (B.6.8.2)

(B.6.8.3)

式中：SA――集料的比表面积，m2/kg。

Pi——各种粒径的通过百分率，％；

FAi——相应于各种粒径的集料的表面积系数，如表B.6.8所列；

DA——沥青膜有效厚度，μm；

Pbe——有效沥青含量康桥公厕建设工程施工组织设计，％；

γb——沥青的相对密度(25℃/25℃) ，无量纲。

注：各种公称最大粒径混合料中大于4.75mm尺寸集料的表面积系数FA均取0.0041，且只计算一次，4.75mm以下部分的FAi如表B.6.8示例。该例的SA＝6.60 m2/kg。若混合料的有效沥青含量为4.65％，沥青的相对密度1.03，则沥青膜厚度为DA=4.65/1.03/6.60×10＝6.83μm。

表B.6.8 集料的表面积系数计算示例

B.7 配合比设计检验

B.7.1对用于高速公路和一级公路的密级配沥青混合料，需在配合比设计的基础上按本规范要求进行各种使用性能的检验，不符合要求的沥青混合料，必须更换材料或重新进行配合比设计。其他等级公路的沥青混合料可参照执行。

B.7.2 配合比设计检验按计算确定的设计最佳沥青用量在标准条件下进行。如按照B.6.7的方法将计算的设计沥青用量调整后作为最佳沥青用量，或者改变试验条件时桥梁工程施工组织设计(连续梁 预应力施工)，各项技术要求均应适当调整，不宜照搬。

注：对公称最大粒径大于19mm的密级配沥青混凝土或沥青稳定碎石混合料，由于车辙试件尺寸不能适用，不宜按本规范方法进行车辙试验和弯曲试验。如需要检验可加厚试件厚度或采用大型马歇尔试件。