国内外确定最佳沥青用量(OAC)的方法与研究资料

3、GTM法确定最佳沥青用量
1、国内外有代表性的5种最佳沥青用量确定方法
①我国现行规范的方法：采用OAC1与OAC2的平均值，称为OAC； ②日本的方法（我国以前规范的方法）：采用各项马歇尔试验指标都符
合规范要求的沥青用量范围的中值（相当于现在的OAC2）作为OAC；
③美国MS-2原来的方法：求取密度及稳定度最大值及空隙率中值（相当 于4%）相对应的3个沥青用量的平均值（相当于我国规范的 OAC1）作
温稳定性试验, 综合考察后决定。
②对炎热地区公路及车辆渠化交通的高速公路、一级公路，预计有 可能产生较大车辙时，可在OAC2与下限OACmin范围内决定，但不宜小于
OAC2的0.5%。通常要比试验得到的减小0.1%~0.3%；
③对寒冷地区公路以及其他等级公路，最佳沥青用量可以在OAC2与
上限OACmax范围内决定，但不宜大于OAC2的0.3%。
值得注意的是：在实践过程中，往往只根据马歇尔试验得出OAC1及 OAC2求出中值就作为最佳沥青用量OAC了，根据气候、交通条件，参照
实践经验调整OAC 的工作大都没有进行。
（2）Superpave法
Superpave沥青混合料设计方法是美国SHRP研究的代表性成果， 主要体现了沥青混合料按体积设计的原则，以混合料体积组成为控制 指标来确定最佳沥青用量。 所谓体积设计是根据沥青混合料的空隙率、VMA、沥青填隙率等 体积特性进行热拌沥青混合料的设计；沥青混合料体积设计过程主要 由四部分组成： ①材料选择； ②集料级配选择； ③确定沥青混合料的沥青含量； ④沥青混合料验证，包括体积特性和水敏感性。
需要把马歇尔试验结果在图纸上绘制成特性曲线。
在分析特性曲线时，以沥青用量为横坐标，以测定的各项指标为纵 坐标，分别将试验结果点入图中，连成圆滑的曲线（要求使密度及稳定
度曲线出现峰值）。从图中求取相应于密度最大值的沥青用量为a1，相
应于稳定度最大值的沥青用量a2，及相应于规定空隙率范围的中值（或 要求的目标空隙率）的沥青用量a3，求取三者的平均值作为最佳沥青用
量的初始值OAC1 。同时求出各项指标均符合沥青混合料技术标准的沥
青用量范围OACmin~OACmax的中值OAC2。
当OAC1 相应的各项指标值均符合规范规定的马歇尔设计配合比技术
标准时，由OAC1及OAC2，综合确定最佳沥青用量OAC。当不能符合规
定时，应调整级配，重新进行配合比设计，直至各项指标均能符合要求 为止。
本身不是一个混合料设计指标，一般是采用各种混合料类型以最少沥青用
量和最大沥青用量的形式采用一个限制范围。但是设计标准的容许范围必 须足够适应不同密度的集料组成的混合料，所以都有一个容许的变化幅度。
二、国内外几种确定沥青混合料最佳沥青 用量方法的比较研究
1、国内外有代表性的5种最佳沥青用量确定方法
2、Superpave法与马歇尔法确定最佳沥青用量的 对比分析
国内外确定沥青混合料最佳沥青 用量（OAC）的方法与研究
一、概述 二、国内外几种确定沥青混合料最佳沥青
用量方法的比较研究
三、结论 四、参考文献
一、概述
随着公路事业的发展，公路里程在不断迅速增长，沥青路面由于其 自身的抗滑性、舒适性和易修复性等优点在路面中占有相当大的比例。 沥青路面的主要材料是沥青混合料，沥青混合料中沥青的用量对沥青路 面的使用性能有着非常重大的影响。 当沥青用量过少时，集料表面沥青膜过薄，混合料呈干枯状而缺乏 足够的粘结力，不能形成高的强度，稳定度不高，耐久性差，如水破坏、 沥青老化等；随着沥青用量的增加，混合料粘结力逐渐增强，稳定度随 之提高。然而随着沥青用量的进一步增加，集料表面沥青薄膜增厚，自 由沥青增多，自由沥青就如集料颗粒之间的润滑剂，使颗粒在荷载作用 下容易产生滑动位移，从而降低稳定度，产生泛油、壅包和车辙现象， 影响行车安全和美观，并对路面产生一定程度的破坏。
不过设计空隙率范围为3%~6%，中值是4.5%。另外，空隙率的计算过
程，除包括最大相对密度、试件密度、沥青被集料吸收等有所不同外， 空隙率基本上是唯一指标的体积设计方法。
现行规范的方法是马歇尔试验加上经验，即综合以往的方法及实践
经验论证决定最佳沥青用量的方法。
（1）马歇尔法
马歇尔试验分 3 个程序：确定混合料密度、测定混合料的马歇尔稳 定度和流值、分析试件的空隙率。为掌握每组试件中各单个试件的特性，
因此，寻找一种合理的沥青用量确定方法，使得所确定的沥青用量适 中（即最佳沥青用量）就显得尤为关键。
在1984年的MS-2及其说明中指出，按照“最佳”定义，最佳沥青用
量应该是在此含量下所有设计指标（空隙率、稳定度、密度、流值、矿料 间隙率VMA 和沥青饱和度VFA等）都是最优的或是满意的。而沥青用量
的对比分析
（1）马歇尔法 （2）Superpave法 （3）Superpave法与马歇尔法的对比 （4）小结
我国规范确定沥青混合料最佳沥青用量 OAC 的方法有一个变化过 程。在以前的规范中，我国历来采用日本的方法，即求出全部满足设计 技术要求的沥青用量范围，以其中值为最佳沥青用量。按此方法使用发 现了一些问题，主要是针对高速公路和一级公路，由于采用了高质量的 沥青后，在估算沥青用量时，尽管上下变化了5个不同的沥青用量，变 化范围达2.0%，稳定度值一般都能满足要求，流值也大都满足要求， 但稳定度、密度有时连峰值都未出现，最后决定最佳沥青用量的往往只 剩下空隙率一个指标，而且能共同满足要求的沥青用量范围往往很窄。 所以实际上其相当于现在美国的4%空隙率决定最佳沥青用量的方法，
规范非常明确地规定在确定最佳沥青用量OAC时，应通过对沥青路
面的类型、工程实践经验、公路等级、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。宜按下列步骤进行：
①一般情况下，当OAC1及OAC2的结果接近时，可取二者的平均值
作为最佳沥青用量OAC。当OAC1及OAC2的结果有一定差距时，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定性试验和高
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④MS-2 1995年版的方法：按空隙率4%确定沥青用量，由此沥青用量检 验各项指标是否符合要求，如不符合要求，则采用各项马歇尔试验指标
都符合规范要求的沥青用量范围的中值（相当于现在的 OAC 2 ）作为
OAC； ⑤美国Superpave方法：由空隙率4%确定最佳沥青用量；
2、Superpave法与马歇尔法确定最佳沥青用量