常见沥青混合料设计方法的比较
各种沥青混合料设计方法的比较
各种沥青混合料设计方法的比较目前，国内外路面设计者对沥青混合料配合比设计方法的研究很多，纵观世界各国，现行用于沥青混合料配合比设计的方法主要有：马歇尔方法、维姆方法、Superpave方法、GTM方法以及贝雷法等，但其中又以马歇尔法运用得最为广泛。
我国《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）规定，沥青混合料配合比设计采用马歇尔方法；同时规定，当采用其他方法设计沥青混合料配合比时，应按规范规定进行马歇尔试验及各项配合比检验，并报告不同设计方法的试验结果。
不同混合料设计方法都有各自的特点，本文主要介绍几种主要设计方法的原理，并和马歇尔设计方法进行比较分析。
1马歇尔设计方法原理与设计步骤1.1设计原理马歇尔法是由美国密西西比州公路局的Bruce Marshell提出，在第二次世界大战期间开始使用，后来美国陆军工程兵团对其进行了改进和完善。
马歇尔设计法的基本原理是体积设计法，即在分析研究沥青混合料性能时，以沥青结合料与集料成分的体积比例作为计算依据，最终要达到的主要指标也是体积指标，如空隙率VV、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA等。
通过沥青混合料组成材料的不同体积比例的组合，经过沥青混合料的拌和、试件的击实成型，最后测定试件的体积参数，从而确定沥青混合料各组成材料的比例。
1.2设计步骤沥青混合料配合比马歇尔设计方法分为目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段。
三个阶段的设计原理是一致的，即按照体积法进行设计。
其最完整的设计步骤是在目标配合比设计阶段，设计过程如下。
①原材料试验。
即所有组成材料的物理、化学、力学性能试验，以确定其是否满足使用要求，从而确定其是否合格。
②确定混合料的组成级配。
按照要求的级配与所提供的各级集料的筛分，选好各级集料的比例，使混合料矿料的级配满足要求。
③成型试件。
根据经验估算沥青的最佳用量，以估算的最佳沥青用量为中值，以0.5%为步长，分别成型5个不同油石比：（估算最佳沥青用量-1.0%）、（估算最佳沥青用量-0.5%）、估算最佳沥青用量、（估算最佳沥青用量+0.5%）、（估算最佳沥青用量+1.0%）试件。
沥青混合料GTM法和马歇尔法的比较研究
河南交通职业技术学院毕业论文题目：沥青混合料GTM法和马歇尔法的比较研究系别：公路学院专业：道路桥梁工程技术班级：******姓名：******学号：*******指导教师：*******沥青混合料GTM法和马歇尔法的比较研究摘要：沥青混合料的结构和性能与成型方法密切相关，本文对同一级配的AC-13混合料，分别按GTM法和马歇尔法进行试验，并对其试验结果作了对比分析，得出振动法成型的混合料的性能明显优于马歇尔法确定的混合料的性能。
关键词：GTM法马歇尔法沥青混合料比较目录摘要 (2)前言 (4)一、原材料 (5)二、仪器参数 (5)三、确定混合料设计级配及工程级配范围 (5)3.1确定混合料初拟合成级配 (5)3.2确定混合料设计级配及工程级配范围 (5)四、施工影响预防处理措施 (6)4.1试验温度 (6)4.2旋转试验及最佳油石比的确定 (7)五路用性能及对比分析 (7)5.1最佳油石比 (7)5.2试件密度 (8)5.3体积参数 (10)5.4试件密度 (11)5.4.1高温抗车辙能力 (11)5.4.2低温抗裂能力 (11)5.4.3抗水损害能力 (12)5.4.4关于GTM方法设计的沥青混合料耐久性 (12)六结论 (13)七致谢 (13)参考文献 (14)前言GTM（Gyratory Testing Machine）旋转试验机不仅仅是一种试件成型设备，其成型试件的优点也不仅仅是最大限度地模拟了路面施工时的碾压工况，更为有价值的是，它以汽车轮胎的接地压强作为成型试件的一个主要控制条件，不固定压实功能而以沥青混合料试件达到极限平衡状态作为结束条件，而且在试验过程中能够反映沥青混合料的物理力学特性。
由设计过程，GTM设计方法根据混合料力学指标的变化规律确定最大油石比,实现了根据性能设计沥青混合料的目标。
但该试验方法确定的混合料的性能究竟如何，尚需与马歇尔方法确定的混合料的性能进行比较验证。
排水沥青混合料级配设计方法优化研究
排水沥青混合料级配设计方法优化研究摘要：现有排水沥青路面级配设计都按照规范法进行，没有针对不同道路条件提出更适宜的级配设计方法。
为此本文通过室内试验，分别成型根据规范法、贝雷法、VACF法级配设计的马歇尔试件，并检测其路用性能指标。
结果表明贝雷法设计级配的性能在各个方面比较有优势。
高温稳定性和水稳定性、抗滑能力上，贝雷法设计级配有更好的表现，相对的，在渗水性能上贝雷法设计级配差于CAVF 法设计级配；我国规范方法设计级配在性能上与贝雷法设计级配有差距，但差距在可接受范围内。
0引言排水沥青路面级配设计现有规范方法是采用级配设计曲线通过调整曲线范围试配级配，然后验证，再设计级配的循环过程[1-3]。
20世纪80年代，美国罗伯特·贝雷（Robert D. Bailey）提出贝雷法设计级配。
主要思想是考虑承重，并以合适集料填充骨架空隙[4-5]。
张肖宁教授在90年代提出CAVF法，设计思想是粗集料之间嵌挤形成骨架，以细集料为填充，从而结构上增加沥青混合料的稳定性和力学性能[6-7]。
贝雷法不同于规范法，贝雷法为使粗集料形成嵌挤，粗集料用量是根据松装密度与干捣实密度的体积特征确定[8]。
CAVF法与贝雷法相似点较多，都以设计合理的粗、细集料级配而形成良好的结构为中心，对粗、细集料的和集料密度的再一次定义，以便于提供排水沥青混合料大空隙合理结构[9]。
但三种级配方法哪一种更适合排水沥青路面还未有人做过相应的研究，为此本文通过室内试验，着重研究三种级配设计方法成型的排水沥青混合料试件性能表现。
1、原材料1.1沥青结合料排水沥青混合料由于大空隙结构，对沥青结合料要求较高，因此采用高黏改性沥青，技术指标见表1所示。
表1 高黏改性沥青技术指标检测结果指标单位检测值技术要求试验方法针入度（25℃，100g，5s）0.1mm51≮40T0604-2011软化点（T R&B）℃93≮90T 0606-2011延度（5℃，5cm/min）cm33≮30T0605-2011动力黏度（60℃）Pa·s460000≮200000T0620-2011布氏旋转黏度（170℃）Pa·s1.105≯3.0T0625-2011溶解度%99.9≮99T0607-2011弹性恢复 （25℃） % 98 ≮95T 0662-2000相对密度（25℃） -1.016实测记录T 0603-2011TFOT 后残留物T0609-2011质量变化%+0.630±1.0针入度比（25℃） %86.5≮65T 0604-2011延度 （5℃，5cm/min ）cm 28 ≮20T 0605-20111.2 集料粗细集料均选择玄武岩，矿粉选用石灰岩。
应用Superpave与马歇尔方法进行沥青混合料设计的比较分析
官员 协会 （ Ａ Ｈ Ｏ） ＨＲ Ａ Ｓ Ｔ Ｓ Ｐ推 广 专 家 组 建 立 了 ｓ — ｕ ｐ ｒａｅ样 板 州 小 组 ， 帮 助 Ｓ ｐｒａｅ统 一 推 广 。 ｅｐ ｖ 以 ｕ ｅｐｖ 样板 组 的 目的是 分 享 先进 的经 验 ， 一 步 的开 发 和 进
提 供 Ｓ ｐ ｒａｅ 术 实 际 应 用 的 指 南 。 ２ ０ ｕｅ ｖ 技 ｐ ０ ０年 ， 样
１ Ｓ ｐ ｒ ａ ｅ技 术 介 绍 ｕ ｅｐ ｖ
Ｓ ｐ ｒａｅ是 一个 商 标 名 。 商 标 的 拥 有 者 是 美 ｕ ｅｐ ｖ 国各州公 路与 运输 官员 协会 （ Ａ Ｈ Ｏ） ｕ ｅｐ ｖ Ａ Ｓ Ｔ 。Ｓ ｐ ｒａｅ 技 术是美 国公路 战略 研究 计 划 （ Ｈ Ｐ 的一 个 重 大 ＳＲ ） 研 究成 果 ，９ ２年 Ｓ Ｐ结 束 ， ｕ ｅｐｖ １９ ＨＲ Ｓ ｐｒａｅ形 成 了 ３ 个 成果 ： 建立 在 性 能 基 础上 的沥 青 胶 结 料 规 范 、 混
少， 而这 些损坏 不 是 由于规 范体 系本 身造成 的 。
．
从 １９ ９ ２年起 ， 国联邦 公路 局 被委 任 为 Ｓ ｐ ｒ 美 ｕ ｅ．
ｐｖ 技 术 推广 的领 导 核 心 ， 而 初 期 ， 广 工 作 进 ａｅ 然 推
展较 慢 ， 映 出工业 界 对 推广 一 个 新 的没 有 被 验证 反 的技 术 的 犹 豫 心 情 。 １９ ９ ６年 ， 国 各 州 公 路 与 运 输 美
法 设 计 的 沥 青 混 合 料 的 施 工 要点 进 行 介绍 ， 有 较 好 的 参 考 价值 。 具
［ 键 词 ］Ｓ ｐｒａｅ 关 ｕｅｐｖ ；马 歇 尔 ； 青 混 合 料 ； 计 ；比 较 沥 设 ［ 中图 分 类 号 ］Ｕ ４６ ２ ７ １． １ ［ 献 标 识 码 ］Ｂ 文 ［ 章 编 号 ］１７ — ６ ０ ２ １ ） １ ０６ — ４ 文 ６４ ０ １ （ ０ １ Ｏ — ０ ６ ０
几种典型沥青混合料性能的比较
几种典型沥青混合料性能的比较几十年来,为了提高沥青路面的使用性能,延长使用寿命,克服车辙、水损坏等常见的沥青路面损坏现象,人们对沥青混合料组成采取了各种措施,控制孔隙率、采取S形级配,使用改性沥青,添加纤维是近年来最常见的方法。
而改性沥青、纤维的广泛使用,使得从混合料结构组成来判断路面使用性能是很有必要的。
标签：沥青混合料;组成结构;S形级配空隙率1 几种典型沥青混合料依据沥青混合料组成结构理论,沥青混合料组成结构类型可主要分为悬浮密实结构、骨架密实结构、骨架空隙结构三种类型。
这三种结构类型在现今被人们所熟知的有:AC、SMA、SAC、Superpave混合料、OGFC、ATB、AK、ATPB等等。
几种混合料的级配见表1。
(1)AC是传统连续密级配沥青混凝土,在《公路沥青路面设计规范》(JTJ 014-97)中属于悬浮密实结构。
在《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中这种沥青混合料舍弃了原来II型级配混合料,通过对关键筛孔通过率的控制分为粗型和细型。
粗型实际上是AK系列A型的调整型,加强压实度的控制,减小空隙率,级配向骨架密实型靠近。
(2)SMA在我国被称为沥青玛蹄脂碎石混合料,属于骨架密实结构。
它由大比例碎石构成坚固的骨架结构,并由丰富的沥青玛蹄脂填充骨架空隙进行稳定。
(3)SAC为我国自主开发的沥青混合料结构类型,因SAC-16矿料中大于4.75mm的颗粒含量为59%(范围中值),比《公路沥青路面设计规范》(JTJ 014-97)的AC-16I矿料中大于4.75mm的颗粒含量42.5%多16.5%,故命名为多碎石沥青混凝土。
4.75mm以上碎石含量小于60%的SAC,属于悬浮密实结构;4.75mm以上碎石含量在70%左右,属于骨架密实结构。
(4)Superpave是一种沥青混合料设计法,是美国为寻找一个新的设计体系来克服马歇尔和维姆设计体系造成路面存在的车辙和裂缝这一普遍问题而提出的公路研究计划(SHRP)的一个重要成果。
三种沥青混合料设计方法的比较
也 有 大量 应 用 。根据 目前 的应 用情 况 ，这 三种 方 法都 可 以设计 出质 量优 良的沥 青 混合 料 。 正确 掌 握 不 同 方法 的特 点 ，是 设 计 优 良沥 青 混 合 料 的前
提 。 笔 者结 合 有 关 资 料 与 自己的 工程 实践 ，从 设 备 与成 型 方 法 、体 积 指 标 的作 用等 方面 综合 分析 比较 了这三 种 方法 的优缺 点。
缺 陷。 根据 目前 有 关规 范 ，击 实 成 型 的次 数 与 路 面
但 是 ，Ｓ ｐ ｒａ ｅ提 出 的性 能 预 测 方法 并 不 ｕ ｅｐ ｖ
成熟。
１ ３ Ｇ Ｍ设计 法 ． Ｔ Ｇ Ｍ 是 美 国工 程 兵于 上 世 纪 ６ Ｔ ０年 代 为 解决 空 军 重 型轰 炸机 机 场 跑道 的设 计 而研 究 发 明 的。
量 ，依据 交通 量 与路面 结构确 定旋 转压 实 次数 ；
４） 定合 适 的级配 。按 初试 沥青 用量 与选定 确 的设计 压 实次 数成 型试 件 ，测 试 各 级配 试 件体 积
参 数 ，将 具 有合 适 的体积 特 性 以及压 实性 能 的级
配定 为 设计级 配 。压 实次数 由交通 量决 定 ； ５） 定设计 级 配 的最 佳沥 青用 量 ｉ 确 ６） 设计 验 证试 验。确 定 设计 级配 与最佳 沥青 用 量在 最 大 、最 小 压 实 次数 时 的压 实度 以及水 敏 感性 是 否符合 Ｓ ｐ ｒａ ｅ要 求 。 ｕ ｅｐｖ
等 级有 关 【，其关 系是经验 性 的。 ． 】
２） ｕ ｅｐ ｖ 计法 采用旋 转压 实仪 （ Ｇ Ｓ ｐ ｒａ ｅ设 Ｓ Ｃ） 成 型 试件 。 与 击 实法 相 比 ，旋 转压 实 法 能 更好 模 拟路 面压 路机 和 车辆 轮 胎 对沥 青 混合 料 的作 用 ， 旋 转 压 实 法成 型 的试 件 内部 结 构 与 路面 实 际 更加
沥青混合料级配优化及配合比设计方法研究
沥青混合料级配优化及配合比设计方法研究1. 概述沥青混合料是道路路面施工中常用的材料，它的质量直接影响着道路的使用寿命和行车安全。
而沥青混合料级配优化及配合比设计方法则是保证沥青混合料质量的关键。
本文将从多个角度探讨这一重要主题。
2. 沥青混合料级配优化沥青混合料的级配优化是指通过合理的颗粒分布设计，使得沥青混合料在力学性能、工作性能和耐久性能等方面达到最佳状态。
级配的优化需要考虑颗粒的形状、大小、密实度等因素，并根据道路使用环境和负荷条件进行精确的调整。
在级配的优化过程中，可以利用相关软件进行模拟与分析，以获取最佳的级配方案。
3. 配合比设计方法配合比设计是沥青混合料施工中的重要环节，它涉及到沥青、骨料、添加剂等各种原材料的比例和配合关系。
配合比设计方法的研究，旨在找到最佳的比例配合，使得沥青混合料在施工后能够达到预期的性能指标。
常见的设计方法包括马歇尔设计法、沉积密度设计法等，它们均有着自己的特点和适用范围。
4. 个人观点和理解在沥青混合料级配优化及配合比设计方法的研究中，我认为需要综合考虑原材料的特性、施工环境的要求以及实际使用的性能指标。
只有充分理解和掌握各种设计方法，结合实际情况进行灵活应用，才能设计出高质量的沥青混合料。
随着科技的进步，新的设计方法和工具不断涌现，需要我们及时学习和应用，以推动沥青混合料技术的不断发展。
5. 总结沥青混合料级配优化及配合比设计方法的研究，是道路建设领域的重要课题。
通过深入的研究和实践经验的累积，我们可以不断完善设计方法，提高沥青混合料的质量，为道路的安全和持久使用提供保障。
在这篇文章中，我们探讨了沥青混合料级配优化及配合比设计方法的研究，通过对相关原理和实践经验的讲解，希望能够对读者有所启发和帮助。
对于沥青混合料技术的发展，我充满信心，也期待着更多的专家学者和工程技术人员的加入，共同推动这一领域的进步。
沥青混合料级配优化及配合比设计方法研究是一个涉及多个领域的复杂课题，需要综合考虑材料科学、工程力学、道路工程等多个学科的知识，以及对实际工程情况的深入理解和实践经验的累积。
沥青混合料配合比
2、泰波 Talbol 曲线 (n)法 (n)法
认为集料的级配应该允许在一定的范 围内波动， Fuller曲线指数 改成 曲线指数0.5改成n 围内波动，将Fuller曲线指数0.5改成n， 研究认为，沥青混合料中n=0.45时 研究认为，沥青混合料中n=0.45时， 密度最大、水泥混凝土中n=0.25密度最大、水泥混凝土中n=0.25-0.45 时施工和易性较好。 时施工和易性较好。通常使用的矿质 沥青混合料的级配范围（ 沥青混合料的级配范围（包括密级配 和开级配） 0.3-0.7之间 之间。 和开级配）n在0.3-0.7之间。
3、K为参数的连续级配密度理论， 为参数的连续级配密度理论， （K法）
前苏联的伊万诺夫提出， 前苏联的伊万诺夫提出，用颗粒分级重量 递减系数K为参数的连续级配密度理论， 递减系数K为参数的连续级配密度理论， （K法）。 N次幂公式存在一个缺点，因为它是无穷级 次幂公式存在一个缺点， 没有最小粒径的控制。 数，没有最小粒径的控制。对沥青混合料 往往造成矿粉过高， 往往造成矿粉过高，路面高温稳定性不足 的缺点， 法以颗粒直径的1/2为递减标准 为递减标准， 的缺点，K法以颗粒直径的1/2为递减标准， 为筛余量的递减系数， 值越大， 设K为筛余量的递减系数，K值越大，级配 越细，一般K值为0.65-0.84。 越细，一般K值为0.65-0.84。
四、贝雷法
贝雷法通过一些指标对级配中的粗、 贝雷法通过一些指标对级配中的粗、细集 料进行约束， 料进行约束，使得混合料获得良好的骨架 结构，并且施工时不会产生离析， 结构，并且施工时不会产生离析，而且易 于压实。这些指标包括： 于压实。这些指标包括： CA比 ratio） （1）CA比（Coarse aggregate ratio） 用来描述粗集料间的填充情况。 用来描述粗集料间的填充情况。 CA比=[P(NMPS/2)-P(PCS)]/[100%CA比=[P(NMPS/2)-P(PCS)]/[100%P(NMPS/2)] 式中：P(PCS)——为0.22倍公称尺寸对应 式中：P(PCS)——为0.22倍公称尺寸对应 相近尺寸筛孔的通过率。 相近尺寸筛孔的通过率。
沥青混合料配合比设计方法
沥青混合料配合比设计方法
1.等级配合比设计方法：
等级配合比设计方法是根据混合料的使用等级确定各组成部分的比例关系，确保混合料的强度和耐久性符合要求。
该方法主要包括以下步骤：（1）确定使用等级：根据路面的使用要求和交通荷载等级，确定混合料的使用等级，如AC-13、AC-20等。
（2）确定粗集料含量：根据使用等级和交通荷载等级，参考相应的规范和试验结果，确定粗集料的最佳含量范围。
（3）确定沥青含量：根据粗集料的最佳含量范围和试验结果，确定沥青的最佳含量范围。
（4）确定细集料含量：根据粗集料的最佳含量范围和试验结果，确定细集料的最佳含量范围。
（5）确定沥青级配比例：根据粗集料、细集料和沥青的最佳含量范围和试验结果，确定混合料中各组成部分的比例关系。
2.初步配合比设计方法：
初步配合比设计方法是在缺乏详细材料试验数据的情况下，根据经验和规范，进行初步的配合比设计，然后通过试验和调整来进一步确定最佳配合比。
（1）确定初步沥青含量：根据使用要求和沥青的理论含量，初步确定沥青的含量。
（2）确定初步粗集料含量：根据规范和经验，初步确定粗集料的含量范围。
（3）确定初步细集料含量：根据规范和经验，初步确定细集料的含量范围。
（4）试验和调整：根据初步配合比进行试验，分析试验结果，如果混合料的性能和使用要求不符合，可以通过调整沥青含量、粗集料含量和细集料含量来改善混合料的性能。
无论采用哪种方法，都需要根据规范和经验进行合理的估算和调整，同时进行试验和对结果进行分析，以确保最终的沥青混合料配合比满足使用要求和性能指标。
配合比设计的过程中还要考虑材料的可用性和成本等因素，以实现经济和可持续发展的目标。
沥青混合料设计方法的比较
方法以及 贝雷法等 ， 但其 中又 以马歇尔法 运用得 最为广 泛。
我国《 公路沥青路面施工技术规 范》 ＪＧＦ０ — ０４ 规定 ， （ ４ ２０ ） Ｔ 沥青混合料配合 比设计采用马歇尔方法 ； 同时规定 ， 当采用
尔试验及各项 配合 比检验 ， 报告 不 同设计 方法 的试 验结 并
油石 比（ 估算最佳沥青用 量 一１ ％） （ ０ 、 估算最 佳沥青用 量 一
转压实次数根据交通水平确定 ， 然后再利用有效密度确定沥
２０ 年 第 １ 期 ０９ １ （ 总第 １９ ８ 期）
黑龙 江交通 科技
ＨＥＬＯＮＧＪＡＮＧ ｌ Ｌ Ｉ ＪＡＯＴＯＮＧ Ｊ ＫＥ ｌ
Ｎｏ． １，０ ９ １ ２０
，
（ ｕ ｏ１ ） Ｓ ｍ Ｎ ．８ ９
沥青 混 合料设 计 方法 的 比较
张宿峰 娄 宇奇 ， （．黑龙江省高速公路建设局 ；．黑龙江省双佳 高速公路 扩建 工程建设 指挥 部 ） １ ２
Ｓ ｐｒａｅ ｕ ｅｐｖ 体系配合 比设计 的很重要 的一步是集料 的选
择 ， 了能够尽可能就地 取材 ， 国对 资源特性 的指标要求 为 美
较低 ， 而注重于加工特性 ， 粗 、 料 的棱 角性 、 平及 包括 细集 扁 针片状颗料含量 、 泥量 （ 当量 ） 含 砂 。对 沥青结 合料 的选 择
定 ３种不同粒 径含 量的试验集料 ， 即细颗粒含量大于并接 近 规定的低限的 Ｉ 、 型 细颗料 含量小于并接近 于规定 的高 限的
Ⅱ型 、 中间颗粒 含量 大 的 Ⅲ型。三种 试验 集料 的级配 选定 后， 通过旋转压实仪 Ｓ Ｃ来确定各 自的体积特性 ， Ｇ Ｇ Ｓ Ｃ的旋
第4.2节 沥青混合料配合比设计方法
第二节沥青混合料配合比设计方法我国现行《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ 032一94）规定，热拌沥青混合料配合比设计采用马歇尔稳定度法。
该法是首先按配合比设计拌制沥青混合料，然后制成规定尺寸试件，试件经12h测定其物理指标（包括表观密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等），然后测定稳定度和流值，在必要时，还要进行动稳定度校核。
因此对于一名检测人员，必须懂得沥青混合料配合比设计方法。
一、沥青混合料配合比设计方法沥青混合料配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证等三个阶段，通过配合比设计决定沥青混合料的材料品种、矿料级配及沥青用量。
1．材料准备按相关试验规程规定的取样方法，取足够数量的具有代表性沥青及矿料试样。
按《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032-94）材料质量的技术要求试验各项性质，当检验不合格时，不得用于试验。
2．矿质混合料的配合比组成设计矿质混合料配合比组成设计的目的是选配一个具有足够密实度并且有较高内摩阻力的矿质混合料，可以根据级配理论，计算出需要的矿质混合料的级配范围。
但是为了应用已有的研究成果和实践经验，通常是采用规范推荐的矿质混合料级配范围来确定。
按现行规范规定。
按下列步骤进行：（1）确定沥青混合料类型沥青混合料类型根据道路等级、路面类型、所处的结构层位选定。
（2）确定矿料的最大粒径各国对沥青混合料的最大粒径（D）同路面结构层最小厚度的关系均有规定，除前苏联规定矿料最大粒径分别为面层厚度的0.6倍与底基层厚度的0.7倍外，一般均规定为0.5借以下。
我国研究表明：随h／D增大，耐疲劳性提高，但车辙量增大。
相反h／D减小／车辙量也减小，但耐久性降低，特别是在h/D≤2时，疲劳耐久性急剧下降。
为此建议结构层厚度人与最大粒径口之比应控制在h／D＞2。
尤其是在使用国产沥青时，h／D就更接近于2。
例如最大粒径的30-35mm的粗粒式沥青混凝土，其结构层厚度应大于4-7cm，D为20-25mm；中粒式沥青混凝土，其结构层厚度应大于4-5cm，D为15cm；细粒式沥青混凝土，其最小结构厚度应为3cm。
浸渍法与规范法测试沥青混合料理论最大密度对比分析
| 工程前沿 | Engineering Frontiers·6·2020年第21期浸渍法与规范法测试沥青混合料理论最大密度对比分析殷卫永，李 豪，常迅夫，毛海臻，尚康宁（河南省交通规划设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450000）摘 要：文章介绍了沥青浸渍法在沥青混合料集料有效相对密度和理论最大密度测定中的应用，并与现行规范方法试验结果对比分析，检验现场渗水系数。
试验结果表明：采用浸渍法测试得到的集料混合料的有效相对密度比采用现行规范法得到的集料混合料的有效相对密度整体偏小，偏差在0.02～0.04；试件空隙率偏小0.7%～1.4%。
沥青浸渍法的测试结果更符合沥青混合料的现场实际情况。
关键词：沥青浸渍法；现行规范法；沥青混合料；理论最大密度中图分类号：U414 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2020）21-0006-03作者简介：殷卫永，男，硕士，助理工程师，研究方向为道路桥梁与渡河工程。
沥青混合料压实后的空隙率是沥青混合料配合比设计过程中以及现场工程质量评价中的重要指标，确定空隙率需要用到混合料理论最大密度，而矿料有效相对密度又是计算确定混合料理论最大密度的关键指标。
目前，在实际工程建设中，通常采用真空法实测的方法确定基质沥青混合料理论最大密度。
但真空法试验过程中，存在缺陷的集料其表面沥青膜容易破裂，导致部分水分穿过沥青膜进入集料内部，使试验结果出现偏差[1-2]。
试验中表现为整个试验过程持续有气泡冒出，有时抽真空1h 之后还有部分气泡冒出。
此外，沥青混合料往往难以充分散开，导致混合料内部包裹部分气泡，同样对测量结果有影响。
因此，通过准确测量不同粒径规格集料或集料混合料的有效相对密度，然后结合混合料油石比、沥青密度等参数计算得到沥青混合料的理论最大密度，能更加准确、真实地反映混合料的实际情况。
而现行规范中通过集料吸水率等参数进行计算确定的集料混合料有效相对密度是一种模糊性计算方法，沥青吸收系数的计算带有很大的不确定因素，用其计算的集料有效相对密度也需要进一步完善[3-4]。
我国沥青路面设计方法及典型实例
我国沥青路面设计方法及典型实例沥青路面是目前我国常见的道路铺设材料之一，它具有使用方便、维护成本低廉、使用寿命长等优点，在城市道路和高速公路中被广泛应用。
本文将重点介绍我国沥青路面的设计方法和一些典型实例。
一、沥青路面设计方法1.路面层厚度设计：沥青路面的设计首先需要确定其层厚度。
根据路面的设计标准和相应的道路使用等级，可以采用经验公式、试验和数学模型计算得到合适的层厚。
一般情况下，沥青路面的总厚度包括基层、底基层、底面、粗石层和面层。
2.沥青混合料设计：沥青路面的面层多采用沥青混合料，其设计方法主要包括配合比设计和级配设计两种。
配合比设计通过确定沥青、石料、骨料和填料的配合比例，保证混合料的力学性能和耐久性能。
级配设计则是通过确定石料或骨料的级配曲线，使得混合料在不同粒径下的力学性能均能满足要求。
3.施工质量控制：沥青路面的施工质量对其使用寿命和性能有着重要影响。
在施工过程中需要加强对各个层次的控制，包括基层的夯实度、底面的平整度、沥青混合料的铺设厚度和密实度等。
此外，还需要合理控制施工温度和加水量，以确保沥青路面的质量。
二、典型实例1.北京五环路改扩建工程：该工程是对北京市五环路进行改扩建的项目，施工中采用了多层沥青路面结构。
在路面设计中，根据道路使用等级和设计标准，确定了各个层次的厚度，采用了橡胶改性沥青混合料作为面层材料，提高了路面的耐久性和抗裂性。
2.上海市嘉定区高速公路：该高速公路采用了浇筑式沥青混凝土路面结构。
设计时，根据高速公路的使用要求，确定了合适的路面层厚度和沥青混凝土的配合比。
施工过程中，严格控制了石料级配和混合料的施工温度，保证了路面的质量。
3.广州市岭南高速公路：该高速公路采用了悬浮式沥青混凝土路面结构。
在设计过程中，考虑到高速公路的往返快车道和法兰带，采用了不同的路面结构和厚度。
施工中，采取了分层施工和层间养护的方式，确保了沥青路面的平整度和耐久性。
通过上述典型实例，我们可以看到，在沥青路面设计中，需要综合考虑道路使用等级、设计标准、材料性能和施工工艺等因素，以确保沥青路面具有良好的耐久性和使用性能。
沥青混合料配合比设计方法
沥青混合料配合比设计方法
沥青混合料配合比设计是指将沥青与粉煤灰、砂石或纤维等多种材料按一定比
例混合配制出合成建筑材料。
它与沥青的稠度、停灰值有关，沥青的品种、混配材料的类型也有很大的关系。
沥青混合料配合比设计在现在的建筑行业中变得越来越重要，相关的设计技术也持续发展。
沥青混合料配合比设计一般采用基于当地气候条件及货车使用环境考虑的特定
设计，它们通过分析信息、建模和检验，以此确定在给定的条件下最佳的配比比例。
其中，以碳素灰作为必备的组分之一，是这一类配合比构成的关键部分。
碳素灰的数量决定了沥青混合料的性能和机械性能，因此在设计比例时必须格外注意。
沥青混合料配合比设计方法综述与评价
设 计是保 障机场沥 青道面工程质量 的重 中之重 。
本文针对 已有 的沥青混 合料 配合 比设计 方法 进行 了详 细介绍 ，并对每种设计 方法的优缺点进行 了分析对 比。
一
１ ．集料 的选择
包含 三个 部分 ：确定集 料的物 理特性 （ 粗糙 度 、耐久 性和坚 固性 、清 洁程 度和 有害物 质含 量 、颗粒 形状 和表 面 纹理 ） ；确定其 他 的物 理指 标 （ 配和 形状 、毛体积 密度 级 和吸水率等 ） ；对所有采用的集料进行级配组成设计 。
、
前 言
沥青混合料设计是 在实 验室 内的一种模 拟 过程 ，它 尽
２ ．沥青胶 结料 的选择
在这方面并没有 明确 的步骤 ，主要是通 过试 验确 定沥 青胶结料 的粘温关 系。
可 能地 模拟实 际 的 沥青 混合 料 生产 、施工 以及性 能 情况 ；
从这个 模拟过程 中可 以预期 在具体 工程 中什 么样 的沥青 混 合料适 用 以及 如 何达 到 这一 目标 。然 而 ，作 为一 种模 拟 ， 沥青混 合料 设计具有 明显 的局限 性 ，这 种局 限性 主要体 现 在实验 室和实际的道 面情况 之间存 在显 著 的差异 。可想 而 知 ，单凭实 验室内的几个 试 件 、压实 设备 以及其 他 的一些 测试设备是 无法完全再 现沥 青混合 料 的实 际生产 、施 工 和 性能情况 的。尽 管如此 ，沥 青混 合料 的实 验室设 计还 是 能 够相对有效 和近似准确地帮助实际 的混合料选 择工作 。
Ｈ ｅｍ 以及 Ｓ ｐ ｒａｅ ｖｅ ｕ ｅ ｖ 。下 面 将 逐 一 介 绍 。 ｐ
４ ．稳 定 度 和 流 值 试 验
该试验 为 Ｍａ ｈ １ 法提供 了混 合 料性 能预 测。稳定 ｒＭ 方 ｓ 度试验 可以测定 试件 在 ５ ｍ ／ ｎ ｔ ０ ｍ ｍｉｕ ｅ的加载 速率下 的最 大 承受能力 ，加载逐 步提升 直至最 大值 开始 回落 ，记 录最 大 值 。同时，流值 以 ０ ５ ｍ的单位记录下来 。 ．２ ｍ
公路沥青混合料配合比设计方法简介与评价
ＳＩ Ｃ ＆ＴＣＮＬＯ Ｃ ＮＥ ＥＨ０ＯＹ Ｅ
墨圆
公 路 沥 青混 合 料 配 合 比 设计 方法 简 介 与评 价
阮 小 亚 （ 川公路管理局 陕西铜Ｊ 铜
摘 要： 优质 的沥青混合料 配合比设计是 保障公路 沥青路 面工程质量 的重 中之重 。本文针对现行 的公路 沥青混合料 配合比设 计方法进
行 了详 细介 绍 ， 对 每 种 设 计 方 法 的优 缺 点 进 行 了分 析 。 井
关 ： ４ ４ Ｕ １ 文献标识码 ： Ａ
文章编 号： ６ ２ ３ ９ （ ０ ８ １ （ 一 ０ ３ Ｏ １ ７ — ７ １２ ０ ）０ ｃ ０ ４ 一 ｌ ） 转压 实仪替 代 了以往 的压 实设备 ， 并且 和预 期交通量联系在一起。Ｓ ｐ ｒ ａ ｅ ｕ ｅ ｐ ｖ 的预期进展 主要 包括三 个方 面 ： 现交 通荷载 和环 境条 体 件的 混合料 设计 新方 法 ； 的沥 青胶结 料评 新 价方 法以及新 的混 合料分 析方法 。尽 管第 三 方面 还没 有完成 ，但是 已经 很好 的建立 了沥 青混 合料 的设计 方 法 。 Ｓ ｐ ｒ ａ ｅ的混 合料设计 主要包含 以下 ｕ ｅｐ ｖ 步骤 。 ①集料 的选择 。Ｓ ｐ ｒ ａ ｅ ｕ ｅ ｐ ｖ 的不 同之 处 在 于 ：首 先 ，它 用 控 制 点 来 限 制 集 料 的 级 配 ； 次， 其 它对粗 细 集料 的棱 角性 、 扁平 和 细长颗粒以及粘土含量有一致的要求 。 ②胶 结 料 的选 择 。 它 采 用 自 己的 基 于 使 用 地 区预 期 路面 温 度极 值 Ｐ Ｇ 的性 能 分 级 体 系来 选 择 沥 青 ， 且 开 发 了分 级 计 算 并
软件 。
热拌 沥 青 混 合 料 是 一 种 相 当 复杂 的材 良影 响 、稳 定 度 和 流值 试 验 中的 加载 方 向 料 ， 必须 拥有 耐久 性 ，行 车 舒适 ， 够抵 与压 实方 向垂 直 以 及没 有 考 虑 剪 应 力 的作 它 能 抗 变 形 、开 裂 、 水 损 坏 ， 时 还 要 达 到 经 济 用 等 等 。 同 和 施 工 和 易性 等 方 面 的 要求 。一 般 的 沥 青 混 合 料 配 合 比设 计 通 过 集料 的选 择 、胶 结 ２ Ｈ ｅｍ设计 方法 ｖｅ Ｈｖ ｅ ｅ ｍ设计方法的最初概念是 由 Ｆ ａ ｃｓ ｒｎ ｉ 料 的选 择 和 确定 最 佳 用 油 量 三个 方 面 来达 Ｈｖ ｅ 在 ２ ｅｍ Ｏ世纪 ２ ０～３ ０年代提 出的 ， 它的 到这些要求的。 考 目前 沥 青 混 合 料 设 计 方 法 大 致 有 三 主 体 思 想 可 以 概括 为 ： 虑 到 集 料 对 沥 青 种 ： ｒｈ ｌ、Ｈｖ ｅ 以 及 Ｓ ｐ ｒ ａ ｅ 现 逐 的 吸 收 ，沥青 混 合 料 需 要 一 个 最 佳 的 沥 青 Ｍａｓ ａｌ ｅｍ ｕ ｅｐｖ 。 薄 膜 厚度 ， 合料 需要 足 够 的稳 定度 ， 稳 混 而 介绍。 定 度 主 要 是 由集 料 之 间 的 内摩 擦 力 和 胶结 １ ａｓａｌ Ｍ ｒ ｌ ｈ 设计方法 料 的 粘 附 力 提 供 的 ；足够 薄 的沥 青 薄 膜 厚 Ｍａ ｓ ｌ 混 合料 设计方 法是在 １ ３ ｒｈａ ｌ ９年 度 可以提 高混合料耐 久性 。 目前 Ｈｖ ｅ 设 ９ ｅ ｍ 左右 由 Ｂ Ａ ｅ Ｍａ ｓ ａｌ Ｐ ｃ ｒｈ ｌ最先发展起 来的 ， 随 计 方 法 并 不 普 遍 ，只 有 包括 美 国西 部 几 个 后 在 美 国工 程 兵 部 队 的 应 用 中 得 到 完 善 。 州 的 少 数 地 方 在 使 用 。 该 方 法 主要 是 通过 满 足 合 适 的 稳 定 度和 流 Ｈ ｅｅ 设计 同样也 包括六 个步 骤 。 ｖ ｍ 值 条 件 下 的 密 实 度 来 控 制 和 选 择 沥 青 用 ①集料的选择 。 量 。今天 ， ｈ ｌ 设计 方法可能是 世界上 Ｍａ ｓ ａ ｌ ｒ ②胶绪 选择。 这两个步骤与Ｍａｓａ 一 ｒ ｌ ｈｌ 应 用 最 为 广 泛 的 混 合料 设 计方 法 ，这 是 因 致 。 ③试件的制备。在试拌混合料时 ， ｅ ｍ Ｈｖ ｅ 为它简易可行而且十分经济。 Ｍａ ｓ ａ ［ ｒ ｈ ｌ 设计主要 包括以下 六个步骤 。 方 法采 用 离心煤 油 当量 （ 来 预估 粗细 Ｃ Ｋ Ｅ） ①集 料 的选 择 。 包 含 三 个部 分 ：确 定 集 料 的沥 青 吸 收 能 力 ，然 后 估计 最佳 油量 集料 的 物理 特 性 ； 确定 其 他的物 理 指标 ； 对 的范 围 。压 实 采 用 加 帅ｌ 搓 试 验 机 ，这是 揉 所有采用的集料进行级配组成设计 。 种 通 过 液 压 操 作 夯 实 的 仪 器 ，它能 够 很 ②沥 青 胶 结 料 的 选 择 。在 这 方 面 并 没 好 的 模拟 实 际的 路 面 碾 压 情 况 。 有 明确 的 步 骤 ，主 要 是 通 过 试 验 确 定 沥 青 ④ Ｈ ｅｍ稳定度和牯聚力ｉ 金 ｖｅ ｖｅ 。Ｈ ｅｍ稳 冯 胶 结 料 的粘 温 关 系 。 定 度仪 通 过 测 定试 件 在 垂 直 荷载 作 用下 的 ③试 样 的制 备 。 需 要 先 试 拌 几 种 不 同 侧 向 压 力 来 确定 其 抵 抗 变 形 的 能 力 ，通过 沥 青 含 量 的 混 合 料 ， 后 根 据 每 一 种 试拌 计算得 出稳定度 值 ｓ； ｅ ｍ 粘 聚力仪通过 然 Ｈｖ ｅ 混 合 料 的性 能 来 确 定 最 佳 用油 量 。试 拌试 测 定试 件 作 为 悬 臂 梁破 坏 或 弯 曲 所需 要 的 件 的油 量 范 围应 该 包 含 最 佳 油 量 ，因此 要 力 来确 定 其粘 聚 力 Ｃ ， 实 际 中很 少应 用 。 在 先 根据 经 验 预估 一 下 最 佳 油 量 。 所 有的 试 ⑤密度和空 隙率分 析。 与 Ｍａ ｓ ａ １ ｒ ｈ １ 的 件都通过 Ｍａｒ ｈａ ｓ Ｈ击 实锤击 实成型 。 步骤一样。 ④稳定度和流值试验。该试验为Ｍａ ｓ ａ ｌ ｒｈ ｌ ⑥确 定 最 佳 沥 青 用 量 。 最 佳 油 量 是结 方法 提 供 了混 合 料 性 能预 测 。稳 定 度试 验 合 稳 定 度 试 验 、 密 度 和 空 隙 率 分 析 得 到 可以测定 ．件在 ５ ｍｍ／ ｎ ｔ 的加载速率 的 。Ｈｖ ｅ ｎ方法试 图选 择不 小于容许 的最 试 ０ ｍｉ ｕ ｅ ｅｉ 的最 大 承 受 能 力 ，加 载 逐 步 提 升直 至 最 低 稳 定 度情 况 下 达 到 最 高耐 久 性 的 最 佳沥 大 值 开始 回落 ， 录最 大 值。 同时 ， 值以 青 用量 ，通常 采 用 “ 字塔 ” 方 法 。 记 流 金 ０． ｍＩ ２ ５ ｎ的单 位记录下来 。 Ｈｖ ｅ 沥青混 合料 设计 方法的 优 点在 ｅｍ ⑤ 密 度和 空 隙 率 分 析 。 所 有 的 设计 方 于 ：搓 揉 成型 可 以很 好 的 模 拟 实 际 的 路 面 法 都 会 使用 密度 和 空 隙率 来 确 定混 合料 的 施 工状况 ， 用 Ｈｖ ｅ 稳定度 仪可 以对 剪 采 ｅ ｍ 基 本 物 理特 性 ，密 度 一 般 采 用 毛体 积 密 度 力 作 用 中的 内 摩 擦 力 部 分 进 行 直 接 测 量 ， 和 理 论 最 大 毛 体 积 密 度 ，之 后 用这 些 密 度 从 而 可 以得 到 试 件 在轮 载 作 用 下 的 抵抗 侧 来计 算体积参 数 ： Ｖａ、ＶＭ Ａ、ＶＦＡ等 。 向变 形 能 力 。 它 的缺 点在 于 ：试 验 设 备 尤 ⑥确 定 最 佳 沥 青 用 量 。 经过 上面 两 个 其 是搓 揉 试 验 机 和 稳 定 度仪 较 为 昂贵 和 不 步骤 ，可 以 确定 最 佳 油 量 。 首先 画 出沥 青 易 操作 ， 定 度值 的范 围 有 限 。 稳 含量 分 别与 密度 、稳 定 度 、流值 、空 隙率 、 ＶＭＡ、ＶＦ 的 关系 图表 ， Ａ 然后 根据规定 的 ３ Ｓｐｒ ｖ设计 方法 ｕｅ ａｅ ｐ 范 围选 取 中值 作 为 最 佳 用 油量 。 Ｓ ｐ ｒａ ｅ ｕ ｅｐ ｖ 沥青混 合料设计方法是美国战 Ｍ ａ ｓ ａ 沥 青混合料 设计 方法 的优 点 略公路研究（ Ｈ Ｐ 的一个重要成果 ， ｒｈ ｌ ｈ ｕ ｒ Ｓ Ｒ ） Ｍａｓ ａｌ 在 于 它 关 注 了空 隙 率 、强 度 和耐 久性 ，试 和 Ｈｖ ｅ 设计方 法为它提供 了体积设计 的基 ｅｍ 验 设 备 相对 便宜 经 济 ， 验 过程 易 于控 制 、 础 。它将 沥青胶 结料 和集 料 的选择纳 入混 合 试 简洁 易推 广 。但 是 它 的缺 点有 很 多 ， 如 料设 计 的过程 中 ，同时考 虑 了交通和 气候 因 譬 冲 击式 的 压 实方 法 会 对 沥 青混 合料 产生 不 素 。而且 ， 不同于 Ｍａ ｓ ａｌ Ｈ ｅ ｍ， ｒｈ ｌ 和 ｖ ｅ 它用旋
国内外沥青混合料级配设计方法浅析
２ 传 统 连续 密 实级 配
传统 的连续式密级 配的计 算方法是在２ 世 纪 ０ 初 ，由 美 国 学 者 Ｆ Ｌ Ｅ Ｕ Ｌ Ｒ根 据 最 大 密 度 理 论 提 出 的 ，该 理 论 认 为 当 矿 料 的 级 配 曲 线 为 为 抛 物 线 时， 即符合 式（） ， 合料 可 以达 到最大 密实 度 １时 混
成 的 胶 浆 是 作 为 填 充 料 以 填 充 主 骨 架 的空 隙 ， 因
集料 的配合 比公式 ；细集料的级配计算和粗集料 类 似 ， 需 将 式 （ ） 式 （ 中 的Ｄ…改 为 ４７ ， 。 只 ６和 ７） ．５ Ｐ
改为筛孔４７ ｌ 的通 过量 ； ．５ｎｎ Ｉ ｄ改为４７ ｍ；， ． ｍ Ｐ改 ５ 为００５ｍ 筛孑 的通过量 ；２ ． ｍ Ｌ ７ ｄ改为 为００ ５ｍ 并 ． ｍ， ７ 解出系数 和 ，就得到 了细集料 的配合 比公式 ，
的， 但在实际操作时却存在以下三个 问题 ， 一是 其 没有 明确 明确用什么方法确定 紧装密度 ；其二 是 采用表观密度并不合适 ， 当采用毛体积密度 ， 应 其
三 ， Ａ Ｆ 只能得 出形成骨架密实结构 的粗集 料 ＣＶ法 和 细 集 料 的百 分 比 ，没 有 给 出粗 集 料 和细 集 料 各 自的 级 配 计 算 方 法 。 ３３ 多碎 石 沥 青 混凝 土 （ＡＣ 级 配设 计 方 法 ． Ｓ ） Ｓ Ｃ 料 级 配 设 计 方 法 是 沙 庆 林 院士 ［￣１ Ａ 矿 １１ ，ｏ ７ 提 出 的， 其基本 原理与Ｃ Ｖ 法一致 。Ｓ Ｃ 矿料分 Ａ Ｆ Ａ将 为三部分 ： 一部分是粗 颗粒 ； 二部分是 细颗粒 ； 第 第 三 部分 是填 料 。粗 细颗 粒 的分 界线 统 一定 为 ４７ ．５ｍｍ。 也 就 是 最 大 粒 径 Ｄ… ～ ．５ｍｍ为 粗 颗 ４７
沥青混合料设计的基本原理及主要方法综述
黑龙 江交通 科技
ＨＥｌ Ｌ Ｏ ＮＧＪ ｌ ＡＮＧ Ｊ Ｉ ＡＯＴ Ｏ ＮＧ Ｋ ＥＪ
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Ｎｏ ． ９， ２ ０ １ ３
（ Ｓ ｕ ｍ Ｎ ｏ ． ２ ３ ５ ）
沥 青 混 合料 设 计 的 基本 原理 及 主 要 方法 综 述
并在 由沥青粘度一 温度关系确定 的特定 沥青混合料是一 种由矿质骨料 、 矿粉 以及沥青粘结材料 分含量的沥青混合 ， 组成 的复合材料 ， 经过拌 和 、 摊 铺与 碾压 等施工 工序后 能形 温度下压实 。压实功 由重锤下 落反复 击实施 加。在压实过 成路面结构 。沥青混合 料作 为近 现代道 路路 面工程 的重要 程 中产生 的空隙得到确定并使之 与规范 比较 。通常情况下 ， 材料之一 ， 具有力学性 质好 、 路用 性能 强 、 行 车 噪音小 、 抗滑 需求得到 ４ ％的空隙率 时 的基 于骨料最 大公称 粒径 的 Ｖ ＭＡ 性能优 、 耐久性好 等特点 ， 并广 泛应 用于城市道路 、 高速公路 值 。如果这个 特定的空隙率不能通过只变化沥青含 量得到 ， 那么将不得不试验新 的骨料级配 ， 甚至新的骨料原材料 。 和其他各类道路工程 的面层结 构 。 １ 沥青混合料设 计的基本 原理 马歇尔击实仪的主要 部分是 一个恒定重 量并 提升到恒 用 以压实混合 料 。在压 实后 ， 混合 料的体积 个合理 的沥青混合 料设计 应使 其混 合料成 品具 有 良 定高度的重锤 ， 好 的高温稳定性 、 低温抗 裂性 、 抗 滑性 、 水稳 定性 、 抗 老化性 参数得到确定 ， 并用 马歇 尔稳定 度仪测试其 稳定度 （ 峰值强 度） 与流值 （ 峰值强度下 的形变 ） ， 其结果 与建 立的规范相 比 等一系列技术性质 ， 能够承受车辆荷载及适应 各种环境 。 设计沥青混合料要确 定集 料与 沥青含 量 的经 济配 合所 较 。 对矿质骨料而言 ， 马歇尔 方法虽然有要求为沥青混合料 组成 ， 其混合物具有 耐久性 、 能承受荷 载的稳定度 、 易于工程 但除 了以一个较 为主观的级配 中值线作为 装置摊铺与压实 的工 作性 。最 终 ， 路用 性能 关系 到耐久 性、 选择合适 的骨料 ， 并 没有 提供 骨 料骨架 结 构选择 的 明确理 论指 抗渗性 、 强度 、 刚度 、 柔 度、 疲劳抗性 、 工作性 。由于没有单一 设计参考外 ， 然而却 的 因素能使所有这些属性最大化 ， 其确定是基 于对 特定 条件 导。该方法也期望 实现混合 料体积及 稳定度的优化 ， 没有明确的骨料级 配优化方案来实现这个 目 标 。再者 ， 该方 下各属性需求的优化 。 大大增加 了骨料被击碎 沥青混合料通常 由沥 青 、 骨料（ 粗料、 细料） 、 矿 粉 三种 法利用重锤 击打试件来 施加压实功 ， 使控制骨料的结构变得更加困难。 基本材料配合形成。这些 材料 的原始 属性 以及之 间 的 比例 降解的潜在可能， 决定了混合料的基本性质 。同时， 不 同的混合料成 型方式会 ２ ． ２ 维姆法（ Ｈ ｖ ｅ ｅ ｍ） 维姆 法的基本概 念 由加 利福尼亚 州公路局 的驻地 工程 直接影响各材料组分之间 的契合程 度。 师弗 朗索 瓦 ・ 维姆 于 ２ Ｏ年代末及 ３ Ｏ年代初建立起来 ， 至今 美国西部 的少数几个 州仍在 采用 。其 混合料设 计理论 主要 可以总结 为如下三 点 ： 对 裹覆沥青 的最佳 优选 ， 承受荷 载的 稳定度以及混合料 耐久性。 维姆法认 为 ： 混合料稳定度 由骨料颗粒间产生的内部摩 阻力 与粘结力 即粘 结剂 的抗拉强 度决定 。而耐 久性是 沥青 膜厚度 的递增 函数 。 维姆法设计摊铺？ 昆 合 料 的主要步骤 是选取并 测试骨 料 与沥青 以及包含骨料表 面容 量 （ 吸油率 ） 与最 佳沥青含 量预 估 的离心煤油 当量 （ Ｃ Ｋ Ｅ） ； 由加利福利亚揉捏 压实仪成 型试 件； 测定维姆稳定度及维姆黏度。 整个设计 过程 的核 心 为 离心 煤 油 当量 试 验。在 进行 图１ 沥青混合料结构组成 Ｃ Ｋ Ｅ试验之前要 对试件采 取膨胀及 密度空隙分析 的稳定计 总体来看 ， 无论 何种 设计 方法都 是通 过控制 以下 的变 试验 。通过表面积 、 空隙率 、 最佳 沥青膜厚 度及一 系列实验 量来实现对沥青混合 料属性 的期望 ： 室试验来预估平 均 沥青含 量。 比表 面积 （ Ｓ Ｓ Ａ） 是确定 沥青 （ １ ） 沥青 ： 类型 、 流变性 、 耐久性 、 纯度及改性外掺剂 ； 膜厚度的起点 ， 沥青 膜厚度是未被矿料颗粒吸收的沥青量与 （ ２ ） 骨料 ： 来源、 尺 寸 与级 配 、 耐久 性 与坚 固度 、 韧 性与 矿料 比表面积之 比。离 心煤 油当量 （ Ｃ Ｋ Ｅ） 用 来确定对 于集 耐磨性 、 形状与表观构造及洁净度 ； 料 的大致沥青含量 。该步骤也规定 了系数 Ｋ， 用 以表征基于 （ ３ ） 沥青含量 （ 油石 比） ： 矿料孔 隙率 、 矿 料间 隙率 、 混合 空隙 的相对粗糙度与表面容 量（ 保 留沥青裹 覆的能力 ） 。该 料空隙率 、 沥青膜厚 度。通常 以沥青对沥青混合料 的质量百 系数 由试验整合 确定 ， 并与 Ｓ Ｓ Ａ一 道用 于确 定大 致沥 青含 分 比来表示 。 量 。Ｓ Ｓ Ａ由表面积系数表确定 ， 这 些系数来 自于相 关筛孔直 ２ 沥青混合料设 计的主要方法 径的集料直径。 ２ ． １ 马歇 尔方法（ Ｍ ａ ｒ ｓ ｈ ａ ｌ １ ） 试件成型过程运用加州揉捏压实仪 ， 其揉搓 的压实方式 １ ９ ３ ９年 ， 在美 国密西西 比交通 局 工作 的 Ｂ ｒ ｕ ｃ ｅ Ｍ ａ ｍ ｈ ａ ｌ ｌ 较好地模拟了实际路面施工过程 中的碾压 ， 然而其设备 昂贵 开发了这种方法 ， 并 由在 Ｗａ ｔ ｅ ｒ ｗ ａ ｙ ｓ 试验 中心 的工程兵 发展 且不易挪移运输 ， 会增加特别是较低交通量道路工程的施工 与规范化 。 成本。在评价 方式 上 ， 维姆稳定度试验直观地反映了混合料 马歇尔沥青混合 料设 计方 法主要 包含 以下步骤 。选 择 抗剪强度 中的内摩 阻力 ， 并结合维姆黏度试验对混合料 式样 个试 验的骨料级配及 压实 等级 。试 验级 配骨料 与不 同百 的空隙、 耐久性进行 了测试与评价 。然而稳定度的量测 范围
沥青混合料配合比设计
级配理论主要有最大密度理论和粒子干涉理论, 常用的是最大密度理论. (1)富勒理论 富 勒是通过提出一种理想曲线,他认为级配 曲线越接近抛物线则堆积密度越大,当矿质混合 料的级配抛物线时具有最大密度. 最大密度理想曲线可以用矿料颗粒粒径d 和 通过率P 来表示,P ,d可以用下面经验公式计算: P2=K ×d P----- 各级颗粒粒径集料的通过量(%) d------ 矿质混合料各级颗粒粒径(mm) k------- 常数
沥青路面用矿质混合料级配范围曲线
2.矿料的组成设计方法 天然或人工轧制的一种集料的级配是无法达 到某一级配范围要求的,要想获得满足一定级配 范围要求的矿质混合料,则必须采用两种或两种 以上的集料进行组配,目前矿质混合料的组成设 计方法主要有数解法(试算法和正规方程法)和图 解法,组成设计的任务就是确定组成混合料的各 种集料的比例.
当粒径 d等于最大粒径D时,集料的通过率等 于100%,即可由: 1002=K × D K=100/D 代入式P2=K ×d 得P=100(d/D)0.5 (2)泰波理论 泰波认为富勒曲线是一种理想曲线,实际集料 的级配应该允许在一定范围内波动. 将富勒曲线用一般通式表示为泰波公式: P=100(d/D)n D ----最大粒径; n-----实验指数
级配 范围 曲线 通过 量(%)
按级配理论计算出各级集料在矿质混合料的 通过百分率，以通过百分率为纵坐标绘制成曲线， 即为理论级配曲线。但由于矿料在轧制过程中的 不均匀性以及混合料配制时的误差等影响，使所 配制的混合料往往不可能与理论级配完全相符合。 因此，必须允许配料时的合成级配在适当的范围 内波动，这就是“级配范围”，绘制曲线时通常 用半对数坐标，即横坐标(即筛孔尺寸乘10或乘 别的数,让取对数后为正数)采用对数坐标，而纵 坐标用常坐标。我国现行国标(GB 50092－96) 规定，沥青路面集料的粒径选择和筛分以方孔筛 为准。
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各种沥青混合料设计方法的比较目前，国内外路面设计者对沥青混合料配合比设计方法的研究很多，纵观世界各国，现行用于沥青混合料配合比设计的方法主要有：马歇尔方法、维姆方法、Superpave方法、GTM方法以及贝雷法等，但其中又以马歇尔法运用得最为广泛。
我国《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）规定，沥青混合料配合比设计采用马歇尔方法；同时规定，当采用其他方法设计沥青混合料配合比时，应按规范规定进行马歇尔试验及各项配合比检验，并报告不同设计方法的试验结果。
不同混合料设计方法都有各自的特点，本文主要介绍几种主要设计方法的原理，并和马歇尔设计方法进行比较分析。
1 马歇尔设计方法原理与设计步骤1.1设计原理马歇尔法是由美国密西西比州公路局的Bruce Marshell提出，在第二次世界大战期间开始使用，后来美国陆军工程兵团对其进行了改进和完善。
马歇尔设计法的基本原理是体积设计法，即在分析研究沥青混合料性能时，以沥青结合料与集料成分的体积比例作为计算依据，最终要达到的主要指标也是体积指标，如空隙率VV、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA等。
通过沥青混合料组成材料的不同体积比例的组合，经过沥青混合料的拌和、试件的击实成型，最后测定试件的体积参数，从而确定沥青混合料各组成材料的比例。
1.2设计步骤沥青混合料配合比马歇尔设计方法分为目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段。
三个阶段的设计原理是一致的，即按照体积法进行设计。
其最完整的设计步骤是在目标配合比设计阶段，设计过程如下。
①原材料试验。
即所有组成材料的物理、化学、力学性能试验，以确定其是否满足使用要求，从而确定其是否合格。
②确定混合料的组成级配。
按照要求的级配与所提供的各级集料的筛分，选好各级集料的比例，使混合料矿料的级配满足要求。
③成型试件。
根据经验估算沥青的最佳用量，以估算的最佳沥青用量为中值，以0.5%为步长，分别成型5个不同油石比：（估算最佳沥青用量-1.0%）、（估算最佳沥青用量-0.5%）、估算最佳沥青用量、（估算最佳沥青用量+0.5%）、（估算最佳沥青用量+1.0%）试件。
④测定和计算试件的力学与体积指标，并绘制不同指标和沥青用量的关系曲线。
确定最佳油石比。
⑤对最佳油石比进行检验。
马歇尔设计方法操作简单，因此仍然是目前用的最多的设计方法，可以适用各种场合。
2 Superpave方法与马歇尔设计方法的比较2.1 Superpave方法简介Superpave沥青混合料配合比设计体系按照交通量的大小，分成3个不同的水平，由于水平2和3还不成熟，目前实施的是水平1，即属于体积设计方法。
其主要内容包括材料选择、矿料级配设计、沥青用量设计、沥青混合料性能检验（仅限于水稳定性）四大步骤。
2.2材料选择和矿料级配Superpave体系配合比设计的很重要的一步是集料的选择，尽可能就地取材，注重于加工特性，包括粗、细集料的棱角性、扁平及针片状颗料含量、含泥量（砂当量）。
对沥青结合料的选择是Superpave的核心，它要求PG分析选择沥青标号，在气候指标上考虑保证率，对重交通量路段、慢速交通路段等需要提高1～2个高温等级，以使得混合料具有充分的高温抗车辙性能。
新的矿料级配范围是根据实践经验提出的，级配范围设计料控制点和限制区。
Superpave要求矿料级配应该避开限制区，否则容易造成驼峰曲线或者VMA不足。
矿料级配曲线允许在限制区的上方通过，但最好在限制区的下方通过。
不过，现在对限制区是否合理有不同的看法，认为设置限制区并没有理论根据，实践中避开了限制区的反而在重载车作用下出现了严重的渗水或车辙。
所以，现在的趋势是逐渐否定限制区。
2.3集料结构选择选择好集料后，可以根据级配的控制点和实践经验，确定3种不同粒径含量的试验集料，即细颗粒含量大于并接近规定的低限的I型、细颗料含量小于并接近于规定的高限的Ⅱ型、中间颗粒含量大的Ⅲ型。
三种试验集料的级配选定后，通过旋转压实仪SGC来确定各自的体积特性，SGC的旋转压实次数根据交通水平确定，然后再利用有效密度确定沥青结合料的有效含量。
在试验集料中加入沥青结合料制作不同有效沥青含量的试验混合料。
沥青混合料的VMA的判断标准由设计孔隙率4%确定，VFA的标注与交通量有关。
2.4沥青结合料含量设计当混合料的VMA、VFA符合规定要求时，按照（有效沥青含量-1.0%）、（有效沥青含量-0.5%）、有效沥青含量、（有效沥青含量+0.5%）、（有效沥青含量+1.0%）成型试件，以设计压实次数时孔隙率为4%的沥青结合料作为最佳沥青含量，如果VMA、VFA满足规范要求，则设计即告成功。
通过上面对Superpave设计方法的介绍，我们可以发现，Superpave和马歇尔设计方法的差别，主要是成型方法以及体积指标的计算不一样。
Superpave采用旋转压实，而马歇尔采用的击实法，前者更能模拟实际路面压实情况，但是后者的设备简单、廉价、方法简单、易于掌握。
在进行体积分析时，Superpave考虑了集料表面的孔隙吸收沥青的影响，从而产生了有效沥青用量的概念。
而我国以前的计算方法并没有将这部分吸收沥青从总沥青用量中扣除，但在新的规范《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中，开始考虑这一部分的影响。
3 贝雷法设计方法与马歇尔设计方法的比较3.1贝雷法简介贝雷设计法是由美国伊利诺伊州交通部的Robert D.Bailey先生发展，它不完全是一种沥青混合料配合比设计方法，它主要是一种矿产级配的设计方法。
通过贝雷法设计混合料以后，可以采用马歇尔方法或者Superpave方法确定最佳沥青用量。
其主要思想是以形成的集料骨架作为混合料的承重主体，高的抗车辙性能，同时通过调整粗细集料的比例，获得合适的[VMA]，以保证设计混合料具有较好的耐久性。
贝雷法中提出了用于评价矿料性质的一系列参数，这些参数直接和[VMA]、孔隙率和压实性能相关，有助于更好地理解集料级配与混合料中空隙体积的关系，也为评价合成级配提供了一套工具。
3.2不同之处由于贝雷法并不是一种完整的沥青混合料设计方法，其主要用来检验级配，还需借助其他方法才能进行完整的配合比设计，因此，贝雷法和马歇尔法的主要不同是，贝雷法可以检验级配的骨架密实性，而马歇尔法却不能。
4 GTM方法与马歇尔设计方法的比较4.1 GTM方法简介GTM（gyratory testing machine）旋转压实剪切试验机，是美国工程兵于20世纪60年代为解决空军重型轰炸机机场跑道的设计而研究发明的。
90年代后又将这一理论和方法应用于现代高速公路车辆荷载剧增下的车辙、泛油、破坏形变等病害的防治与设计。
是一种可用于土基、基层、柔性路面材料，特别是沥青面层混合料组成设计新技术的精密试验机。
美国ASTM规范已将该法作为沥青混凝土的试验标准和内容之一。
4.2 GTM方法主要根据3个指标来确定最佳沥青用量4.2.1 应变比GSIGSI是沥青混合料稳定性的度量，由最终旋转角除以中间稳定阶段的旋转角得到，即GSI=最终应变/混合料稳定状态时的应变，GSI接近1.0时一般表明为稳定的混合料，不稳定的混合料旋转角在压实过程中增大，多数时候当该值超过1.1时表明混合料不稳定。
4.2.2抗剪安全系数GSFGSF是指沥青混合料被压实到平衡状态时的抗剪强度与行车荷载作用下需要承受的剪应力的比值。
GTM设计沥青混合料时，可以通过控制旋转次数、试件的高度使混合料压实到平衡状态需要达到的密度。
当混合料压实到平衡状态时，与实际路面在设计荷载作用下的最终密度相当。
平衡状态是指GTM每转100转时，试件密度的变化不大于0.016g/cm3。
4.2.3不同之处与现行规范材准的马歇尔双面击实75次，采用一般交通控制指标确定的最佳油石比相比，GTM采用0.7MPa设计的最佳油石比要低0.4%～0.5%；GTM设计的沥青混合料在不增加沥青用量的基础上，其密度大于马歇尔法设计的密度；GTM设计的也隙率基本在2.0%～2.4%，与实际路面的最终孔隙率较接近，而马歇尔设计孔隙率一般为4%；GTM 法设计的沥青混合料VFA低于马歇尔法；GTM法设计的沥青混合料VFA要高于马歇尔法设计的；GTM法设计的混合料稳定度比马歇尔法设计的大很多，而流值则稍低于马歇尔方法。
由于GTM法考虑了抗剪强度，减小了沥青混凝土的侧向流动，密实度较高，且沥青用量比马歇尔方法设计的低，因此具有较高的抗车辙能力，适用于对抗高温变形要求较高的重载道路。
5 结语①不同的设计方法都有其各自的优缺点，它们的适用情况也不一样，只有清楚了解其设计原理，才可能有助于我们在配合比设计时，针对不同要求，选择不同的设计方法，设计出符合路用要求的沥青混合料。
通过对几种主要的沥青混合料配合比设计方法比较，我们可以得出这样的结论：马歇尔设计方法虽然和路用性能关系不大，但是由于其设备简单、廉价、方法简单等特点，而且其实践经验积累较丰富，因而容易调整，自今仍然被广泛使用。
②Superpave设计方法尝试和路用性能建立关系，这是其最重要的特点，也值得我们学习，但是许多成果仍处于试验阶段或者和实际路用性能有差异，仍然处于完善和改进中。
③贝雷法不完全是沥青混合料设计方法，但是其粗细集料划分，以及多级嵌挤思想值得我们学习，可以用来检验沥青沥青混合料的级配，尤其是检验矿料是否形成骨架结构。
④GTM设计方法更适用于重载交通道路设计，采用GTM设计方法，可以使沥青路面具有较强的抗车辙性能，但是其低温性能值得担忧。
⑤总的来说，各种设计方法都有各自的优缺点，我们在进行配合比研究时，应该注意吸取各种方法优点，克服缺点，只有这样，才可能设计出满足要求的高质量沥青路面。
参考文献[1]William R V,William J P,Samuel H C.Bailey method for gradation selection in HMA mixture design[R].Transportation Research Circu-lar,Number EC044,2002.[2]William R V,William J P,Samuel H C.Aggregate blending for asphalt mix design Bailey method[J].Transportation Research Record,2001,1789:146-153.[3]郝培文，徐金枝，周怀治.应用贝雷法进给行级配组成设计的关键技术[J].长安大学学报（自然科学版），2004，24（6）：1-6.[4]吴超凡，童光明.对马歇尔设计方法与设计标准的几点看法[J].湖南交通科技，2003，29（3）：1-3.[5]王克中.从GTM试验看路面的严格压实[J].公路交通科技，2003，（4）：1-6.原稿收稿日期：2007-11-26修改稿收日期：2007-12-09。