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浅谈新规范中沥青混合料配合比设计的新概念

新规范下沥青混合料配合比设计的新概念

在最新发布的《公路工程沥青及沥青混凝土试验规程》（JTGE202011）中，对沥青混合料的配合比设计提出了新的要求和理念。新规范强调了以下几个关键点：

公司2001年以来获奖证书台帐1.混合料性能目标法

新规范引入了“混合料性能目标法”（PGM），即通过设定特定的路用性能指标来指导配合比的设计，而不是仅仅依赖于传统的马歇尔试验结果。这种方法能够更准确地反映沥青混合料在实际使用条件下的性能表现。

2.沥青混合料级配设计

新规范要求在进行级配设计时，不仅要考虑集料的粒径分布，还要关注粗细集料的比例以及矿粉的作用。通过优化级配设计，可以提高沥青混合料的抗车辙、抗疲劳和耐久性等性能。

3.沥青材料选择

新规范强调了对沥青材料的选择应考虑其与集料的相容性和适用性。不同类型的沥青适用于不同的气候条件和交通荷载情况，合理选择沥青种类可以显著提高混合料的整体性能。

4.环境因素考量

新规范还特别指出，在配合比设计时需充分考虑环境因素的影响，如温度、湿度等对沥青混合料性能的潜在影响。通过综合分析这些因素，可以更好地预测和评估混合料在实际使用中的表现。

综上所述，新规范下的沥青混合料配合比设计更加注重科学性和实用性，旨在提高道路工程的质量与耐久性。

0问题的提出●新旧规范交叉●各省、地区新规范的执行情况●各单位对新规范的学习、培训情况●各项目技术人员（试验）对新规范的理解程度●各项目沥青混合料配合比设计的方法

 沥青混合料配合比设计是沥青路面施工过程中的核心环节，其结果将直接影响沥青路面的施工质量和使用寿命，因此，我们必须认真对待，严格按照新规范规定的方法进行沥青混合料的配合比设计。现行沥青混合料配合比设计仍采用三阶段设计方法，即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及试拌试铺（验证）阶段。国际上多个国家有多种不同的沥青混合料配合比设计方法，如马歇尔方法、Superpave方法、GTM方法等。根据我国的实际情况、经验及技术水平，目前仍以马歇尔设计方法为主，也可根据各地的情况和条件，采用国外其他的先进方法。由于我国的工程质量检验评定标准是采用马歇尔方法得出的质量标准，因此，无论采用哪种设计方法进行沥青混合料配合比设计，最终还得通过马歇尔试验取得的数据与标准的马歇尔试验得出的指标进行检验。为此，目前我国沥青混合料配合比设计仍采用马歇尔方法。

新规范的创新点●提出了沥青混合料配合比设计中矿料级配范围三个层次的新概念。即规范级配范围、工程级配范围及施工级配范围三个层次的新概念。●统一了沥青混合料目标配合比设计的步骤（见图1）。●统一了沥青混合料配合比设计中各种体积指标的测定方法和计算方法。考虑了沥青被集料吸收的实际情况，提出了有效沥青含量、有效相对密度、有效饱和度、有效粉胶比和有效沥青膜厚度等新概念。●提出了调整工程级配的原则。●提出了基层顶面必须洒布透层油；沥青层间必须洒布粘层油。

2沥青混合料矿料级配范围的三个层次

 2.1规范级配范围是国家或行业根据国内公路行业常用的并有成功经验的基础上，经适当修改制定的级配范围，它适用于全国各种不同等级道路、不同气候条件、不同交通条件、不同结构层次等情况。因此级配范围较宽，尤其是沥青面层，在同一种级配范围中可以制定出不同空隙率的混合料，以满足各种需要。这样可以使设计单位、建设单位根据工程所在地实际情况进行充分合理的选择。同时对最常用的密级配沥青混合料，新规范参照美国、日本的方法分为粗型和细型，但它与旧规范Ⅰ型和Ⅱ型的性质是不同的，粗型和细型都是密级配，空隙率都在3～6%之间，之所以分两种类型，主要是供不同的气候和交通条件选择级配范围时作参考，但一般不允许超出规范级配范围。

2沥青混合料矿料级配范围的三个层次

2.2工程级配范围各省市（自治区）设计单位或业主对条件基本相同的工程建设经验的调查、研究的基础上，针对所设计的具体工程的气候条件、交通条件、公路等级、材料性质及所处的结构层位等实际情况制定的，并经室内试验验证适合具体工程的级配范围，这个级配范围一般较规范的级配范围要小。工程级配范围是配合比设计的依据，不得随意变更。

2沥青混合料矿料级配范围的三个层次

 2.3施工级配范围混合料经过三阶段配合比设计，特别是经过试拌试铺后确定的标准配合比和级配曲线后，按工程质量检验评定标准或规范容许的偏差范围，或业主提出的容许波动值得到的级配范围称施工允许级配范围。由于标准级配曲线不一定按工程级配范围的中值，也就是说级配范围中值不一定是最优级配曲线，因此，施工容许波动范围也可能会超出工程级配曲线范围

2沥青混合料矿料级配范围的三个层次

2.4调整工程级配范围应遵循的原则（1）首先应根据工程所在地的气候、交通条件及路面的使用性能确定采用粗型（C型）或细型（F型）的混合料，对夏季温度较高、高温持续时间较长、重载交通较多的路段，宜选用粗型密集配混合料（AC－C型），并取较高的设计空隙率，常用于下面层或中面层。对冬季气温低、低温持续时间较长的地区或重载交通较少的路段，宜选用细型密集配混合料（AC－F型），并取较小的设计空隙率。（2）为确保抵抗车辙的能力，同时兼顾低温抗裂性能的需要，配合比设计时应适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，同时减少0.6mm以下部分细料的用量，适当增加中间粒径集料的用量，使其形成S型级配曲线，并取中等或稍偏高的设计空隙率。（3）根据不同结构层的功能需要，确定工程级配范围，使沥青路面能满足耐久、稳定、密水、抗滑等要求。（4）根据公路等级及施工设备水平，确定的工程级配范围应比规范级配范围窄，其中关键筛孔4.75mm和2.36mm的通过率上下限差宜小于12%。（5）按确定的工程级配范围进行配合比设计时，应充分考虑现场施工的可操作性，使沥青混合料不发生或少发生离析，并易于摊铺和压实。

2沥青混合料矿料级配范围的三个层次

4配合比设计中应注意的事项

4.1确定合成级配应在工程级配范围内计算几组粗细不同的配合比，优选1～3组绘制设计级配曲线，并分别位于工程级配范围的上方、中值附近及下方。合成级配曲线不得有太多的锯齿交错，并在0.3mm～0.6mm范围内不得出现“驼峰”，经反复调整若还不奏效，则应更换原材料。4.2制作马歇尔试件对上述优选的1～3组级配每组初选5种沥青用量，在规定的温度下拌和并成型马歇尔试件；也可以根据工程所在地的成功实践经验初选3～5种沥青用量，在规定的温度下拌和并成型马歇尔试件，测定矿料间隙率VMA，选择1组满足或接近设计级配要求的级配作为设计级配。

4配合比设计中应注意的事项

4.2.1计算矿料的合成毛体积相对密度在沥青混合料配合比设计时均采用毛体积相对密度（无量纲），不采用毛体积密度。粗集料按T0304方法测定；机制砂及石屑等细集料按T0330方法测定，不能用表观密度代替，但可用筛出的2.36～4.75mm部分的毛体积相对密度代替。矿粉（含有消石灰、水泥）用表观密度代替。4.2.2计算矿料的合成表观相对密度（与原规范方法一样）。4.2.3预估沥青混合料最佳油石比或沥青用量,根据已建成的类似工程油石比及集料的合成毛体积相对密度进行计算。4.2.4确定矿料的有效相对密度（1）普通沥青混合料，以预估的最佳油石比拌2组混合料，用真空法实测最大相对密度，取平均值，再由公式反算成矿料的有效相对密度。（2）对改性沥青及SMA等难粉碎的混合料，有效相对密度直接由矿料的合成毛体积相对密度与合成表观相对密度按公式计算确定。其中沥青吸收系数是根据材料的吸水率及合成矿料吸水率计算出来的。矿料的沥青吸收系数计算公式（wx是矿料的吸水率）是同济大学几位教授根据大量试验得出的。

4配合比设计中应注意的事项

4.3测定击实后沥青混合料试件的毛体积相对密度和吸水率（取平均值）。4.3.1沥青混合料试件的毛体积相对密度采用表干法测定。4.3.2对吸水率大于2%的沥青混合料试件，采用蜡封法测定毛体积相对密度。4.3.3对吸水率小于0.5%特别密实的沥青混合料试件，在施工质量检测时可用水中重法测定的表观相对密度作为标准密度，钻孔试件可采用水中重法，配合比设计时不得采用水中重法。

4配合比设计中应注意的事项

4.4确定沥青混合料的最大理论相对密度4.4.1对普通沥青混合料采用真空法实测沥青混合料的最大理论相对密度（二个筒取平均值）。4.4.2对改性沥青及SMA混合料，采用计算法确定沥青混合料最大理论相对密度。

4配合比设计中应注意的事项

4.5计算沥青混合料试件的空隙率（VV）、矿料间隙率（VMA）、有效沥青饱和度等体积指标。4.5.1空隙率（VV）计算试件的最大理论密度时，普通沥青混合料用真空法实测；改性沥青及SMA用计算法；试件的毛体积密度用表干法。4.5.2矿料间隙率（VMA）是引进美国的资料，当设计的空隙率不是整数时可以用四舍五入的方法，并用最小VMA。VMA旧＝VA＋VV，新规范VMA＝VB＋VV（VB－有效沥青用量）。4.5.3有效沥青饱和度（VFA是有效沥青含量占VMA的体积比例）没有考虑集料吸收沥青部分（VA）考虑了集料吸收沥青部分（VB）

cj∕t 3019-1993 城镇供水水量计量仪表的配备和管理通则4配合比设计中应注意的事项4.5.4SMA混合料体积指标关系图

注：1.图中VC是矿料吸收沥青的量，VB是有效沥青含量；2.普通沥青混合料无纤维及VCAmix。

4配合比设计中应注意的事项

4.6从试验曲线图上确定最佳沥青用量（OAC1）4.6.1在马歇尔试验曲线上求取相对密度的最大值a1、稳定度最大值a2、目标空隙率（或中值）a3和有效沥青饱和度的中值a4的沥青用量之和的平均值作为OAC1，即OAC1＝（a1＋a2＋a3＋a4）/4。4.6.2若选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围则OAC1按前面三个沥青用量的平均值作为OAC1，即OAC1＝（a1＋a2＋a3）/3（与原规范相同）。

4配合比设计中应注意的事项

4.7确定OAC2经试件检测各项指标均符合技术标准（不含VMA）中的沥青用量范围（OACmix～OACmax）中的中值作为OAC2，即OAC2＝（OACmix＋OACmax）/2。4.8确定最佳沥青用量OAC一般情况下，取OAC1和OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC给排水竣工验收表格大全（共98种表格），即OAC＝（OAC1＋OAC2）/2。

4配合比设计中应注意的事项