四、沥青混合料的配合比设计
设计目标 配制出满足基本性能要求的沥青混合料。
关键问题 1、各种原材料的选取 粗细骨料选择和品质要求，沥青种类 2、各种原材料用量的确定。
设计思路 1、确定设计混合料的类型。——表9-22 依据道路等级、路面类型、结构层位 2、确定混合料的技术性能指标。——表9-11 力学指标：击实次数、稳定度MS、流值FL； 动稳定度DS 耐久性指标：空隙率VV、沥青饱和度VFA、残
步骤2：将碎石、石屑、砂和矿粉的级配曲线绘制 于图中
步骤3：确定各集料所占比例。
步骤4、根据图解法求得的各集料用量百分率，列表 进行校核计算如表
步骤5、0.3mm和0.6mm通过量偏低，0.075mm通过量 偏高。配合比调整，碎石X=31%，石屑Y=26%，砂 Z=37%，矿粉W=6%
步骤6、将调整后合成级配绘制于规范要求级配曲线中
（5）计算矿料间隙率（VMA）： VM V A AVV
（6）计算沥青饱和度（VFA）：VFA VA 100 VAVV
（7）测定力学指标 A：马歇尔稳定度MS B：流值FL C：计算马歇尔模数T
——迫近表9-18的级配中值
数解法
基本原理：
（1）设有A、B、C三种集料，欲配制级配为M的矿质混合 料，A、B、C在混合料中百分比分别为X、Y、Z，则：
X + Y + Z = 100
（2）设集料A、B、C中某粒径i颗粒含量分别为aA(i)、aB(i) 、aC(i)，混合料M相应颗粒含量为aM(i)，则：
1）测试试样制备： （1）按矿质混合料配比确定各种集料用量
（2）选取间隔为0.5%的五个沥青掺量 2）测定物理指标
（1）表观密度ρs （2）计算理论最大密度
t
p1
100pa p2 pn
pa
w
1 2
n a
t
p1
p2
100 pn
pb
w
1 2
n a
（3）计算空隙率（VV）：VV(1S )100 T
（4）计算沥青体积百分率（VA）：VA Pb s bw
（3）计算石屑在矿质混合料中的含量Y Y= 1 - X – Z = 50.9%
（4）校核、计算、调整。 如何校核？原则是什么？
图解法
基本原理 （1） n幂公式p=100（d/D）n 中， p与（d/D）n为直
线关系
（2） 假设矿料为单一粒径骨料组成，则其级配曲线为 直线
（3）各粒径骨料用量可通过首尾相连，与级配中值线 的交点确定
留稳定度MS’0 、矿料间隙率VMA 3、原材料选取——表9-13、14、15、16、17 沥青标号、骨料品质
4、骨料级配确定和设计——表9-18 确定选取骨料的组配，满足级配要求。 粗骨料、细骨料、矿粉比例
5、沥青混合料设计 确定最佳沥青用量，满足技术指标要求。
——矿料设计、最佳沥青用量确定。
1、矿质混合料级配理论（最大密度曲线理论）
P-d级配曲线
P-logd级配曲线
——已知矿料最大粒径，理论上可以推算最佳级配范围
2、矿质混合料的组成设计
合理组配不同集料，使混合料级配处于要求的 范围之内，并尽可能逼近理想的最大密度曲线
——数解法和图解法 已知条件： （1）各集料的筛分析试验结果； （2）设计要求：技术规范规定或理论计算得 到的矿质混合料级配范围
XaA(i) + YaB(i)+ ZaC(i)= aM(i)
（3）假定混合料中某粒径颗粒仅由一相应的优势集料提供 ，其他集料不含此种颗粒，则优势集料用量可直接求出。
例题1
计算AC-13I型沥青混凝土的矿料配合比。 已知： 碎石、石屑和矿粉三种矿质集料，筛分
析试验结果见表 沥青混凝土矿料的级配要求
计算： （1）确定碎石、石屑、矿粉在矿质混合料 中所占的比例。 （2）校核矿质混合料合成级配计算结果是 否符合规范要求级配范围。
W.B.富勒（Fuller）研究发现：矿质混合料过筛 百分率与粒径的关系曲线越接近抛物线，混合料的 密实度越大，空隙率越小。
P2=kd 当筛孔尺寸d等于集料的最大粒径D时，该颗粒 的通过百分率P为100
p=100（d/D）0.5 实际应用 ：p=100（d/D）n ，n幂级配通式 n通常在0.3~0.7之间 ，0.5时为最大密度曲线
（1）矿质混合料级配范围中值换算为分计筛余中值
（2）确定优势骨料，计算相应含量 优势骨料1：碎石——优势粒径为4.75mm， 则混合料中碎石含量：
X = aM(4.75)/ aA(4.75) = 21.0/49 = 42.1%
优势骨料2：矿粉——优势粒径为＜0.075mm 则混合料中矿粉含量：
Z= aM( ＜ 0.0.75)/ aC(＜ 0.0.75)= 6.0/85.3 = 7.0%
(二)、沥青混合料的配比设计
1、热拌沥青混合料配比设计步骤 A、矿质混合料的配比设计
1）根据道路等级、路面结构和层次，选取沥青混合料类型 2）确定合成矿料要求的级配范围。 3）矿质混合料配合比设计。 ——0.075mm、2.36mm和4.75mm筛孔通过量尽量接近设计级 配范围中值。 ——对交通量大的道路，级配应接近下限； ——小交通量的道路应偏上限。
已知： （1）有碎石、石屑、砂和矿粉四种矿料，各集
料通过百分率列于表中。
（2）设计级配范围按《沥青路面施工及验收规 范》沥青混凝土混合料细粒式AC13-I要求的级 配范围和中值列于表中。
步骤1：绘制图解法用图，纵坐标取10cm表示通过 量，横坐标取15cm表示筛孔尺寸。作级配曲线中 值，并确定筛孔坐标。
B、确定最佳沥青用量
沥青用量表示：
油石比：
n
P1Pn：各种矿料配合比（矿料总和为 pi 100）（%）
1
p a ：油石比（沥青与矿料的质量比）（%）
沥青百分含量%： n p1 pn：各矿料配合比（矿料和沥青总和为 pi pb 10）0 1
p b ：沥青含量（沥青占沥青混合料总质量百分率）（%）
（4）非单一粒径各骨料用量按下述方法确定 A、级配曲线相离，作相离点的垂直平分线。 B、级配曲线相接，连接相接点。 C、级配曲线相重叠，作垂线使之在两条级配
曲线上截得的线段长度相等。
——通过所作垂线与级配中值直线的交点 ，作水平线，在纵坐标上截得的距离为相应骨 料的用量。
例题2、试用图解法设计某高速公路用细粒式沥 青矿质混合料的配合比。