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摘要：借鉴美国Superpave沥青混合料设计方法,结合中国的生产实际,从原材料的选择、级配的确定、成型试件的方法、混合料体积参数指标、计算方法以及性能评价等方面,提出一套完整的以马歇尔试验为基础的沥青混合料体积设计方法.实例表明按照该方法设计的随着公路交通量的不断加大，轴载的不断提高，沥青路面的质量问题也越来越突出，沥青路面对配合比设计、施工都提出了越来越高的要求。
关键词： HMA混合料目标配合比马歇尔
一、热拌沥青混合料配合比组成设计基本原理
沥青混合料配合比必须掌握的原则: ①通过合理的级配与沥青用量保证其耐久性;②路面压实要符合空隙率要求,这样可以减少泛油现象的出现,减少水损害的发生和老化问题; ③保证合理的构造深度和硬度; ④保证良好的施工和易性,即保证生产施工过程中的稳定性; ⑤保证足够的稳 定性,以满足交通荷载的作用。沥青混合料的空隙率作为重要指标,在标准成型条件下,马歇尔试件的空隙率最好控制在4 %左右,为了在配合比设计时能正确地反映出混合料的这些指标,试验必须严格按规范要求的成型条件进行,即控制好击实温度、击实功和密度的测试方法。
熱拌沥青混合料一般分为三个阶段
（一） 目标配合比设计
用工程实际使用的材料计算各种材料的用量比例,配合成规定的矿料级配,进行马歇尔试验,确定最佳沥青用量。以此矿料级配沥青用量作为目标配合比,供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。
目标配合比设计根据混合料技术要求和现行技术规范规定，通过室内试验，对基质沥青和SBS改性沥青等材料、粗集料、细集料、矿粉、水泥进行原材料性能检验；采用马歇尔法确定沥青混合料的最佳油石比，并进行了混合料的配合比验证：水稳性检验（包括残留稳定度试验和冻融劈裂试验）、高温性能检验。
（二）生产配合比设计阶段
对间歇式拌和机,必须从二次筛分后进入各热料仓的材料取样进行筛分,以确定各热料仓的材料比例,供拌和机控制时使用。同时反复调整冷料仓的进料比例以达到供料均衡,并取目标配合比设计的最佳沥青用量、最佳沥青用量±013 %等三个沥青用量进行马歇尔试验,确定生产配合比的最佳沥青用量。
（三）施工配合比设计
拌和机采用生产配合比进行试拌、铺筑试验路,并用拌合的沥青混合料及路上钻取的芯样进行马歇尔试验检验,由此确定生产用的标准配合比。标准配合比作为生产上控制的依据和质量检验的标准。经设计确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更。生产过程中,如遇到进场材料发生变化并经检测沥青混合料的矿料级配、马歇尔技术指标不符合要求时,应及时调整配合比,使沥青混合料质量符合要求并保持相对稳定,必要时从新进行配合比设计。
二、目标配合比组成设计基本要点
（一）流程图
（二）原材料（沥青、集料）选择及各项的指标的检验
1.沥青
沥青路面采用的沥青标号，宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位及受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验，经技术论证后确定。沥青可分为以下种类。
1）、乳化沥青适用于沥青表面处治路面、沥青贯入式路面、冷拌沥青混合料路面，修补裂缝，喷洒透层、粘层与封层等。
2）、液体石油沥青适用于透层、粘层及拌制冷拌沥青混合料。根据使用目的与场所，可选用快凝、中凝、慢凝的液体石油沥青。
3）、液体石油沥青宜采用针人度较大的石油沥青，使用前按先加热沥青后加稀释剂的序，掺配煤油或轻柴油，经适当的搅拌、稀释制成。
4）、道路用煤油沥青严禁用于热拌热铺的沥青混合料，作为其他用途时的温度宜为70-90℃，不得长时间贮存。
5）、改性沥青可单独或复合采用高分子聚合物、天然沥青及其他改性材料制作。用做改性剂的SBR胶乳中的固体物含量不宜少于45% 。
6）、改性乳化沥青有中裂（PCR）和慢裂（BCR）通过 粘度和蒸残后的各项指标进行检测。
在沥青试验中，只有所有指标合格后才能继续进行以后的试验，有不合格的指标要重新作，确定为材料的问题，就不能用于配合比中，有必要要求施工方进行重换沥青.直到取来的沥青满足要求为止。可进行粗集料的筛分。
2、粗集料
沥青层用粗集料包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等，但高速公路和一级公路不得使用筛选砾石和矿渣。粗集料必须由具有生产许可证的采石场生产或施工单位自行加工。粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙，质量应符合规定。高速公路、一级公路沥青路面的表面层(或磨耗层)的粗集料的磨光值应符合的要求。对于粗集料而言，首先进行筛分，用水洗法，烘干后进行筛分，将粗集料根据粒径所对应的最小试验量称量，水泡至24小时用网篮法进行测密度，针片状含量的检验（长度和厚度的比例大于3：1时为针片状）,粘附性等级（用棱角明显的碎石，具有代表性，烘热一定温度再沥青中侵入45S，（热沥青）用沸水煮至3分钟，晾干看剥落的情况来判断）。
3、细集料
沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂、石屑。细集料必须由具有生产许可证的采石场、采砂场生产。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量应符合表6的规定。细集料的洁净程度，天然砂以小于0．075mm含量的百分数表示，石屑和机制砂以砂当量(适用于0～4．75mm)或亚甲蓝值(适用于0～2．36mm或0～0．15ram)表示。
石屑是采石场破碎石料时通过4．75mm或2．36mm的筛下部分，其规格应符合表8的要求。采石场在生产石屑的过程中应具备抽吸设备，高速公路和一级公路的沥青混合料，宜将S14与S16组合使用，S15可在沥青稳定碎石基层或其他等级公路中使用。
4、填料
沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出。
有的配比中还用到水泥，同样测定密度做平行试验，但水泥选用的是煤油来测定。
注：沥青和集料只有满足以上的要求，检测合格才能进行配合比，如果材料不合格就进行调整，调整无效后要求施工单位换材料。
沥青混合料组成结构类型通常沥青—集料混合料按其组成结构可分为下列三类：
①悬浮—密实结构
②骨架—空隙结构a) 连续型密级配;b) 连续型开级配;c) 间断型密级配
③密实—骨架结构
试验常采用的为密实—骨架结构，这种结构的沥青混合料不仅具有较高的粘聚力c ,而且具有较大的内摩阻角Φ
（三）确定工程设计级配范围
1、沥青路面工程的混合料设计级配范围由工程设计文件或招标文件规定，密级配沥青混合料的设计级配宜规定的级配范围内，根据公路等级、工程性质、气候条件、交通条件、材料品种等因素，通过对条件大体相当的工程使用情况进行调查研究后调整确定，必要时允许超出规范级配范围。密级配沥青稳定碎石混合料可直接以本规范规定的级配范围作工程设计级配范围使用。经确定的工程设计级配范围是配合比设计的依据，不得随意变更。
2、调整工程设计级配范围宜遵循下列原则：
确定采用粗型(C型)或细型(F型)的混合料。对夏季温度高、高温持续时间长，重载交通多的路段，宜选用粗型密级配沥青混合料(AC-C型)，并取较高的设计空隙率。对冬季温度低、且低温持续时间长的地区，或者重载交通较少的路段，宜选用细型密级配沥青混合料(AC-F型)，并取较低的设计空隙率。为确保高温抗车辙能力，同时兼顾低温抗裂性能的需要。配合比设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少0．6mm以下部分细粉的用量，使中等粒径集料较多，形成S型级配曲线，并取中等或偏高水平的设计空隙率。确定各层的工程设计级配范围时应考虑不同层位的功能需要，经组合设计的沥青路面应能满足耐久、稳定、密水、抗滑等要求。根据公路等级和施工设备的控制水平，确定的工程设计级配范围应比规范集配范围窄，其中4．75mm和2．36mm通过率的上下限差值宜小于12％。沥青混合料的配合比设计应充分考虑施工性能，使沥青混合料容易摊铺和压实,避免造成严重的离析。
矿料级配曲线的选择用0.45次方级配曲线直观的反映混合料的级配，在下图中从原点到最大料径点的连线表示矿料级配的最大密度线，合成级配曲线偏离该线越远，则矿料的空隙越大，故现场一般采用下图绘制。沥青表面层的级配首先应满足交通部颁布的规范李的要求，为保证沥青混合料既密实，又必须具有规定的构造深度，故选用的级配曲线在0.45次方级配曲线上呈S型，一般先用图解法确定各规格矿料用量的大致比例，然后试算法进行调适，必须反复调调整直至满足级配范围为止，计算时工作量大且繁琐，在进行数据处理时采用Excel电子表格，可使计算变得简单明了。
合成的级配曲线应为连续的级配曲线，不得有过多的间断，若经过在三调整，仍有两个以上的筛孔都出范围，则表明原材料的自身有问题，应对原材料进行调整或更换后重新进行设计，矿料级配设计应满足下列要求：0.075mm,2.36mm, 4.75mm等三档筛孔通过量必须满足允许偏差范围要求：0.075mm≤+1%,2.36mm、4.75mm≤+3%,尽量接近级配中值。绘制设计级配曲线，分別位于工程设计级配范围的上方、中值及下方。设计合成级配不得有太多的锯齿形交错，且在0．3～0．6mm范围内不出现“驼峰”。当反复调整不能满意时，宜更换材料设计。根据当地的实践经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的马歇尔试件，测定VMA，初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配。
（四）马歇尔试验
近段时间以来，我国对于沥青混合料试件各项体积指标，包括密度、空隙率、 VMA、VFA的测定和计算方法一直存在一些争议。许多配合比设计都说是4％的空隙率，但实际上可能相差很大。应该说，世界各国对这些体积设计指标的测定和计算方法都不尽相同，在一个国家，则只有一个统一的方法。本节对马歇尔试验的体积指标的测定和计算方法作了全面的修改。
关于最大理论相对密度的问题，试验规程规定了进行实测的真空法、溶剂法，也有计算法，不同的方法有不小的差别。经过大量的对比试验，经反复征求各方面的意见，认为溶剂法计算体积时把集料内部开口体积都扣除，最大密度偏大，测定的空隙率过大，不符合实际情况。同时，一致同意采用真空法实测沥青混合料的最大理论相对密度作为我国的标准方法。在测定过程中，要求完全按照试验规程的方法，将混合料充分分散，达到规定的真空度和抽气时间，以便真正做到混合料处于零空隙率状态。混合料的存放时间则统一为暂不存放。
但是，对普通沥青混合料，人工分散到6mm以下，在水中加极少量的表面活性剂，借助于抽真空及震荡15min能将混合料进一步分散，重复试验的精度能做到0．011以内。如果采用真空法测定改性沥青混合料或SMA混合料的最大理论相对密度时，试验表明，改性沥青因为粘度大，不仅人工分散很难达到小于6mm以下的要求，而且在小于6mm以下的团粒中仍然包含有不少气泡，它在相同的真空及振动情况下不能使团粒继续分散，封闭在集料团粒中的空气不能跑出，最大理论相对密度将变小，且平行误差超过要求，所以得不到“零空隙”时的最大理论相对密度。对改性沥青的SMA混合料有纤维时分散更困难。
因此对改性沥青混合料和SMA混合料，将只能用计算法求取混合料的最大理论密度。但在如何计算的方法上，又有不少不同的意见。大部分单位和专家认为可以参考美国Superpave计算有效相对密度的方法，根据各种集料不同的吸水率选用不同的系数C值计算有效相对密度是可行的。Superpave规定一般情况可取C=0．8，对集料吸水率较大时，可取C=0．5～0．8。我国学者经过试验研究，由沥青浸渍密度反算得到的不同吸水率时的C值见图3。
具体到工程上使用时，目标配合比设计阶段各种材料是分开的，工程上可根据实际情况处理。例如：
(1)当石屑规格为0～5mm，或者虽然已经分开有3～5mm(S14)及0～3mm(S16)两档规格，但材料品种相同时，将其中的2．36mm以下部分筛除后按粗集料方法(T 0304)测定毛体积相对密度，作为这些材料的毛体积相对密度。‘
(2)材料分开有3～5mm(S14)及0～3mm(S16)两档规格，但材料品种不同，例如3～5mm为玄武岩，0～3mm为石灰岩，则将3～5mm材料中的2．36mm以下部分筛除，从0～3mm(S16)材料中筛取2．36mm筛上部分，分别按粗集料T 0304方法测定毛体积相对密度使用。
在生产配合比设计时，材料从热料仓取样。但拌和机的热料仓中的材料有相当的混杂，测定毛体积相对密度也会变得更复杂。因为同一个热料仓会有不同品种的石料，如机制砂、天然砂、石屑，甚至包括矿粉、纤维、消石灰等。这时要弄清不同材料的比例很困难，分别取用不同材料测定表观相对密度和毛体积相对密度更是不可能。所以此时只能将这个仓的全部材料将0．075mm部分筛除后作为混料进行两种密度的测定，尽管仍然会不准确，但也无法解决。
在进行各种配合比设计时，体积指标的计算方法必须统一，因为它直接影响配合比设计结果，也影响压实度检测的标准密度。
（五）确定最佳沥青用量
在以前的规范中，我国采用日本的方法，即以全部满足规范要求的沥青用量范围中值为最佳沥青用量。按此方法能共同满足要求的沥青用量范围往往很窄，基本上只有空隙率一个指标。它与现在美国由空隙率决定最佳沥青用量一样，不过只要在设计范围内就行，不一定是4％。上次修订规范时考虑空隙率不容易准确测定，参照了当时欧美许多国家的办法，把马歇尔稳定度、密度的影响考虑进来了，实际上是马歇尔试验加经验的方法。美国MS-2马歇尔方法确定最佳沥青用量也是一个综合平衡的方法。1994年第6版后改变为以设计空隙率范围的中值(4％)作为初始沥青用量，检验其他各项指标是否都符合设计要求。如果符合，即作为最佳沥青用量；如果不能全部符合设计要求时，则找出全部符合设计范围内的中值，以此作为最佳沥青用量0AC。对两种方法进行了折衷。在2000年的美国热拌沥青混合料施工手册中，仍采用MS-2的方法。但对机场道路，提出了采用4项指标：密度峰值、4％的空隙率、75％的VFA，以及马歇尔稳定度的峰值所对应的沥青用量的平均值作为设计的最佳沥青用量。在澳大利亚以前的规范中也使用了VFA的中值。本规范修订时，综合考虑了各个方面，对确定最佳沥青用量规定一个宽松的方法，强调必须特别重视当地的成功的经验，在实用上有非常重要的意义。尤其对于一个较小范围的地区，材料和级配基本上变化不大，成功的实践经验更有价值。调查认为原规范确定最佳沥青用量基本上是可行的。
但是，许多单位在采用S型密实嵌挤型级配后，发现绘制的各种指标与油石比的关系曲线中，密度和稳定度两个指标中有一个或者两个经常不出现峰值。本规范考虑到这种情况，规定在这种情况下可以以空隙率为准确定最佳沥青用量，但必须检验其他指标都符合要求。
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。如果没有涵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。空隙率是由沥青混合料试件的密度和最大理论密度计算得到的，统一空隙率计算方法就必须统一试件相对密度和最大理论相对密度的测定或计算方法。
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 。
5．1 在曲线图4.1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(5.1-1)取平均值作为OACl。
5．2 如果在所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，按式(5.2-2)取3者的平均值作为OAC1，。
5.3 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。
以各项指标均符合技术标准(不含VMA)的沥青用量范围OACmin～OACmax的中作为OAC2。
通常情况下取OACl及OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC。
计算的最佳油石比OAC，从图4．1中得出所对应的空隙率和ⅥA值，检验是否能满足本规范关于最小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。 检查相应于此OAC的各项指标是否均符合马歇尔试验技术标准。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。
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。
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都取中值。
(六)配合比设计检验
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技术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}行配合比设计。其他等级公路的沥青混合料可参照执行。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。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，各技术要求均应适当调整，不宜照搬。
1、高温稳定性检验。
按照沥青混合料试验规程制备车辙板，车辙板尺寸为300×300×50㎜，在60℃空气浴中恒温6小时，在压强为0.7MPa的条件下，进行车辙试验，对公称最大粒径等于或小于19mm的混合料,按规定方法进行车辙试验，动稳定度应符合规范的要求。
2、水稳定性检验。
按规定的试验方法进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，残留稳定度及残留强度比均必须符合规范的规定。
3、低温抗裂性能检验。
按照沥青混合料的规程方法制备车辙板，车辙板尺寸为300×300×50㎜，用切割机将试件切成30mm×35 mm×250 mm的小梁试件，在-10℃的空气浴中恒温6小时，以50mm/min的加载速率进行低温弯曲试验，计算出梁底的最大弯拉应变，其破坏应变宜符合规范的要求。
根据需要，可以改变试验条件进行配合比设计检验，如按调整后的最佳沥青用量、变化最佳沥青用量OAC±0．3％、提高试验温度、加大试验荷载、采用现场压实密度进行车辙试验，在施工后的残余空隙率(如7％～8％)的条件下进行水稳定性试验和渗水试验等，但不宜用规范规定的技术要求进行合格评定。
通过以上的论述可以平定配合比的好坏程度，来确定工地配合比！
结束语
评价沥青混合料配合比设计是否合理，是否优秀的标准。首先应符合规范规程的质量要求，一个好的设计应使沥青路面具有良好的路用性能；所设计的混合料必须有利于施工，所设计的混合料具有良好的成本经济效益同时由于马歇尔试验采用的击实方式不可避免地会造成集料破碎，影响试件的最终试验结果，如空隙率和用油量等。更为重要的是马歇尔试验方法无法模拟路面碾压的实际情况，不能正确评价沥青混合料的抗剪强度，在以后的工程中还要不断的改善和提高。
注：文章內所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词： HMA混合料目标配合比马歇尔
一、热拌沥青混合料配合比组成设计基本原理
沥青混合料配合比必须掌握的原则: ①通过合理的级配与沥青用量保证其耐久性;②路面压实要符合空隙率要求,这样可以减少泛油现象的出现,减少水损害的发生和老化问题; ③保证合理的构造深度和硬度; ④保证良好的施工和易性,即保证生产施工过程中的稳定性; ⑤保证足够的稳 定性,以满足交通荷载的作用。沥青混合料的空隙率作为重要指标,在标准成型条件下,马歇尔试件的空隙率最好控制在4 %左右,为了在配合比设计时能正确地反映出混合料的这些指标,试验必须严格按规范要求的成型条件进行,即控制好击实温度、击实功和密度的测试方法。
熱拌沥青混合料一般分为三个阶段
（一） 目标配合比设计
用工程实际使用的材料计算各种材料的用量比例,配合成规定的矿料级配,进行马歇尔试验,确定最佳沥青用量。以此矿料级配沥青用量作为目标配合比,供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。
目标配合比设计根据混合料技术要求和现行技术规范规定，通过室内试验，对基质沥青和SBS改性沥青等材料、粗集料、细集料、矿粉、水泥进行原材料性能检验；采用马歇尔法确定沥青混合料的最佳油石比，并进行了混合料的配合比验证：水稳性检验（包括残留稳定度试验和冻融劈裂试验）、高温性能检验。
（二）生产配合比设计阶段
对间歇式拌和机,必须从二次筛分后进入各热料仓的材料取样进行筛分,以确定各热料仓的材料比例,供拌和机控制时使用。同时反复调整冷料仓的进料比例以达到供料均衡,并取目标配合比设计的最佳沥青用量、最佳沥青用量±013 %等三个沥青用量进行马歇尔试验,确定生产配合比的最佳沥青用量。
（三）施工配合比设计
拌和机采用生产配合比进行试拌、铺筑试验路,并用拌合的沥青混合料及路上钻取的芯样进行马歇尔试验检验,由此确定生产用的标准配合比。标准配合比作为生产上控制的依据和质量检验的标准。经设计确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更。生产过程中,如遇到进场材料发生变化并经检测沥青混合料的矿料级配、马歇尔技术指标不符合要求时,应及时调整配合比,使沥青混合料质量符合要求并保持相对稳定,必要时从新进行配合比设计。
二、目标配合比组成设计基本要点
（一）流程图
（二）原材料（沥青、集料）选择及各项的指标的检验
1.沥青
沥青路面采用的沥青标号，宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位及受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验，经技术论证后确定。沥青可分为以下种类。
1）、乳化沥青适用于沥青表面处治路面、沥青贯入式路面、冷拌沥青混合料路面，修补裂缝，喷洒透层、粘层与封层等。
2）、液体石油沥青适用于透层、粘层及拌制冷拌沥青混合料。根据使用目的与场所，可选用快凝、中凝、慢凝的液体石油沥青。
3）、液体石油沥青宜采用针人度较大的石油沥青，使用前按先加热沥青后加稀释剂的序，掺配煤油或轻柴油，经适当的搅拌、稀释制成。
4）、道路用煤油沥青严禁用于热拌热铺的沥青混合料，作为其他用途时的温度宜为70-90℃，不得长时间贮存。
5）、改性沥青可单独或复合采用高分子聚合物、天然沥青及其他改性材料制作。用做改性剂的SBR胶乳中的固体物含量不宜少于45% 。
6）、改性乳化沥青有中裂（PCR）和慢裂（BCR）通过 粘度和蒸残后的各项指标进行检测。
在沥青试验中，只有所有指标合格后才能继续进行以后的试验，有不合格的指标要重新作，确定为材料的问题，就不能用于配合比中，有必要要求施工方进行重换沥青.直到取来的沥青满足要求为止。可进行粗集料的筛分。
2、粗集料
沥青层用粗集料包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等，但高速公路和一级公路不得使用筛选砾石和矿渣。粗集料必须由具有生产许可证的采石场生产或施工单位自行加工。粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙，质量应符合规定。高速公路、一级公路沥青路面的表面层(或磨耗层)的粗集料的磨光值应符合的要求。对于粗集料而言，首先进行筛分，用水洗法，烘干后进行筛分，将粗集料根据粒径所对应的最小试验量称量，水泡至24小时用网篮法进行测密度，针片状含量的检验（长度和厚度的比例大于3：1时为针片状）,粘附性等级（用棱角明显的碎石，具有代表性，烘热一定温度再沥青中侵入45S，（热沥青）用沸水煮至3分钟，晾干看剥落的情况来判断）。
3、细集料
沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂、石屑。细集料必须由具有生产许可证的采石场、采砂场生产。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量应符合表6的规定。细集料的洁净程度，天然砂以小于0．075mm含量的百分数表示，石屑和机制砂以砂当量(适用于0～4．75mm)或亚甲蓝值(适用于0～2．36mm或0～0．15ram)表示。
石屑是采石场破碎石料时通过4．75mm或2．36mm的筛下部分，其规格应符合表8的要求。采石场在生产石屑的过程中应具备抽吸设备，高速公路和一级公路的沥青混合料，宜将S14与S16组合使用，S15可在沥青稳定碎石基层或其他等级公路中使用。
4、填料
沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出。
有的配比中还用到水泥，同样测定密度做平行试验，但水泥选用的是煤油来测定。
注：沥青和集料只有满足以上的要求，检测合格才能进行配合比，如果材料不合格就进行调整，调整无效后要求施工单位换材料。
沥青混合料组成结构类型通常沥青—集料混合料按其组成结构可分为下列三类：
①悬浮—密实结构
②骨架—空隙结构a) 连续型密级配;b) 连续型开级配;c) 间断型密级配
③密实—骨架结构
试验常采用的为密实—骨架结构，这种结构的沥青混合料不仅具有较高的粘聚力c ,而且具有较大的内摩阻角Φ
（三）确定工程设计级配范围
1、沥青路面工程的混合料设计级配范围由工程设计文件或招标文件规定，密级配沥青混合料的设计级配宜规定的级配范围内，根据公路等级、工程性质、气候条件、交通条件、材料品种等因素，通过对条件大体相当的工程使用情况进行调查研究后调整确定，必要时允许超出规范级配范围。密级配沥青稳定碎石混合料可直接以本规范规定的级配范围作工程设计级配范围使用。经确定的工程设计级配范围是配合比设计的依据，不得随意变更。
2、调整工程设计级配范围宜遵循下列原则：
确定采用粗型(C型)或细型(F型)的混合料。对夏季温度高、高温持续时间长，重载交通多的路段，宜选用粗型密级配沥青混合料(AC-C型)，并取较高的设计空隙率。对冬季温度低、且低温持续时间长的地区，或者重载交通较少的路段，宜选用细型密级配沥青混合料(AC-F型)，并取较低的设计空隙率。为确保高温抗车辙能力，同时兼顾低温抗裂性能的需要。配合比设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少0．6mm以下部分细粉的用量，使中等粒径集料较多，形成S型级配曲线，并取中等或偏高水平的设计空隙率。确定各层的工程设计级配范围时应考虑不同层位的功能需要，经组合设计的沥青路面应能满足耐久、稳定、密水、抗滑等要求。根据公路等级和施工设备的控制水平，确定的工程设计级配范围应比规范集配范围窄，其中4．75mm和2．36mm通过率的上下限差值宜小于12％。沥青混合料的配合比设计应充分考虑施工性能，使沥青混合料容易摊铺和压实,避免造成严重的离析。
矿料级配曲线的选择用0.45次方级配曲线直观的反映混合料的级配，在下图中从原点到最大料径点的连线表示矿料级配的最大密度线，合成级配曲线偏离该线越远，则矿料的空隙越大，故现场一般采用下图绘制。沥青表面层的级配首先应满足交通部颁布的规范李的要求，为保证沥青混合料既密实，又必须具有规定的构造深度，故选用的级配曲线在0.45次方级配曲线上呈S型，一般先用图解法确定各规格矿料用量的大致比例，然后试算法进行调适，必须反复调调整直至满足级配范围为止，计算时工作量大且繁琐，在进行数据处理时采用Excel电子表格，可使计算变得简单明了。
合成的级配曲线应为连续的级配曲线，不得有过多的间断，若经过在三调整，仍有两个以上的筛孔都出范围，则表明原材料的自身有问题，应对原材料进行调整或更换后重新进行设计，矿料级配设计应满足下列要求：0.075mm,2.36mm, 4.75mm等三档筛孔通过量必须满足允许偏差范围要求：0.075mm≤+1%,2.36mm、4.75mm≤+3%,尽量接近级配中值。绘制设计级配曲线，分別位于工程设计级配范围的上方、中值及下方。设计合成级配不得有太多的锯齿形交错，且在0．3～0．6mm范围内不出现“驼峰”。当反复调整不能满意时，宜更换材料设计。根据当地的实践经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的马歇尔试件，测定VMA，初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配。
（四）马歇尔试验
近段时间以来，我国对于沥青混合料试件各项体积指标，包括密度、空隙率、 VMA、VFA的测定和计算方法一直存在一些争议。许多配合比设计都说是4％的空隙率，但实际上可能相差很大。应该说，世界各国对这些体积设计指标的测定和计算方法都不尽相同，在一个国家，则只有一个统一的方法。本节对马歇尔试验的体积指标的测定和计算方法作了全面的修改。
关于最大理论相对密度的问题，试验规程规定了进行实测的真空法、溶剂法，也有计算法，不同的方法有不小的差别。经过大量的对比试验，经反复征求各方面的意见，认为溶剂法计算体积时把集料内部开口体积都扣除，最大密度偏大，测定的空隙率过大，不符合实际情况。同时，一致同意采用真空法实测沥青混合料的最大理论相对密度作为我国的标准方法。在测定过程中，要求完全按照试验规程的方法，将混合料充分分散，达到规定的真空度和抽气时间，以便真正做到混合料处于零空隙率状态。混合料的存放时间则统一为暂不存放。
但是，对普通沥青混合料，人工分散到6mm以下，在水中加极少量的表面活性剂，借助于抽真空及震荡15min能将混合料进一步分散，重复试验的精度能做到0．011以内。如果采用真空法测定改性沥青混合料或SMA混合料的最大理论相对密度时，试验表明，改性沥青因为粘度大，不仅人工分散很难达到小于6mm以下的要求，而且在小于6mm以下的团粒中仍然包含有不少气泡，它在相同的真空及振动情况下不能使团粒继续分散，封闭在集料团粒中的空气不能跑出，最大理论相对密度将变小，且平行误差超过要求，所以得不到“零空隙”时的最大理论相对密度。对改性沥青的SMA混合料有纤维时分散更困难。
因此对改性沥青混合料和SMA混合料，将只能用计算法求取混合料的最大理论密度。但在如何计算的方法上，又有不少不同的意见。大部分单位和专家认为可以参考美国Superpave计算有效相对密度的方法，根据各种集料不同的吸水率选用不同的系数C值计算有效相对密度是可行的。Superpave规定一般情况可取C=0．8，对集料吸水率较大时，可取C=0．5～0．8。我国学者经过试验研究，由沥青浸渍密度反算得到的不同吸水率时的C值见图3。
具体到工程上使用时，目标配合比设计阶段各种材料是分开的，工程上可根据实际情况处理。例如：
(1)当石屑规格为0～5mm，或者虽然已经分开有3～5mm(S14)及0～3mm(S16)两档规格，但材料品种相同时，将其中的2．36mm以下部分筛除后按粗集料方法(T 0304)测定毛体积相对密度，作为这些材料的毛体积相对密度。‘
(2)材料分开有3～5mm(S14)及0～3mm(S16)两档规格，但材料品种不同，例如3～5mm为玄武岩，0～3mm为石灰岩，则将3～5mm材料中的2．36mm以下部分筛除，从0～3mm(S16)材料中筛取2．36mm筛上部分，分别按粗集料T 0304方法测定毛体积相对密度使用。
在生产配合比设计时，材料从热料仓取样。但拌和机的热料仓中的材料有相当的混杂，测定毛体积相对密度也会变得更复杂。因为同一个热料仓会有不同品种的石料，如机制砂、天然砂、石屑，甚至包括矿粉、纤维、消石灰等。这时要弄清不同材料的比例很困难，分别取用不同材料测定表观相对密度和毛体积相对密度更是不可能。所以此时只能将这个仓的全部材料将0．075mm部分筛除后作为混料进行两种密度的测定，尽管仍然会不准确，但也无法解决。
在进行各种配合比设计时，体积指标的计算方法必须统一，因为它直接影响配合比设计结果，也影响压实度检测的标准密度。
（五）确定最佳沥青用量
在以前的规范中，我国采用日本的方法，即以全部满足规范要求的沥青用量范围中值为最佳沥青用量。按此方法能共同满足要求的沥青用量范围往往很窄，基本上只有空隙率一个指标。它与现在美国由空隙率决定最佳沥青用量一样，不过只要在设计范围内就行，不一定是4％。上次修订规范时考虑空隙率不容易准确测定，参照了当时欧美许多国家的办法，把马歇尔稳定度、密度的影响考虑进来了，实际上是马歇尔试验加经验的方法。美国MS-2马歇尔方法确定最佳沥青用量也是一个综合平衡的方法。1994年第6版后改变为以设计空隙率范围的中值(4％)作为初始沥青用量，检验其他各项指标是否都符合设计要求。如果符合，即作为最佳沥青用量；如果不能全部符合设计要求时，则找出全部符合设计范围内的中值，以此作为最佳沥青用量0AC。对两种方法进行了折衷。在2000年的美国热拌沥青混合料施工手册中，仍采用MS-2的方法。但对机场道路，提出了采用4项指标：密度峰值、4％的空隙率、75％的VFA，以及马歇尔稳定度的峰值所对应的沥青用量的平均值作为设计的最佳沥青用量。在澳大利亚以前的规范中也使用了VFA的中值。本规范修订时，综合考虑了各个方面，对确定最佳沥青用量规定一个宽松的方法，强调必须特别重视当地的成功的经验，在实用上有非常重要的意义。尤其对于一个较小范围的地区，材料和级配基本上变化不大，成功的实践经验更有价值。调查认为原规范确定最佳沥青用量基本上是可行的。
但是，许多单位在采用S型密实嵌挤型级配后，发现绘制的各种指标与油石比的关系曲线中，密度和稳定度两个指标中有一个或者两个经常不出现峰值。本规范考虑到这种情况，规定在这种情况下可以以空隙率为准确定最佳沥青用量，但必须检验其他指标都符合要求。
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。如果没有涵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。空隙率是由沥青混合料试件的密度和最大理论密度计算得到的，统一空隙率计算方法就必须统一试件相对密度和最大理论相对密度的测定或计算方法。
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 。
5．1 在曲线图4.1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(5.1-1)取平均值作为OACl。
5．2 如果在所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，按式(5.2-2)取3者的平均值作为OAC1，。
5.3 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。
以各项指标均符合技术标准(不含VMA)的沥青用量范围OACmin～OACmax的中作为OAC2。
通常情况下取OACl及OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC。
计算的最佳油石比OAC，从图4．1中得出所对应的空隙率和ⅥA值，检验是否能满足本规范关于最小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。 检查相应于此OAC的各项指标是否均符合马歇尔试验技术标准。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。
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。
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都取中值。
(六)配合比设计检验
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技术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}行配合比设计。其他等级公路的沥青混合料可参照执行。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。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，各技术要求均应适当调整，不宜照搬。
1、高温稳定性检验。
按照沥青混合料试验规程制备车辙板，车辙板尺寸为300×300×50㎜，在60℃空气浴中恒温6小时，在压强为0.7MPa的条件下，进行车辙试验，对公称最大粒径等于或小于19mm的混合料,按规定方法进行车辙试验，动稳定度应符合规范的要求。
2、水稳定性检验。
按规定的试验方法进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，残留稳定度及残留强度比均必须符合规范的规定。
3、低温抗裂性能检验。
按照沥青混合料的规程方法制备车辙板，车辙板尺寸为300×300×50㎜，用切割机将试件切成30mm×35 mm×250 mm的小梁试件，在-10℃的空气浴中恒温6小时，以50mm/min的加载速率进行低温弯曲试验，计算出梁底的最大弯拉应变，其破坏应变宜符合规范的要求。
根据需要，可以改变试验条件进行配合比设计检验，如按调整后的最佳沥青用量、变化最佳沥青用量OAC±0．3％、提高试验温度、加大试验荷载、采用现场压实密度进行车辙试验，在施工后的残余空隙率(如7％～8％)的条件下进行水稳定性试验和渗水试验等，但不宜用规范规定的技术要求进行合格评定。
通过以上的论述可以平定配合比的好坏程度，来确定工地配合比！
结束语
评价沥青混合料配合比设计是否合理，是否优秀的标准。首先应符合规范规程的质量要求，一个好的设计应使沥青路面具有良好的路用性能；所设计的混合料必须有利于施工，所设计的混合料具有良好的成本经济效益同时由于马歇尔试验采用的击实方式不可避免地会造成集料破碎，影响试件的最终试验结果，如空隙率和用油量等。更为重要的是马歇尔试验方法无法模拟路面碾压的实际情况，不能正确评价沥青混合料的抗剪强度，在以后的工程中还要不断的改善和提高。
注：文章內所有公式及图表请用PDF形式查看。