沥青混合料配合比设计实例计算

沥青混合料配合比设计案例【题目】试设计某高速公路沥青混凝土路面用沥青混合料。

【原始资料】1．道路等级：高速公路。

2．路面类型：沥青混凝土。

3．结构层位：三层式沥青混凝土的上面层.4．气候条件：最低月平均气温为-8˚C。

5．沥青材料：可供应重交通AH-50、AH-70和AH-90，经检测技术性能均符合要求。

6．碎石：石灰石轧制碎石，洛杉矶磨耗率12％，粘附性（水煮法）5级，表现密度2700kg/m3。

7．石屑：洁净，表观密度2650 kg/m3。

8．矿粉：石灰石磨细石粉，粒度范围符合技术要求，无团粒结块，表观密度2580 kg/m3。

【步骤】1．矿料配合比设计（1）确定沥青混合料类型因为道路等级为高速公路、路面类型为沥青混凝土，路面结构为三层式沥青混凝土上面层,为使上面层具有较好的抗滑性．按表选用细粒式I型（AC-13I）沥青混凝土混合料。

（2）确定矿料级配范围按表6－3（3）矿料配合比计算①将规定的矿质混合料级配范围中值换算成分计筛余中值计算结果列于上表第6~8栏②计算碎石在矿质混合料中用量X = aM（4.75）/ aA（4.75）×100%= 21.0 / 49.9 ×100%=42.1%③计算矿粉在矿质混合料中用量Z = aM(＜0.075）/ aC(＜0.075）×100%= 6.0 /85.3 ×100%=7.0%④计算石屑在混合料中用量Y=100-（X+Z ）=100-（42.1+7.0）=50.9% ⑤校核：结果列入下表，该合成配合比符合要求2、确定最佳沥青用量通过马歇尔稳定度试验，初步确定沥青最佳用量；然后进行水稳性和动稳定度试验校核调整 ①制备试样：当地气候条件最低月平均温度为-8˚C ，属于温区，采用AH-70沥青。

根据表6－3所列的沥青用量范围，AC-13Ⅰ的沥青用量为4.5%～6.5%。

按实践经验，选取沥青用量5.0%～7.0%、0.5%间隔变化，制备5组试件②测定物理指标⏹ 表观密度ρs ⏹ 理论密度ρt⏹ 空隙率VV=（1-ρs/ρt ）×100% ⏹ 沥青体积百分率 V A⏹ 矿料间隙率VMA=VV+V A⏹ 沥青饱和度VFA= V A /VMA ×100%③测定力学指标马歇尔试验测定结果汇总如表并在表中列出现行规范要求的高速公路AC-13Ⅰ型沥青④马歇尔试验结果分析—OAC绘制沥青用量与物理—力学指标关系图表观密度空隙率饱和度稳定度流值⏹ 根据密度、稳定度和空隙率确定最佳沥青用量初始值1由图可见：表观密度最大值的沥青用量a 1=6.20%；稳定度最大值的沥青用量a 2=6.20%；空隙率范围的中值的沥青用量a 3=5.60%，计算 OAC1=（a1+a2+a3）/3=6.0%⏹ 根据符合各项技术指标的沥青用量范围确定沥青最佳用量初始值2各项指标都符合沥青混合料技术指标要求的沥青用量范围OACmin ～OACmax=5.30%～6.45%OAC2=（OACmin+OACmax ）/2=5.9%⏹ 根据OAC1和OAC2综合确定沥青最佳用量OAC 检查按OAC1求取的各项指标值是否符合技术标准同时检验VMA 是否符合要求，如能符合时⏹ OAC= (OAC1+OAC2)/2=6.0%根据气候条件和交通特性调整最佳沥青用量 i. 对热区道路以及车辆渠化交通的高速公路、一级公路、城市快速路、主干路： OAC2～OACmin 范围内决定，但不宜小于OAC2的0.5% ii. 对寒区道路以及一般道路OAC2～OACmax 范围内决定，但不宜大于OAC2的0.3%由于当地属于温区，并考虑高速公路为渠化交通，要防止出现车辙，选择在中限值OAC2与下限值OACmin 之间选取一个最佳用量OAC’=5.6%⑤水稳定性检验 采用沥青用量为6.0%和5.6%制备马歇尔试件，测定标准马歇尔稳定度及浸水48h 后马歇尔稳定度，试验结果列于表，浸水残留稳定度均大于75%，符合标准要求。

热拌沥青混合料配合比设计1、矿质混合料设计：表面层1/2最大粒径，中面层2/3最大粒径。

2、矿质混合料配合比的计算：原始数据：（1）粗集料密度（网篮法）、细集料密度（比重瓶法）、矿粉密度、筛分。

确定各集料的用料比例：（2）0.075mm,2.36mm,4.75mm应尽量接近中值，交通量大、轴载重的道路合成曲线考虑偏向级配下限，中小交通量可考虑接近上限。

3、沥青混合料马歇尔试验：主要目的是确定最佳沥青用量（OAC）计算得到的沥青用量仍要通过试验进行修正，马歇尔试验只是沥青混合料配合比的基本方法。

1）制备5组试件，每组不少于4个2）实际中标准试件的矿料重大约是1200g 左右。

如量得尺寸不符合要求，则按公式h1/h2*m(原重)3）制备马歇尔标准试件，冷却至室温最少12h,然后脱模，进行试件密度测试（网篮法）空隙率、理论最大密度、沥青饱和度、矿料间隙率等参数，注意：1吸水率小于0.5%密实型沥青混合料试件应用水中重法，2 较密实的应用表干法3 >2%的应用蜡封法测定。

4 空隙率较大的应用体积法4）绘制曲线图1）（由马歇尔稳定度、密度的最大值、设计空隙率中值）/3确定最佳沥青用量的初始值（OAC1）2）根据OACmin、OACmax确定最佳沥青用量中值（OACmin+OACmax）/2=OAC23）确定最佳沥青用量：（1）OAC1 ,OAC2比较接近时应取二者的平均值。

（2）如果二者差距比较大时应应根据水稳、高温稳定性来综合考虑（3）对于出现较大车辙时，应取中限值OAC2和下限值OACmin范围内确定最佳沥青用量，但一般不小于OAC2的0.5%。

（4）寒冷地区、旅游区道路，最佳沥青用量可以在OAC2和上限值OACmax范围内决定，一般不大于OAC2的0.3%。

4、沥青混合料的性能检验（1）水稳定性检验（2）沥青混合料的高温稳定性检验对热料仓进行筛分，确定各热料仓的上料比例（a1%,a2%,a3%,a4%），据最佳油石比，+-0.3%来做马歇尔试件，查看各项指标，确定最佳油石比，（也可以按照目标配合比的方法确定最佳油石比）取二者的平均值，4号仓（20~30）1600*（1-4.4%）*23%=352kg3 号仓（10~20）1600*（1-4.4%）*21%=321kg2号仓（4~10）1600*（1-4.4%）*21%=321kg1号仓（0~4）1600*（1-4.4%）*26%=398kg矿粉：1600*（1-4.4%）*7%=107kg沥青：1600*4.4%=70kg5、配合比验证取料进行抽提试验，看看级配，油石比。

定魏工程AC-16I型沥青混合料目标配合比设计一、引言（一）问题的提出及研究意义随着我国的国民经济的高速发展，不管是高速还是普通公路对沥青混合料的要求都有很大的提高，所以对沥青混合料性能如何满足路面使用性能等都有很大的研究价值。

沥青混合料路面作为一种路面结构形式，以其行车舒适、噪声低、易于维护等优点，被广泛应用于公路建设中。

但是国内的沥青路面普遍存在工程的耐久性和早期损坏两大突出问题。

造成这种情况有各个方面的原因，其中很重要的一个原因就是沥青混合料的配合比设计不合理。

而作为面层，它是为行车提供安全、经济、舒适的服务，并直接承受汽车荷载作用和自然因素的影响，因此在沥青面层施工中非常重要的一个环节是搞好混合料的组成设计，要综合考虑其高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、抗疲劳性、及施工的难易程度等问题。

具体表现如下：（1）强度高，沥青混合料在路面中，直接承受车辆荷载的作用，因此应具有一定力学强度；（2）高温稳定性好，沥青混合料是种典型的流变材料，它的强度和劲度模量随温度的升高的降低，所以在夏季高温时，在重交通重复作用下，由于交通的渠化，在轮迹带逐渐形成变形下凹、两侧鼓起的所谓“车辙”，这是现代高等级沥青路面最常见的病害；（3）低温抗裂性好，沥青混合料不仅应具备高温稳定性，同时还要具有低温抗裂性，以保证路面在冬季低温时不产生裂缝；（4）耐久性好，沥青混合料在路面中，长期承受自然因素的作用，为保证路面具有较长的使用年限，必须具有较好的耐久性；（5）抗滑性好，即应具有良好的微观粗糙度和宏观粗糙度，以保证在路面潮湿时，车辆能高速安全行驶，并且在外界因素的作用下其抗滑能力不致很快降低；（6）施工和易性好，要保证室内配料在现场施工条件下顺利的实现，沥青混合料除了应具备前述的技术要求外，还应具备施工和易性。

[1]沥青混合料是由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配矿料与石油沥青加温拌和而成的,其具有良好密实结构,强度稳定性主要取决于混合料的粘聚力和内摩阻力,沥青混凝土路面的沥青混合料按标准压实后的剩余空隙可分为两种,一种为剩余空隙率为3%~6%,为I型密实式沥青混凝土混合料,另一种剩余空隙率为4%~10%,为Ⅱ型半密实式沥青混凝土混合料。

沥青混合料配合比设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：沥青混合料是建筑工程中常用的一种道路材料，具有优良的抗水、抗压性能，被广泛应用于公路、机场、停车场等道路建设工程中。

沥青混合料的质量直接影响着道路的使用寿命和安全性，而配合比设计是沥青混合料生产过程中的关键环节。

本文将介绍沥青混合料配合比设计的重要性、设计方法及实践经验。

一、沥青混合料配合比设计的重要性1. 提高沥青混合料的性能沥青混合料的性能包括抗水、抗压、耐久性等多个方面，通过科学合理的配合比设计可以使沥青混合料的性能得到提升。

合理的配合比能够保证沥青与骨料之间的充分结合，增强了沥青混合料的稳定性和耐久性，使其具有更好的抗水、抗压能力。

2. 降低成本通过合理的配合比设计，可以尽量减少浪费材料，避免配料过多或过少造成的浪费。

合理的配合比设计还可以减少施工过程中的损耗，有效降低生产成本。

3. 提高施工效率合理的配合比设计可以使沥青混合料的均匀性和稳定性得到提升，从而减少了施工过程中的调整工作，提高了施工效率。

合理的配合比设计也可以降低施工难度，减少施工过程中的问题，提高了工作效率。

沥青混合料的配合比设计主要包括配料比例的确定、骨料级配设计、沥青用量确定、配制方法等环节。

在实际的配合比设计中，一般遵循以下步骤：1. 确定骨料级配骨料级配是指不同粒径的骨料在一定比例下的混合。

通过对骨料的筛分分析及工程技术要求，确定合适的骨料级配，保证混合料的密实性和耐久性。

2. 确定沥青用量沥青是沥青混合料的胶结剂，其用量的大小直接影响着混合料的性能。

通过试验室试验和现场试验，确定合适的沥青用量，使混合料达到最佳的性能指标。

在确定了骨料级配和沥青用量后，根据不同的工程要求和条件，确定合适的配料比例，保证混合料的性能符合设计要求。

4. 设计混合料的生产工艺根据配合比设计要求，确定混合料的生产工艺，包括混合料的配制温度、搅拌时间、搅拌速度等参数，确保混合料的质量和稳定性。

沥青混合料配合比设计方法(总12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--嘉兴市春秋建设工程检测中心有限责任公司 CQ/Q040530-2003沥青混合料配合比设计方法批准人：状态：持有人：分发号：2003年11月1日批准 2003年11月25日实施地址：浙江省嘉兴市南湖经济开发区春园路电话：、2600330 传真：沥青混合料配合比设计方法1.沥青混合料配合比设计基本原则对于高速公路和一级公路沥青路面的上面和中面层的沥青混凝土混合料进行配合比设计时，应通过车辙试验机对抗车辙能力进行检验。

在温度60℃、轮压条件下进行车辙试验的动稳定度，对高速公路不小于800次/㎜，对一级公路应不小于600次/㎜沥青碎石混合料的配合比设计应根据实践经验和马歇尔试验的结果，经过试拌试铺论证确定。

高速公路和一级公路的热拌沥青混合料的配合比设计应遵照下列步骤进行：目标配合比设计阶段。

用工程实际使用的材料计算各种才来的用量比例，配合成符合表1规定的矿料级配，进行马歇尔试验，确定最佳沥青用量。

以此矿料级配及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。

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人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，供拌和机控制室使用。

同时反复调整冷料仓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±%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。

生产配合比验证阶段。

拌和机采用生产配合比进行试拌、铺筑试验段，并用拌和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。

标准配合比的矿料级配至少包括㎜、㎜、㎜（圆孔筛㎜、㎜、5㎜）三档的筛孔通过率接近要求级配的中值。

经设计确定的标准配合比在施工过程中不得随意改变，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和要求时，应及时调整配合比，使沥青混合料质量符合要求并保持稳定，必要时重新进行配合比设计。

沥青SMA混合料配合比设计（SMA-16）一、基本情况该高速公路工程地处华北地区交通干线，拟采用改性沥青SMA作为抗滑表层，按规范规定，首先铺筑长500m的SMA路面试验段，由于有关各方的重视和努力，试验路铺筑非常成功，为高速公路正式铺筑SMA路面创造了条件。

试验路铺筑在邻近的二级公路上，路面宽14m，在旧路面上先铺筑了AC-25(F)型沥青混凝土整平层，然后铺筑SMA-16抗滑表层，设计厚度4cm。

二、材料参数与试验1.沥青结合料考虑到高速公路所在地夏天炎热，基质沥青的标号采用与沥青面层原设计相同的进口壳牌沥青AH-70，沥青质量符合“道路石油沥青技术要求”中的A级标准。

改性剂采用性能较好的SBS，SBS 为北京燕化公司国创一号，星型，经过不同剂量改性效果的比较，选择剂量5％，由北京市国创改性沥青有限公司的LG-8型炼磨式改性沥青制作设备在拌和厂现场加工制作，改性沥青经显微镜观察分散非常均匀，一般小于5μm，试验结果如表1。

2.矿料试验路全部采用高速公路表面层实际使用的材料铺筑。

粗集料采用玄武岩，质地坚硬，表面粗糙，质量指标如表2。

细集料采用人工砂及天然砂，人工砂是玄武岩碎石厂加工的，规格3-5mm，3mn以下的粉尘已经被抽风机吸走，很干净。

由于加工困难，成品率低，所以价格较贵，为碎石价格的两倍，所以使用量不宜太多。

天然砂为河砂，含泥量几乎为零。

矿粉为磨细石灰石粉，细度见配合比设计表，不过由于时处雨季，矿粉不够干燥，使矿粉添加有些困难，需经常由人工帮助敲打。

各种材料的筛分结果见表3，从表中筛分结果可见，材料比较规格，规格筛孔以外的比例极小。

改性沥青材料主要指标表13.纤维使用从美国进口的松散木质素纤维，质量符合有关规定基本要求。

为了提高纤维投放效率及分散效果，纤维由专用的纤维投放设备直接投入拌和机。

掺量比例为沥青混合料总质量的0.3%，密度为0.6g/cm3。

粗集料的主要指标表2矿料密度及筛分结果表3三、目标配合比设计 1.确定矿料级配按照SMA-16的标准级配建议，经过配合比设计计算确定3组冷料仓投料比例，使4.75mm 的通过率大体上为22％、25％、28％，0.075mm 的通过率为10％左右(相当于固定矿粉用量的13％)，3组配合比的合成级配曲线如图1，级配计算如表4，材料的配比如下：甲：10～20∶5～10∶人工砂∶天然砂∶矿粉=52∶28∶4∶3∶13 乙：10～20：5～10：人工砂：天然砂：矿粉=49∶29∶5∶4∶13丙：10～20：5～10：人工砂：天然砂：矿粉=45∶3l ∶6∶5 分别按这3组级配测定4.75mm 以上粗集料的毛体积相对密度及全部矿料的毛体积相对 密度，如表4所列。

算例一：无机结合料基层沥青路面结构1.环境参数某高速公路，设计车速100km/小时，设计使用年限15年。

所在地区自然区划属Ⅱ-2区，沥青路面气候分区属2-2区，年均降雨量607毫米，年平均气温11.6℃，月平均气温最低为-3.2℃，月平均气温最高为24.8℃，多年最低气温为-20℃。

2.交通参数对应于无机结合料层层底拉应力的当量设计轴载累计作用次数为 1.51×109次，对应于沥青混合料层永久变形量的当量设计轴载累计作用次数为 2.15×107次。

3.初拟路面结构表1.1 初拟水泥稳定碎石基层沥青路面结构结构层材料类型厚度（mm）面层AC13 (SBS改性沥青) 40 AC20(90号道路石油沥青) 60 AC25(90号道路石油沥青) 80基层水泥稳定碎石380底基层级配碎石1804.材料参数⑴路基顶面回弹模量路基为受气候影响的干燥类，土质为低液限黏土。

参考《公路路基设计规范》（JTG D30-2015），低液限黏土路基标准状态下回弹模量取70MPa，回弹模量湿度调整系数k s取0.95，干湿与冻融循环作用折减系数kη取0.80，则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为53MPa，满足规范规定。

⑵级配碎石底基层模量根据试验测定结果，经湿度调整后，级配碎石底基层模量为300MPa。

⑶水泥稳定碎石基层模量和弯拉强度根据试验测定结果，水泥稳定碎石材料弹性模量为24000MPa，乘以结构层模量调整系数0.5，水泥稳定碎石基层模量为12000MPa，弯拉强度为1.8MPa。

⑷沥青面层模量根据试验测定结果，20℃、10Hz时，SBS改性沥青AC13表面层模量为11000MPa，90号道路石油沥青AC20中面层和AC25下面层模量为10000MPa。

⑸泊松比根据规范表5.6.1，路基泊松比取0.40，级配碎石底基层取0.35，沥青混合料面层和水泥稳定碎石基层取0.25。

沥青混合料配合比设计（AC-13C）一、基本情况320国道公路，拟采用改性沥青AC-13C作为面层。

原材料产地如下：二、设计依据1．《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）2．《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）3．《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）4．《高速公路沥青路面规范化施工与质量管理指导意见》5．《320国道杭州绕城高速至富阳新桥改建工程设计说明书》三、设计过程1.原材料本次室内目标配合比设计所用集料为玄武岩（4.75-9.5mm、9.5-16mm）和石灰岩（2.36-4.75mm、0-2.36mm），沥青采用SBS改性沥青。

试验所用原材料均由委托方提供。

各种矿料、矿粉及沥青的密度试验结果见表1。

表1 集料及沥青密度试验结果吸水率（%）各种矿料及矿粉的筛分结果见表2。

表2 各档矿料和矿粉的筛分结果2. 混合料级配根据委托单位提供的设计说明书，AC-13C型沥青混合料工程设计级配范围见表3。

表3 AC-13C沥青混合料工程设计级配范围3. 配合比设计计算根据各档矿料的筛分结果，结合混合料级配要求，首先调试。

选出粗、中、细三个级配，根据以往工程经验初步确定三种级配的初始油石比为5.0％，用初始油石比成型试件。

表4为三种级配的设计组成结果，表5为初试级配的体积分析结果。

表4 三种级配的设计组成结果0.3 0.15 0.07511.0 7.5 6.010.0 6.9 5.510.4 7.2 5.7表5 初试级配的沥青混合料性能指标分析结果由各组体积分析结果，根据经验选取级配2为设计级配，级配曲线见图1所示。

图1 AC-13C型沥青混合料设计级配曲线图4. 马歇尔稳定度试验按设计的矿料比例配料，采用五种油石比，进行马歇尔稳定度试验，试验结果见表6，设计级配合成毛体积相对密度2.767，级配合成表观相对密度2.830。

表6 AC-13C型设计配合比马歇尔稳定度试验结果2.482 2.5972.474 2.5792.471 2.560/ /5. 最佳油石比的确定据马歇尔稳定度试验结果，分别绘制密度、稳定度、流值、空隙率、饱和度、VMA与油石比的关系曲线，从曲线上找出相应于最大密度、最大稳定度及空隙率范围中值、沥青饱和度范围中值对应的四个油石比，求出四者的平均值作为最佳油石比初始值OAC1，作图求出满足沥青混凝土各项指标要求的油石比范围（OAC min，OAC max），该范围的中值为OAC2，如果最佳油石比的初始值OAC1在OAC max与OAC min之间，则认为设计结果是可行的，可取OAC1与OAC2的中值作为目标配合比的最佳油石比OAC，并结合交通与气候特点论证地取用，最终得最佳油石比。