油石比确定
OGFC混合料配合比设计最佳油石比确定优化分析
以空 隙率作 为主要控制 指标 ， 且满 足 Ｏ Ｇ Ｆ Ｃ混合 料析漏 和肯
塔堡试 验的技术要求 ， 及 高温稳定 性 、 水稳定性等路用性能要
求 。本 文 简要 阐 述 国 内外 Ｏ Ｇ Ｆ Ｃ混 合 料 配 合 比 设 计 方 法 ， 并 对 我 国 现行 的设 计 方 法 提 出一 些 优 化 的建 议 。 １ 日本 Ｏ Ｇ Ｆ Ｃ混 合 料 配 合 比设 计 方 法
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ＯＧＦ Ｃ ｍｉ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ａ ｔ ｈ ｏ ｍｅ ａ ｎ ｄ ａ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ ｉ ｓ ｂ ｉ ｒ ｅ ｌ ｆ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｉ ｎ
法存在 的 问题 ， 考虑 纤维对 沥青 吸油作 用对沥青膜厚 度 的影 响提 出一 些优化 的建议 ， 对Ｏ Ｇ Ｆ Ｃ混 合料 配合 比设 计具 有一 定 的
参考价值 。 ［ 关键词 ］ Ｏ Ｇ Ｆ Ｃ混合料 ； 配合 比； 设计 方法
Ｔｈｅ ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｏ ｐｔ ｉ ｍｕ ｍ ａ ｓ ｐ ｈａ ｌ ｔ ａ ｇｇ ｒ ｅ ｇ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ＯＧＦＣ ｍｉ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
图１ 日本 Ｏ ＧＦ Ｃ混 合 料 配合 比设 计 流 程
试验等 ） ， 确定最 终配合 比… 。Ｏ Ｇ Ｆ Ｃ混合料配合 比设 计流程
马歇尔试验
马歇尔稳定度试验全称“沥青混合料马歇尔稳定度及浸水马歇尔试验”过程马歇尔试验是确定沥青混合料油石比的试验。
其试验过程是对标准击实的试件在规定的温度和湿度等条件下受压，测定沥青混合料的稳定度和流值等指标，经一系列计算后，分别绘制出油石比与稳定度、流值、密度、空隙率、饱和度的关系曲线，最后确定出沥青混合料的最佳油石比。
试验目的以进行沥青混合料的配合比设计或沥青路面施工质量检验。
浸水马歇尔稳定试验供检验沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力时使用，通过测试其水稳定性检验配合比设计的可行性。
仪器设备沥青混合料马歇尔试验仪、恒温水槽等。
试验步骤1、准备工作(1) 按标准击实法成型马歇尔试件，其尺寸应符合规范规定，一组试件的数量最少不得少于4个。
(2) 量测试件的直径及高度。
(3) 按规范规定的方法测定试件的密度、计算有关物理指标。
(4) 将恒温水槽调节至要求的试验温度。
(一) 标准马歇尔试验方法1、将试件置于已达规定温度的恒温水槽中保温。
2、将马歇尔试验仪的上下压头放入水槽或烘箱中达到同样温度。
3、当采用自动马歇尔试验仪时，连接好接线。
4、启动加载设备，使试件承受荷载，加载速度为50±5mm/min。
5、记录或打印试件的稳定度和流值。
(二) 浸水马歇尔试验方法：与标准马歇尔试验方法的不同之处在于，试件在已达规定温度恒温水槽中的保温时间为48h，其余均与标准马歇尔试验方法相同。
注意事项1、如标准马歇尔试件高度不符合63.5mm±1.3mm的要求或两侧高度差大于2mm时，此试件应作废。
2、从恒温水槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不得超过30s。
3、当一组测定值中某个测定值与平均值之差大于标准差的k倍时，该测定值应予舍弃，并以其余测定值的平均值作为试验结果。
当试件数目n为3、4、5、6个时，k值分别为1.15、1.46、1.67、1.82。
进行马歇尔试验，测得稳定度为8.2KN、8.5KN、9.6KN、14.0KN，这个标准差S是怎么计算的？？excel里面，输入stdev（8.2，8.5，9.6，14.0）即可马歇尔电动击实仪操作方法a.每次击实前应将击实压头，试模内壁及试模底座涂刷机油。
沥青混合料最佳油石比确定方法的实践应用
再根 据 《 公路沥青路 面施 工技术规范 》中有关公式 ， 计算 言 ｈ ｜ 沥青混凝土以其舒适 的行 车性能被公路工程广泛采用 ， 在 有效沥青含量 Ｐ 或油石 比 Ｐ 沥青混凝土路面施工 中沥青混合料 的配合 比设计尤为重要 ， 而 尸 －ｒ－ｂ（ × × ｂ ０ （ ｒｌ ， ） ０ ｒ×１０ （） １ ＝２６ ６ １ ３ ２ ９ ２６ ５ ×１ ３ （． － ． ７， ． ６× ． ） ． ７×１０ ２ ． ９ ０ ） ６ （ ４ ０ ０ ＝ ４１ ３ 在沥青 混合 料配合 比设计 中最佳油石 比的确定 又是一项非 常 尸 ＝ Ａ×ｒ×Ｓ ／０ ６ ． ７× ．１１＝ ．９ Ｄ ｂ Ａ １＝ ×１ ３ ５６ ／０ ３ １ ０ ４ （） ２ 重要的任务 。 本文结合芜湖某高速公路 Ａ ～０ Ｃ ２ 型沥青混合料配 Ｒ＝ × １ ０ ＝ ×０９ ／０ ＋Ｒ ＝ ．２ ０＋ ．６ １ ０ ３７ ３ 合 比设计 ， 分别应 用马歇尔试验方法 、 沥青膜厚 度与 比表 面积 只 ：Ｐ （０ 一Ｐ）３８７ ｄ１０ ｈ ． ＝ ６ 计算法 、 已建工程经验数据法 确定沥青混合料 的最佳油石 比。 注 ：） （式中有关代号 《 １ 公路沥青路 面施工技术规范》 已明确 ； １ 马歇 尔试 验方 法确定 最佳 油石 比 ２ 式 如 Ｃ ０型沥青混合料可取 马歇尔试验是现 行规范规定 的确定 沥青混合料 最佳油石 （） 中 可根据油石 比近似取值 ， Ａ ２ ． ６ 比的方法 ， 实法成 型的试件 的密度 、 对击 稳定度 、 隙率 、 和 空 饱 值 Ｏ９ 。
油石比计算案例
油石比计算案例油石比是指油料与石料的比例关系，是在沥青混凝土（沥青石料）中沥青和石料的质量比。
油石比的大小直接影响到沥青混凝土的质量和性能。
下面我们来列举一些油石比计算的实际案例。
1. 某项目需要在道路上铺设一层厚度为5厘米的沥青混凝土，要求其抗压强度达到3500牛顿/平方毫米。
根据实验数据，我们得知该地区的石料平均密度为2.7吨/立方米，而沥青的密度为1.0吨/立方米。
那么，我们可以通过计算油石比来确定所需的沥青和石料的比例。
2. 某工程需要使用C30级的沥青混凝土，要求其抗压强度为30MPa。
通过实验数据得知，该地区的石料平均密度为2.6吨/立方米，而沥青的密度为1.1吨/立方米。
为了确定油石比，我们需要计算出所需的沥青和石料的比例。
3. 某施工项目需要在道路上施工一层厚度为8厘米的沥青混凝土，要求其抗压强度为4000牛顿/平方毫米。
通过实验数据得知，该地区的石料平均密度为2.8吨/立方米，而沥青的密度为1.2吨/立方米。
为了确定油石比，我们需要计算出所需的沥青和石料的比例。
4. 某工程需要使用C25级的沥青混凝土，要求其抗压强度为25MPa。
通过实验数据得知，该地区的石料平均密度为2.5吨/立方米，而沥青的密度为1.3吨/立方米。
为了确定油石比，我们需要计算出所需的沥青和石料的比例。
5. 某项目需要在机场跑道上铺设一层厚度为10厘米的沥青混凝土，要求其抗压强度达到4500牛顿/平方毫米。
通过实验数据得知，该地区的石料平均密度为2.9吨/立方米，而沥青的密度为1.4吨/立方米。
为了确定油石比，我们需要计算出所需的沥青和石料的比例。
6. 某施工项目需要使用C35级的沥青混凝土，要求其抗压强度为35MPa。
通过实验数据得知，该地区的石料平均密度为2.4吨/立方米，而沥青的密度为1.5吨/立方米。
为了确定油石比，我们需要计算出所需的沥青和石料的比例。
7. 某工程需要在高速公路上施工一层厚度为6厘米的沥青混凝土，要求其抗压强度为3800牛顿/平方毫米。
jtge42-2005
开级配沥青混合料：级配主要由粗集料组成，细集料及填料很少。
典型代表是排水式沥青磨耗层混合料（OGFC）。
开级配沥青混合料是矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细集料和填料较少，矿料相互分开，压实后空隙率大于18%的开式沥青混合料。
开级配沥青混合料路用性能：概述公路交通噪声已经成为环境噪声污染的主要来源之一，有关交通噪声的控制问题越来越引起人们的注重。
为解决这些问题，降低交通噪声日益严重的现状，北京近年来沥青混凝土路面使用大量橡胶沥青代替普通沥青和SBS改性沥青，橡胶沥青可以增强对集料颗粒的裹覆能力、利用橡胶自身特有的弹性和吸音特性，达到降低路面噪声的目的。
橡胶沥青混合料类型多采用ARAC－10ARAC－13以及ARSMA－13等，但由于它们空隙率小，降噪效果不够理想。
因此，本文根据橡胶沥青开级配沥青混合料（AROGFC－10）的空隙率大等体积特性采用室内马歇尔成型制件，开级配排水式磨耗层混合料矿料级配范围进行橡胶沥青开级配沥青混合料配合比设计，从而验证其路用性能及降噪效果，综合分析橡胶沥青开级配沥青混合料的性能优缺点。
1 原材料试验及最佳油石比的确定1．1 原材料试验1．1．1 橡胶沥青试验研究的橡胶沥青选取80目橡胶粉，80目橡胶粉用量为道路石油沥青（70号A级）沥青质量的21%外掺湿拌法使用。
1．1．2 集料试验中粗集料选取10～15mm及5～10mm的玄武岩；细集料采用石灰岩制的机制砂；矿粉采用石灰岩矿粉。
按照《公路工程集料试验规程》（JTGE42－2005）要求进行集料各项试验。
可知矿料各项指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》的相关要求。
1．2 级配设计根据橡胶沥青混合料中橡胶沥青的特性，采用马歇尔成型试件设计方法对AROGFC－10级配类型的橡胶沥青混合料进行配合比设计，确定各个环节的控制温度：橡胶沥青加热温度为180 ～190 ，不宜超过200 ；集料加热温度为190 ～200 。
1．3 最佳油石比的确定确定橡胶沥青开级配沥青混合料最佳油石比时，按照设计级配和不同油石比制件，通过对混合料马歇尔试件测得毛体积相对密度和最大理论相对密度计算空隙率。
沥青混合料空隙率的选定及最佳油石比快速确定法的应用
沥青混合料空隙率的选定及最佳油石比快速确定法的应用摘要：该文论述了沥青混合料设计空隙率为何要选定为4%，并对我国沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)中有关设计空隙率VV和最小矿料间隙率VMA规定进行了讨论，最后对《华东公路》“HMA和SMA最佳油石比快速确定法”进行工程实例论证。
关键词:空隙率、矿料间隙率、最佳油石比快速确定。
1 设计空隙率VV空隙率VV决定于沥青混合料的最大理论相对密度rt和沥青混合料试件的毛体积相对密度rf，即VV=(1-rf/rt)*100%最大理论相对密度应用抽真空法测定，而试件的毛体积相对密度应用表干法测定，才能得出正确的结果。
那么在沥青混凝土路面设计中应采用多大的空隙率作为设计空隙率呢？一直到1994年，美国沥青路面协会(NAPA)的马歇尔设计标准，在不同交通量采用不同击实次数基础上，设计空隙率VV都是统一规定为3-5%，并以4%为基准。
他们推荐的选择最佳沥青含量最通用的方法是：首先根据VV=4%确定沥青含量，然后按此沥青含量比较稳定度、流值、饱和度、如所有数据都在标准范围内，则以VV=4%时的沥青含量即为最佳沥青含量。
如某些数据在标准范围以外，则混合料须重新设计。
另一种方法是AI提出的，即以最大稳定度、最大密度、与空隙率为4%的沥青含量平均值作为最佳含量。
当某些混合料的密度与稳定度不出现最大值时，也只有设计空隙率为4%作为确定最佳沥青含量的标准了。
可见马歇尔设计法确定最佳沥青含量，本来不像我国规范这么复杂。
鉴于空隙率VV每相差1%，沥青含量约相差0.4%，那么VV=3-5%范围值，沥青含量约有0.8%变化，因此以VV的范围值定沥青含量还谈不上最佳。
既然马歇尔设计法本来就是以VV=4%为基准，所以Superpave设计法就明确规定设计空隙率为4%，而不用范围值。
设计空隙率VV=4%，也不是Superpave法的首创，这实际是前人大量实践的共识。
它是依据以下各点得到的。
沥青混合料沥青的含量测试方法油石比
5．报告 同一试样至少平行试验两次，其差值不大于0.3%时，取其平均值作为试验结果。
（四）脂肪抽提器法方法适用于热拌热铺沥青混合料路面施工查时检测沥青混合料的沥青用量。
1）准备工作：（1）在拌和厂或施工现场采取沥青混合料试样，放在金属盘中适当拌和，待温度稍下降至100℃以下时，取混合料试样质量200g左右（m），准确至0.1g。 （2）如果试样是路上用钻机法或切割法取得的，应待其干燥，置微波炉或烘箱中适当加热后成松散状态取样，但不得用锤击以防集料破碎。 （3）安装滤纸筒于脂肪抽提器中，如无滤纸筒时，可用大张滤纸裁成约180mm x 400mm大小，然后将其卷成直径约40mm、长140mm的纸筒。注意，卷纸时应一边卷一边将底边招好，卷好后用线将纸筒上口系牢。用一块脱脂棉花垫在筒底，将已称重的沥青混合料装人滤纸筒内，上面再盖一层脱脂棉，滤纸筒内的棉花均应称量（mp），至0.01g。
2）试验步骤（1）向装有试样的烧杯中注入三氯乙烯溶剂，将其浸没，记录溶剂角量浸泡30min，用玻璃棒适当搅动混合料，使沥青充分溶解。注：也可直接在离心分离器中浸泡。（2）将混合料及溶液倒人离心分离器，用少量溶剂将烧杯及玻璃棒上的粘附物全部洗入分离容器中。（3）称取洁净的圆环形滤纸质量，准确至0.01g。注意，滤纸不宜多次反复使用，有破损者不能使用，有石粉粘附时应用毛刷清除干净。（4）将滤纸垫在分离器边缘上，加益紧固。在分离器出口处放上回收瓶，上口应注意密封，防止流出液成雾状散失。（5）开动离心机，转速逐渐增至3000r／min，沥青溶液通过排出口注人回收瓶中，待流出停止后停机。（6）从上盖的孔中加入新溶剂，数量相同。稍停3-5min后，重复上述操作，如此数次直至流出的抽提液成清彻的淡黄色为止。（7）卸下上盖，取下圆环形滤纸，在通风橱或室内空气中蒸发后放人105℃±5℃的烘箱中干燥，称取质量，其增重部分（m2）为矿粉的一部分。③将容器中的集料仔细取出，在通凤橱或室内空气中蒸发后放人：105℃±5℃的烘箱中烘干（一般需4h），然后放人大干燥器中冷却至室温，称取集料质量（m1）。（9）用压力过滤器过滤回收瓶中的沥青溶液，由滤纸的增重购得出泄漏入滤液中矿粉。如元压力过滤器时，也可用燃烧法测定。（10）用燃烧法测定抽提液中矿粉质量的步骤如下：①将回收瓶中的抽提液倒人量筒中，准确定量至（Va）mL。②充分搅匀抽提液，取出10mL（Vb）放人增蜗中，在热浴上适当加热使溶液试样变成暗黑色后，置高温炉[（500-600）℃]中烧成残渣，取出坩埚冷却。③向坩埚中按每1g残渣5mL的用量比例，注入碳酸铵饱和溶液，静置lh后放人105℃±5℃炉箱中干燥。④取出后放在干燥器中冷却，称取残渣质量（m4）。计算沥青混合料中矿料的总质量。计算沥青混合料中的沥青含量和油石比
AC-13 生产配比设计
沥青混合料生产配合比设计一、设计依据(1)《公路沥青路面设计技术规范》(JTG D50—2006)；(2)《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)；(3)《公路工程集料试验规程》(JTGE42—2005)；(4)《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)；(5)《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2004)。
根据目标配合比选定最佳油石比5.0%，取4.7%，5.0%和5.3% 3个油石比进行马歇尔试验和试拌，通过室内试验及从拌和机取样试验综合确定生产配合比的最佳沥青用量。
二、生产配合比设计2.1.1集料筛分及矿料组成设计按照目标配合比各材料比例，通过调节各冷料仓进料速度与适宜的筛孔尺寸和安装角度，使各热料仓的供料大体平衡。
对各热料仓取料进行的集料筛分、合成级配情况见表2.1-1。
附注：根据设计要求，在使用中掺加0.3%的抗剥落剂2.1.2确定热料仓矿料合成密度2.1.3最佳油石比的确定根据目标配合比选定最佳油石比5.0%，取4.7%、5.0%、5.3%三个油石比进行马歇尔试验。
混合料马歇尔试验数据见表2.1-3、试验数据点组成曲线见图2.1-4。
3.1水稳定性检验1，2，成型方法：3，加载速率：50mm/min4，试件尺寸：直径101.6mm，高63.5mm 马歇尔击实法该沥青混合料水稳性符合设计要求三、沥青混合料的性能检验按AC-13C最佳油石比OAC 5.0%制作马歇尔试件进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。
试验数据见表3.1-1，3.1-2。
按最大毛体积密度对应的油石比5.1％、最大稳定度对应的油石比4.9％、空隙率中值对应的油石比4.9％、和规定沥青饱和度中值对应的油石比5.1％、确定的最佳油石比：OAC1=4.9％。
按各项技术指标全部合格范围对应的油石比下限4.8％和上限5.3％确定的最佳油石比：OAC2=5.0％。
综合确定的最佳油石比： OAC=5.0％（沥青含量=4.76％）。
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4.5 50 50 50 50 50 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 60 60 60 60 60 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 70 70 70 70 70 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1
4.8
2.491 2.487
4.6
4.9
5.2 油石比
5.5
5.8
4.3
4.6
4.9
5.2 油石比
5.5
5.8
80 75 70 65 60 55 50 45
5.8 5.4 5 4.6 4.2 3.8 3.4 3
饱和度
空隙率
4.3
4.6
4.9 5.2 油石比
5.5
5.8
4.3
4.6
4.9
5.2 油石比
5.5
5.8
17 16.6 16.2 15.8 15.4 15
饱和度(%) 稳定度(N) 63.6 18.7 68.6 73.6 74.8 77.2 19.7 20.4 20.0 18.8
流值 (0.1mm) 24.9 27.5 32.4 36.1 38.3
2.503
2.498 密度
20 稳定度 19 18
17
2.493 2.488 2.483 2.478
4.3
实测密度 (g/cm3) 2.481 2.491 2.500 2.491 2.487 理论密度 (g/cm3) 2.631 2.619 2.607 2.596 2.584
4.5 4.8 5.1 5.4 5.7
空隙率% 5.7 4.9 4.1 4.0 3.8
矿料间隙 率% 15.7 15.6 15.5 16.0 16.4
太佳高速公路（吕梁段）
试表-115 沥青混合料最佳沥青用量记录
施工单位：辽宁路桥建设有限公司 监理单位：甘肃华顺交通科技咨询有限公司 沥青混合料类型 AC-13改性沥青混合料
沥青用量% 4.31 4.58 4.86 5.13 5.40
21
结构部位
合 同 号：TJLLD-LMS05 试验编号：PLQ-SMCAC-13 上面层
密度 空隙率 年 稳定度
流值
OACmin
月 日
VMA 密度 空隙率 稳定度 流值 VMA VFA 10 10 10 10 10 20 20 20 20 20 30 30 30 30 30 70 60 50 40 30 20 10 40 40 40 40 40 0 10 20 30 40 50 60 70 VFA
OACmin
a1=5.1 OAC1 a3=5.1 OAC1 aACmax
a4=5.1 OAC1
OAC1 OAC1 5.1
4.8
5.4
5.7
50 45
间隙率
4.3
4.6
4.9 5.2 油石比
5.5
5.8
流值
40 35 30 25 20 4.3 4.6 4.9 5.2 油石比 5.5 5.8
a1=4.86 a2=4.86 a3=4.86 a4=4.86 OAC1=4.86 OACmin=4.58 OACmax=5.13 OAC=4.86 试验 计算 复核