三种沥青混合料设计方法的比较

Ｓ ｐ ｒａ ｅ体 积设 计法 的主 要步骤 是 ： ｕ ｅｐ ｖ
也 有 大量 应 用 。根据 目前 的应 用情 况 ，这 三种 方 法都 可 以设计 出质 量优 良的沥 青 混合 料 。 正确 掌 握 不 同 方法 的特 点 ，是 设 计 优 良沥 青 混 合 料 的前
提 。 笔 者结 合 有 关 资 料 与 自己的 工程 实践 ，从 设 备 与成 型 方 法 、体 积 指 标 的作 用等 方面 综合 分析 比较 了这三 种 方法 的优缺 点。
缺 陷。 根据 目前 有 关规 范 ，击 实 成 型 的次 数 与 路 面
但 是 ，Ｓ ｐ ｒａ ｅ提 出 的性 能 预 测 方法 并 不 ｕ ｅｐ ｖ
成熟。
１ ３ Ｇ Ｍ设计 法 ． Ｔ Ｇ Ｍ 是 美 国工 程 兵于 上 世 纪 ６ Ｔ ０年 代 为 解决 空 军 重 型轰 炸机 机 场 跑道 的设 计 而研 究 发 明 的。
量 ，依据 交通 量 与路面 结构确 定旋 转压 实 次数 ；
４） 定合 适 的级配 。按 初试 沥青 用量 与选定 确 的设计 压 实次 数成 型试 件 ，测 试 各 级配 试 件体 积
参 数 ，将 具 有合 适 的体积 特 性 以及压 实性 能 的级
配定 为 设计级 配 。压 实次数 由交通 量决 定 ； ５） 定设计 级 配 的最 佳沥 青用 量 ｉ 确 ６） 设计 验 证试 验。确 定 设计 级配 与最佳 沥青 用 量在 最 大 、最 小 压 实 次数 时 的压 实度 以及水 敏 感性 是 否符合 Ｓ ｐ ｒａ ｅ要 求 。 ｕ ｅｐｖ
等 级有 关 【，其关 系是经验 性 的。 ． 】
２） ｕ ｅｐ ｖ 计法 采用旋 转压 实仪 （ Ｇ Ｓ ｐ ｒａ ｅ设 Ｓ Ｃ） 成 型 试件 。 与 击 实法 相 比 ，旋 转压 实 法 能 更好 模 拟路 面压 路机 和 车辆 轮 胎 对沥 青 混合 料 的作 用 ， 旋 转 压 实 法成 型 的试 件 内部 结 构 与 路面 实 际 更加
对应 的毛体 积相 对密度 为施 工控 制 的标 准密 度 。
６ 对 设计 的沥 青 混合 料 进行 高 低 温性 能 及 水 ）
稳定 性能 等检验 。 验 方法与 马歇尔 设计 法相 同 ， 试 但具 体指 标 可能会 有所 变化 。
值 。混合 料使 用层位 不 同 ， 设计 压 力也可 以不 同。
协调 的 ，导致 设计 看似 容 易 ，其 实有相 当难度 。 Ｇ Ｍ 设计 法依 据 ＧＳ 、Ｇ Ｆ确定 最 佳沥 青用 Ｔ Ｉ Ｓ 量 ，故 在 确 定最 佳 沥青 用 量 时 ，体 积 指 标 已退至
次要 地位 ，但 是 这并 不 意 味着 体 积指 标 在 整 个 混 合 料设计 中不重 要 了。 由于 沥青 混合料 水稳 定性 、 耐 久 性 与 体 积 指 标 有 关 ，因 此 体 积 指 标 可 以在 Ｇ Ｍ 设计 的沥青 混合 料 的水 稳定 性 、 疲 劳性能 、 Ｔ 抗
相 对 密 度 的 关 系 曲 线 ，确 定 初 步 用 油 量 范 围
（ Ｉ １０ ， ＧＳ ＧＳ ≤ ．５ 且 Ｆ《 １３ 及 相 应 的 毛 体 积 密 ．）
度， 计算 混合 料体积 指标 ：
‘
５ 综 合 考 虑 气候 特 征 、渠 化 交通 情 况 及其 他 ） 因素确 定 油 石 比范 围 ， 并取 其 中值 为最 佳油 石 比 ，
Ｋ ｗ ｄｓ： ｒ ｄ ｎｇｎｅ ｒｎｇ； ａｐｈ ｌ ｍ ｉ ｕｒ ｅｙ ｏｒ ｏａ ｅ ｉ ｅ ｉ ｓ ａｔ ｘｔ ｅ； ｍ ｉ ｕ ｒ ｓｇ ｘｔ ｅｄｅｉ ｎ 。
中图分类号 ：Ｕ４ ６ １． ２文献标识码 ：Ｂ文章编号 ：１ ０ — ９５（ ０ ２０ — ０ ５ ０ ０ ３ ８ ６ ２ １）３ ０ ６ — ３
１） 备 阶段 ：选择 合适 的材 料 ； 准 ２） 定集 料 的密度 参数 与级 配 ，并 设计 矿料 测
合成 级 配 ，一 般选 三条 级配 线 ；
３） 设计 空 隙率定 为 ４ ，确定 初试 沥 青用 将 ％
１三种设计 方法 的一般步骤
１ １马歇 尔设计 法 … ． 马歇 尔 设 计 法是 我 国 的规 范设 计 方法 ，也 是
沥青 混 合 料 的设 计 对 混 合 料质 量 具 有 关键 影 响。 目前 国 内具 有代 表 性 的沥 青 混合 料 设计 方法 有 马歇 尔 法 （ ｒｈ ｌ 、 美 国 公路 战 略研 究 计 划 Ｍａｓ ａ１ ） （ ＨＲ ） ｕ ｅ ｐ ｖ Ｓ Ｐ Ｓ ｐ ｒａ ｅ设计 法 、美 国工程 兵 团旋 转压 实 仪 Ｇ Ｍ（ ｙａｏ ｙＴ ｓｉ ｃ ｉｅ Ｔ Ｇ ｒｔ ｒ ｅ ｔ ｇ Ｍａ ｈｎ ）设计 法 。 ｎ 其 中 ，马歇 尔 设 计 法是 我 国应 用最 多 的一 种设 计 方 法 。Ｓ ｐ ｒａ ｅ设 计 法 与 Ｇ Ｍ 设 计 法 在 国 内 ｕ ｅｐ ｖ Ｔ
综 述
三种沥青混合料设 计方法的 比较
Ｃｏ ａ ｉｏ ｒ ｅｋｉ ｓｏ ｓ ａ ｔ ｘ ｕ ｅ ｄ ｓｇ ｍ ｅｈ ｄ ｍｐ ｒｓ ｎ ｏｆｔ ｅ ｎｄ ｆａ ｐｈ ｌ ｍｉ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｏ ｈ
廖福 安 （ 东省 惠 州市博 罗公 路管理 局 ，广 东 惠 州 ５ ０ ） 广 １０ ０ ６
般 ，Ｓ Ｃ成 型 试 件 时 都 采 用 ０６ Ｇ ．ＭＰ垂 直
压 强 ，机器 角固定 为 １２ ．５度 ， 型过程 中不变 化。 成 Ｓ ＧＣ旋 转压 实 次数 根 据 交 通 量 大 小 分 档 “ ，需 要在 设计 前确 定 ，具 有相 当 大的经验 成 分。 ３） Ｔ 设 计 法 与 Ｓ ｐ ｒａ ｅ设计 法具 有 重 Ｇ Ｍ ｕ ｅｐｖ 大 的差 别 ，两 者 的差 异 也反 映 了这 二种 方 法 的设 计 理念 是不 同 的。 Ｇ Ｍ 设计 时 采 用 的垂 直 压 强 为根 据 路 面 车 Ｔ 辆 接触 压 强测 试 并 结合 路 面 力学 计 算 得 到 的一 个
世界各 国使用最 多的设计 方法。我国 《 公路沥青 路 面 施工 技术 规范 》（ Ｇ Ｆ ０ ２ ０ ） 有 比较 详 Ｊ ４ — ０４ 中 Ｔ
细 的规 定 。其一 般步 骤是 ：
选 择 材 料一 设计 级 配一 成 型试 件一 测试 体 积 指 标 与 马歇 尔稳 定 度 、流 值＿ 选 择 最 佳 沥 青用 量 ÷
Ｇ Ｍ 在工 作 中 的机 器 角是 不固定 的 ，采 用油压 滚 Ｔ
轴 时 ，初 始机器 角一 般设定 为 ０８ ，这 一角度 仍 ．。 为经验值 ， 在试 件压 实过程 中 ， 机器 角会 不 断变化 ， 这一 变化 与混合 料在压 实过程 中的变化 相关 。 Ｇ Ｍ 设 计 混合料 时 ，通常 采用 平衡 状态 法成 Ｔ 型试 件。即成 型 时 ，不管 对任何 材料 、任 何 级配 、 任何 温度 ，一直 要压 实到 平 衡状 态 密 度 ，亦 即不
一
目前 国 内部 分高 速公 路沥 青 混合料 已经 采用 Ｇ Ｍ Ｔ
法进 行 设计 。
Ｇ Ｍ 设计 法确 定 沥青 混合 料沥 青用量 的步骤 Ｔ
如下 ：
致 。
Ｓ ｐ ｒａ ｅ设计 法在 选 择 压 实 机 的 时 候 有 一 ｕ ｅｐｖ
１ 确 定 设计 压 强 。根据 相 似 交通调 查 预 测 拟 ） 建 公路 汽 车 轮胎 对 路 面 的最 大 接触 压 强 ，根据 路
摘 要 ：比较 了马歇 尔设计法、Ｓｐ ｒａｅ设计法、Ｇ Ｍ 设计法的特点。Ｇ Ｍ 设计法更为合理的成型方式 ，使 之成为 ｕ ｅｐｖ Ｔ Ｔ
一
种值得推广的设计方法。
关键词 ：道路工程 ；沥青混合料 ；混合料设 计
Ａ ｔｒ ｔ： Ｔｈｅ ｃ ｒｃ ｅｉｔｃ ｆＭ ａ ｓ ｌ ｄｅｉ ｎ ｍ ｅｈｏｄ Ｓ ｐｅｐａ ｅ ｄｅｉ ｅｈｏｄ ＧＴＭ ｅｉ ｅｈｏｄ ｗ ｅ ｅ ｃ ｍ ｐａｅ Ｔｈｅ ｂｓ ａｃ ｈａ ａ ｔｒｓｉｓｏ ｒｈａｌ ｓｇ ｔ ， ｕ ｒ ｖ ｓｇ ｍ ｔ ｎ ， ｄ ｓｇ ｍ ｔ ｎ ｒ ｏ ｒ ｄ． Ｍ ｏｌｉ ｇ ｍ ｅ ｈ ｆＧＴＭ ｓｍ ｏｒ ｅ ｓ ｎａ ｅｓ ｓａｗ ｏｒｈｙ ｄ ｓｇ ｍ ｅｈｏｄ ｄ ｎ ｔ ｏｄ ｏ ｉ ｅｒ ａ ｏ ｂｌ，ｏ ｉ ｔ ｅ ｉｎ ｔ ．
潜在前提 ， 即材料特性参数不是来源于压实机械 ， 这 样 Ｓ ｐ ｒａ ｅ的旋 转 压 实 仪 （ Ｇ ） 成 了一 ｕ ｅｐ ｖ ＳＣ 就 款纯试件成型机械 ，没有考虑测试诸如材料抗剪
强度 等参 数 ，Ｓ ＧＣ不能 提供 判定 路 面 是否 稳 定 的 所必 需的应 力应 变特征 。
Ｉ ｌ ｌ
Ⅲ
轻交通量 ， 交通量≤ １ ６ Ｏ 选择材料、按体积设计 中 等 交通 量 ，Ｏ １ ６≤交 通 量 水平 １ ＋性能预测试验
≤ １ Ｏ７
水平 １ ＋扩 大 的 性 能预 测
重交通量 ， 交通 量 ＞１ ７ ０
试验
过增 加 击 实 次数 一定 程 度 上弥 补 这 一缺 点 ，但 因 为 击 实易 导致 试 件 骨料 破碎 ，无 法消 除 这 一 先 天
能再 被压 实 的状 态 。 Ｇ Ｍ 试件 成型 过程 中 ，可 以测试 出材 料在 压 Ｔ
２ 三种设计方法的 比较分析 ．
２ １成 型方 式比较 ． １）马歇 尔设计 法 的击 实成 型法是 基于一 定 的 击 实功 条 件 下 ，对 试件 垂 直 击 实成 型 。这 种 方 式 的优 点 之一 是 试验 设 备 非 常简 单。 但 是 击 实成 型
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综 述
实 过程 中不 同阶段 的 力学 性质 （ 抗 剪 强度 ）， 如
提供 判定 路面 是否 稳定所 必 需 的应 力应 变特征 。 ４）上 述 三 种 设计 方 法 在 成 型试 件 时 ，成 型 功 都 与 路 面 状 况 建 立 了 某 种 联 系 ，马 歇 尔 法 与