沥青混合料最大理论密度计算法
(完整版)沥青混合料理论最大相对密度试验真空法
沥青混合料理论最大相对密度试验真空法1、目的与适用范围1.1本方法适用于真空法测定沥青混合料理论最大相对密度，供沥青混合料配合比设计、路况调查或路面施工质量管理计算空隙率、压实度等使用。
1.2本方法不适用于吸水率大于3%的多孔性集料的沥青混合料。
2、仪具与材料2.1天平：称量10kg以上，感量不大于0.5kg；称量5kg以上，感量不大于0.1g；称量2kg以下，感量不大于0.05g。
2.2负压容器：根据试样数量选用表1中的A、B、C任何一种类型。
负压容器口带橡皮塞，上接橡胶管，管口下方有滤网，防止细料部分吸入胶管。
负压容器类型2.3真空负压装置：由真空泵及水银压力计（或真空表）组成，真空泵能使负压容器内造成4kPa（30mmHg）负压。
2.4恒温水槽：水温控制25℃±0.5℃。
2.5温度计：分度为0.5℃。
2.6其它：玻璃板等。
3、方法与步骤3.1准备工作3.1.1按本规程T0701沥青混合料取样方法或从沥青路面上采取（或钻取）沥青混合料试样。
试样数量不少于如下规定数量：沥青混合料中集料公称最大粒径（mm）最少试样数量(g)37.5 400026.5 250019.0 200013.2、16.0 15009.5 10004.75 5003.1.2将沥青混合料团块仔细分散，粗集料不破碎，细集料团块分散到小于6.4mm。
若混合料坚硬时可用烘箱适当加热后打散，一般加热温度不超过60℃，分散试样应用手掰开，不得用锤打碎，防止集料破碎。
当试样是从路上采取的非干燥混合料时，应用电风扇吹干至恒重后再操作。
3.1.3负压容器标定方法将B、C类负压容器装满25℃±0.5℃的水（上面用玻璃板盖住保持完全充满水），正确称取负压容器与水的总质量mb。
3.1.4采用A类容器时，将容器全部浸入25℃±0.5℃的恒温水槽中，称取容器的水中质量(mi)。
3.1.5将负压容器干燥，编号称取其质量。
3.2试验步骤3.2.1将沥青混合料试样装入干燥的负压容器中，称容器及沥青混合料总质量，得到试样的净质量mn，试样质量应不小于上述规定的最小数值。
最大理论相对密度计算方法
沥青混合料理论最大相对密度计算方法①计算矿料混合料的合成毛体积相对密度γsbγsb =nn P P P γγγ...1002211++ 1P 、2P …、n P -------各种矿料成分的配比，其和为100；1γ、2γ…、n γ---------各种矿料相应的毛体积相对密度，2.36mm 以上集料按T0304方法测定，2.36mm 以下集料按T0330方法测定，矿粉以表观相对密度替代。
②计算矿料混合料的合成表观相对密度γsaγsa =nn P P P γγγ...1002211++ 1P 、2P …、n P -------各种矿料成分的配比，其和为100；1γ、2γ…、n γ---------各种矿料相应的表观相对相对密度。
③而在我国现行的《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F ——2004）也有规定，它对改性沥青及SMA 等难以分散的混合料，沿用了上面经验公式并对式中的经验常数C 更改为合成矿料的沥青吸收系数，这应该是对系数的最好定义，并给出了计算公式：C=0.033ωx 2-0.2936ωx +0.9339ωx =(sb γ1–sa γ1)×100式中： C ——合成矿料的沥青吸收系数；γsb ——矿料的合成毛体积相对密度；γsa ——矿料的合成表观相对密度；ωx ——矿料的合成吸水率。
沥青吸收系数的公式是我国学者经过试验研究，当C 值采用0.8时，吸水率为0.482；当C 值采用0.6时，吸水率为1.338；当C 值采用0.5时，吸水率为1.871。
在四川地区，对于石灰石，其吸水率在0.5左右，C 值取0.8有其合理性，而对某些地区，在沥青配合比设计时，直接取集料的表观密度和毛体积密度的中值计算理论最大相对密度，即C 值取0.5，这并不适合四川地区，建议最好通过吸水率计算所得的C 值作为确定理论最大相对密度的依据。
④采用集料有效相对密度计算混合料的理论最大相对密度，并给出了有效密度的经验公式：γse =C×γsa +（1-C ）×γsb式中：γse ——合成矿料有效相对密度；C ——经验常数，通常采用0.8,吸水性集料时采用0.5或者0.6；γsb ——矿料的合成毛体积相对密度；γsa ——矿料的合成表观相对密度。
沥青混合料毛体积密度的测定(蜡封法)最大理论密度试验方法与步骤
沥青混合料毛体积密度的测定(蜡封法)最大理论密度试验方法与步骤
(1)除去试件表面的浮粒，在适宜的天平或电子秤上(最大称量应不小于试件质量的1．25 倍，且不大于试件质量的5倍)称取干燥试件的空中质量(ma)，根据选择的天平的感量读数，准确至0.1g、0.5g或5g。
当为钻芯法取得的非干燥试件时，应用电风扇吹干12h以上至恒重
作为空中质量，但不得用烘干法。
(2)将试件置于冰箱中，在4—5℃条件下冷却不少于30min。
将石蜡熔化至其熔点以上5．5℃±0．5℃。
从冰箱中取出试件立即浸入石蜡液中，至全部表面被石蜡封住后迅速取出试件，在常温下放置30min，称取蜡封试件的空中质量(mp)。
(3)挂上网篮，浸入溢流水箱中，调节水位，将天平调平或复零。
将蜡封试件放入网篮浸水
约lmin，读取水中质量(mc)。
(4)用蜡封法测定时，石蜡对水的相对密度按下列步骤实测确定：
1)取一块铅或铁块之类的重物，称取空中质量(mg)；
2)分别测定重物的水中质量(m’g)和蜡封后在水中质量(m’d)；
3)待重物干燥后，按上述试件蜡封的步骤将重物蜡封后测定其空中质量(md)。
按公式计算石蜡对水的相对密度。
(5)如果试件在测定密度后还需要做其他试验时,为便于除去石蜡,可事先在干燥试件表面涂上薄层滑石粉,称取涂滑石粉的试件质量(ms),然后再蜡封测定.。
沥青混合料最佳沥青用量马歇尔稳定度试验
水中重法一、目的与适用范围本方法适用于进行沥青马歇尔试验和浸水马歇尔试验，通过两个试验的比较，以确定沥青混合料的最佳沥青用量。
浸水马歇尔试验与标准马歇尔试验不同之处在于，试件在已达规定温度恒温水槽中的保温时间为48h，其余均相同。
二、主要试验步骤1、用水中重法测出沥青混合料的密度、空隙率、沥青体积百分率、沥青饱和度、矿料间隙率等物理指标。
（1）、方法：称取干燥试件的空中质量（m a），置于网篮称取试件的水中质量（m w），取出试件擦去表面水称取试件的表干质量（m f）。
（2）、计算公式：表观相对密度γf=m a/(m a-m w)表观密度ρf=γf×ρwρw棗常温水的密度，g/cm3理论最大相对密度γt=100/(P'1/γ1+P'2/γ2+……+P'n/γn++Pb/γa)P'1……P'n棗各种矿料占沥青混合料总质量的百分率，％γ1……γn棗各种矿料对水的相对密度。
Pb棗沥青含量，％空隙率VV=(1-γf/γt)*100理论最大密度ρt=γt×ρw体积百分率VA＝Pb×γf/γ a矿料间隙率VMA＝VA+VV沥青饱和度VFA＝VA×100/(VA+VV)2、把恒温后的试件放在加载设备上。
3、当采用自动马歇尔试验仪时，把仪器的压力传感器、位移传感器与计算机正确连接，调整好程序；当采用压力环和流值计时，将流值计安装好，调整压力环。
4、启动加载设备。
当试验荷载达到最大值时，取下流值计，读取相应数据。
5、从恒温槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不得超过30s。
三、计算1、当采用自动马歇尔试验仪时，画出荷载变形曲线，最大荷载即为稳定度MS（kN）,荷载最大值至修正原点的变形作为流值FL（mm）。
2、当采用压力环和流值计时，根据压力环标定曲线，将压力环百分表的度数换算成荷载值，即为试样稳定度MS（kN），由流值计及位移传感器测定装置读取的试件垂直变形即为流值FL（mm）。
沥青混合料理论最大密度计算公式
沥青混合料空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率、
最大理论密度的计算公式
一、公式
1、沥青混合料空隙率=（1-试件毛体积密度/最大理论密度）*100%，单位%
2、沥青饱和度=（矿料间隙率-空隙率）/VMA*100%，单位%
3、矿料间隙率=[1-（试件毛体积密度/矿料合成毛体积密度）*（矿料质量百分比/100）]*100%，单位%
4、最大理论密度=100/[(100/矿料有效相对密度)+(沥青用量/沥青25℃的密度)]，单位g/mm3
二、计算方法
1、用A类容器时，沥青混合料的理论最大相对密度按式(1)计算。
γt=ma/(ma-(m1-m2)) 式中：γt－沥青混合料理论最大相对密度；Ma－干燥沥青混合料试样的空气中质量，g；m1－负压容器在25℃水中的质量，g；m2--负压容器与沥青混合料一起在25℃水中的质量，g；
2、采用B、C类容器作负压容器时，沥青混合料的最大相对密度按式(2)计算。
γτ=ma/（ma+mb-mc）式中：mb-装满25℃水的负压容器的总质量，g；mc-25℃时试样、水与负压容器的总质量，g；
3、沥青混合料25℃时的理论最大密度按式(3)计算。
ρτ=γτ×ρω式中：ρτ——沥青混合料的理论最大密度，g/cm3; ρω--25℃
时水的密度，0．9971g/cm3。
同一试样至少平行试验两次，取平均值作为试验结果，计算至小数点后三位。
沥青混料密度试验
第三节沥青混料密度试验一、沥青混合料密度和测定方法1.沥青混合料密度基本概念密度是在一定条件下测量的单位体积的质量，单位为t/m3或g/cm3，通常以ρ表示。
相对密度是所测定的各种密度与同温度下水的密度的比值，以γ表示，为无量纲。
对沥青这样的匀质材料，材料嫩不没有孔隙，测定的密度只有一种。
但对沥青混合料这样复合材料，由于材料状态及测定条件的不同，计算用体积所考虑的集料内部的空隙及集料与集料之间的间隙（空隙）情况不同，计算的密度也就不同，图7-2表示了几种典型情况。
图7-2 几种材料的典型组成情况a)矿粉； b)单颗粒碎石； c)集料混合料; d)沥青混合料各种不同密度的基本意义如下。
（1）真实密度：规定条件下，材料单位真实体积（不包括任何孔隙和空隙）的质量，也叫真密度。
（2）毛体积密度：规定条件，材料单位毛体积（包括材料实体、开口及闭口空隙）的质量。
当质量以干燥质量（烘干或空气干燥）为准时，称表毛体积密度，简称毛体积密度。
当质量以表干质量（饱和面干，包括开口孔隙中的水）为准时，称表干体积密度，也叫表干密度。
（3）表现密度：规定条件下，材料单位表现体积（包括材料实体、闭口孔隙，但不包括开口孔隙）的质量，也叫视密度。
沥青混合料的组成如图7-2d）所示，它包括6部分：①各种矿料的矿质集料（按磨成粉的无空隙状态考虑）；②沥青（都充填在集料之间的间隙中，只裹覆在矿料表面，假定不被集料吸收）;③集料自身的闭孔隙；④集料本身的开孔隙（在混合料中基本上已经被沥青封闭成闭孔隙）；⑤被沥青裹覆的矿料与矿料之间的空隙（包括开口的与闭口的）；⑥试件表面由于与试模接触得不到正常击实产生的表面凹陷。
沥青混合料试件的空中质量相当于所有矿料的烘干质量（集料是加热后拌和的），加上沥青质量，这个数是一定的。
之所以有各种不同的密度实际上是测所定的体积的含义不同而已。
沥青混合料体积各部分空隙或孔隙的比例将因矿料级配、沥青用量、压实程度而不同。
沥青混合料理论最大相对密度试验方法研究
3
2 试验部分
2.1 原材料
2.1.1 沥青 采用泸州中海油 AH-70＃沥青，其技术指标如表 1： 表 1 沥青技术指标测定结果 试验项目 针入度（25℃，100g，5s）/0.1mm 延度（15/5℃，5cm/min）/cm 软化点 TR&B/℃ 密度/g/cm3 2.1.2 石料和矿粉 集料采用新都碎石，填料采用都江堰矿粉，其密度如下表： 规范指标 AH-70 60-80 ≥100 ≥46 —— 66.5 >150 47.8 1.006 试验结果
0. 48 2
0.6
C值
0.4 0.2 0.0 0 0.5 1
1. 33 8
1.5
1. 87 1
2
2.5
3
3.5
4
4.5
合成矿料吸水率（%）
由此可知，当 C 值采用 0.8 时，吸水率为 0.482；当 C 值采用 0.6 时，吸水率为 1.338； 当 C 值采用 0.5 时，吸水率为 1.871。在四川地区，对于石灰石，其吸水率在 0.5 左右，C 值取 0.8 有其合理性，而对某些地区，在沥青配合比设计时，直接取集料的表观密度和毛 体积密度的中值计算理论最大相对密度，即 C 值取 0.5，这并不适合四川地区，建议最好 通过吸水率计算所得的 C 值作为确定理论最大相对密度的依据。 对非改性沥青混合料，宜以预估的最佳油石比拌和两组混合料，采用真空法实测最大 理论相对密度，取平均值。然后反算合成矿料的有效相对密度，公式如下： γse =
5
由表 3 可知， 真空实测法所得的理论最大相对密度平行试验的标准差小 （小于 0.001） ， 变异性也小（小于 0.004） ，由此可见，真空实测法所测理论最大相对密度的复现性好，其 结果理论上认为是准确的。这必须建立在严格按照规程试验，如混合料必须分散仔细。 由表 4 可知，有效相对密度法和真空法所得结果比较接近，而且在表观理论最大相对 密度和毛体积理论最大相对密度之间，由此可见，采用有效相对密度法所得理论最大相对 密度也能准确地反映混合料理论最大相对密度地真实性，也就是说，不管是非改性沥青还 是改性沥青，采用有效相对密度法计算理论最大相对密度是可行的。采用溶剂法所得结果 误差很大，有的结果甚至大于理论最大表观相对密度，说明采用溶剂法很难准确反映混合 料的真实情况，认为因素影响较大，这是由于混合料的沥青膜很容易遭到溶剂的破坏，试 验时不容易掌握，造成结果偏大，进行配合比设计时，用油量将偏高，容易造成泛油。我 们再来看看它们对配合比最佳油石比大小的影响，有效密度法和真空法所得结果接近 4.6%，比表观理论相对密度和溶剂法所得最佳油石比小 0.2%， 比毛体积理论最大相对密 度所得最佳油石比大 0.4%，由此可见，不同方法所得结果差距是相当大的，也就是说考虑 集料对沥青的吸收情况是非常有必要的。 综上可知，在设计沥青配合比时，可以根据真空法和有效密度计算法所得结果的一致 性来检验混合料理论最大相对密度的真实性。
沥青混合料最大理论密度记录(计算法)
热料仓 0~3mm
矿粉
水泥
矿料毛体积相对密度 矿料表观相对密度 矿料合成毛体积相对密度 矿料合成表观相对密度 合成矿料的沥青吸收系数 合成矿料的吸水率 合成矿料的有效相对密度 理论最大相对密度γ
t
2.689 2.721
2.687 2.722
承包单位： 监理单位： 样品名称 样品来源 油石比(%) 沥青名称 AC-20C改性沥青混合料 新拌和场 4.4 SBS改性沥青 试验日期 用 途 合同号： 编 号： 2014.7.5 AC-20C改性沥青砼中面层 25 1.011
水温(℃) 沥青相对密度
矿料配合比 12~22mm:6~12mm:3~6mm:0~3mm: 矿粉 (%) =28:32:12:24:4 试验数据 试 验 内 容
CS417-2
沥青混合料理论最大相对密度试验记录表(计算法)
承包单位： 监理单位： 样品名称 样品来源 油石比(%) 沥青名称 AC-20C改性沥青混合料 新拌和场 4.1 SBS改性沥青 试验日期 用 途 合同号： 编 号： 2014.7.5 AC-20C改性沥青砼中面层 25 1.011
水温(℃) 沥青相对密度
t
2.689 2.721
2.687 2.722
2.667 2.72 2.695 2.722 0.83 0.4 2.717 2.548 2.542 2.719 2.746
理论最大密度ρ t (g/cm3)
承包人自检意见：
试验专业监理工程师意见:
试验人员：
复核：
CS417-2
沥青混合料理论最大相对密度试验记录表(计算法)
t
2.689 2.721
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2.719
合成矿料的吸水率（%）
1.057
合成矿料的沥青吸收系数（C）
0.660
合成矿料的有效相对密度（rse）(改性沥青)
2.772
混合料的最大理论相对密度（rti）(沥青用量)
2.548
混合料的最大理论相对密度（rti）00/矿料有效相对密度)+(沥青用量/沥青25℃的密度)]，单位g/mm3
中面层沥青混合料最大理论密度计算表（计算法）
材料名称
表观密度(g/cm3) 表观相对密度(g/cm3) 毛体积密度(g/cm3) 毛体积相对密度(g/cm3) 吸水率（%）
16-24.5mm碎石
2.815
2.82
2.742
2.747
0.94
5-16mm 碎石
2.782
2.787
2.702
2.707
1.06
3-5mm 碎石
2.8
2.806
2.688
2.693
1.48
0-3mm 碎石
2.778
2.784
2.696
2.702
1.13
矿 粉
2.81
2.81
沥 青Pb
1.004
油 石 比Pa
矿料的合成表观相对密度（rsa）
2.799
掺配比例 29 24 15 28 4 5 5.2
矿料的合成毛体积相对密度（rsb）
1. 矿料的有效相对密度=矿料的有效密度/同温度水的密度 2. 矿料的有效密度=矿料的干质量/矿料的有效体积。 其中有效体积指的是矿料的毛体积减去吸收的沥青的体积，也就是固体矿料所占的体积+表面空隙中没 有吸附沥青的空隙的体积。