沥青混合料理论最大密度计算公式

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。

（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)。

沥青混合料参数计算（所有公式来源于道路工程材料第五版）第一步是矿质混合料的计算
1.沥青混合料主要组成：沥青，矿质混合料，空隙
2.矿质混合料的合成密度：合成毛体积相对密度（r sb），合成表观相
对密度(r sa)，由各档集料所组成，分别由3-1式、3-2式计算。

3.由上面两个参数代入3-5可得到矿质混合料的合成吸水率（w x）
4.进而由3-4得到合成矿质混合料的沥青吸收系数C
5.由3-3得到集料有效相对密度r se
下一步工作是对沥青混合料的处理
1.已知沥青混合料试件的空气中质量（中），水中质量（小），吸水
饱和（表干）质量（大），要求相对密度*水密度=密度
毛体积相对密度=空气/（表干-水），r f
表观相对密度=空气/（空气-水）, r a
表观相对密度大于毛体积相对密度
表干相对密度=表干质量/毛体积=表干/（表干-水）,r表干
2.最大理论相对密度r t,3-7计算
用到沥青相对密度，油石比（沥青质量/矿料）或沥青含量(r b)
3.试件空隙率VV 3-8式
4.矿料间隙率VMA 3-9式注意p s=1-沥青含量百分比
5.沥青饱和度VFA 3-10式
其中分子表示沥青体积百分率VA
6.吸收沥青百分率P ba=(r se-rsb)/ (r se*rsb)*r b*100
7.有效沥青用量P be=Pb-P ba/100*Ps。

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%勺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 （30mmH ）g 负压。

2.4恒温水槽：水温控制 25C 士 0.5 C 。

2.5温度计：分度为0.5 C 。

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 37.5 26.5 19.013.2、16.0 9.54.753.1.2 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60C ，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。

合料中集料公称最大粒径mm ） 最少试样数量 （g ）400025002000 1500 1000 5003.1.3 负压容器标定方法将B C类负压容器装满25C 士0.5 C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25C 士0.5 C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。

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。

沥青混合料密度试验方法（表干法）1 目的与适用范围1）表干法适用于测定吸水率不大于2%的各种沥青混合料试件，包括I型或较密实的II型沥青混凝土、抗滑表层混合料、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）试件的毛体积相对密度或毛体积密度。

2）本方法测定的毛体积密度适用于计算沥青混合料试件的空隙率、矿料间隙率等各项体积指标。

2 仪具与材料1）浸水天平或电子秤：当最大称量在3kg以下时，感量不大于0.1g；最大称量3kg以上时，感量不大于0.5g；最大称量10kg以上时，感量5g，应有测量水中重的挂钩。

2）网篮。

3）溢流水箱：如图4.4.2.1所示，使用洁净水，有水位溢流装置，保持试件和网篮浸入水中后的水位一定。

4）试件悬吊装置：天平下方悬吊网篮及试件的装置，吊线应采用图4.4.2.1 溢流水箱及下挂法水中重称量方法示意图1-浸水天平或电子秤；2-试件；3-网篮；4-溢流水箱；5-水位搁板；6-注入口；7-放水阀门不吸水的细尼龙线绳，并有足够的长度。

对轮碾成型机成型的板块状试件可用铁丝悬挂。

5）秒表。

6）毛巾。

7）电风扇或烘箱。

3 方法与步骤1）选择适宜的浸水天平或电子秤，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。

2）除去试件表面的浮粒，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。

3）挂上网篮，浸入溢流水箱中，调节水位，将天平调平或复零，把试件置于网篮中（注意不要晃动水）浸水中约3min～5min，称取水中质量（mw）。

若天平读数持续变化，不能很快达到稳定，说明试件吸水较严重，不适用于此法测定，应改用本规程4.6的蜡封法测定。

4）从水中取出试件，用洁净柔软的拧干湿毛巾轻轻擦去试件的表面水（不得吸走空隙内的水），称取试件的表干质量（mf）。

5）对从路上钻取的非干燥试件可先称取水中质量（mw），然后用电风扇将试件吹干至恒重（一般不少于12h，当不需进行其它试验时，也可用60℃±5℃烘箱烘干至恒重），再称取空中质量（ma）。

马歇尔试验所用公式1、试件毛体积密度，取3位小数毛体积相对密度=干燥试样的质量/ （试样的表干质量-试样的水中质量）毛体积密度=毛体积相对密度*水的密度2、试件的空隙率，取1位小数试件空隙率=（1-试件毛体积相对密度/沥青混合料理论最大密度）*1003、试件吸水率，取1位小数试件的吸水率=（试件表干质量-干燥试件质量）/ （试件表干质量-试件水中质量）*1004、矿料的合成毛体积相对密度，取3位小数矿料的合成毛体积相对密度=100/ （各种矿料占总质量的百分比除以与之相对应的矿料相对密度的和）5、对于非改性沥青，采用真空法实测理论最大相对密度，取平均值。

计算合成矿料的有效相对密度合成矿料的有效相对密度=100-沥青用量（即沥青质量占沥青混合料的总质量的百分比）/（（100/实测的沥青混合料理论最大相对密度）-（沥青用量/25度时沥青的相对密度）6对于改性沥青或SMA混合料计算沥青混合料对应油石比的理论最大相对密度①计算沥青混合料对应油石比的理论最大相对密度=（100+油石比）/ （（100/ 合成矿料的有效相对密度）+ （油石比/25度时沥青的相对密度））②计算沥青混合料对应油石比的理论最大相对密度=（100+油石比+纤维用量，即纤维质量占矿料总质量的百分比）/（（100/合成矿料的有效相对密度）+（油石比125度时沥青的相对密度）+ （纤维用量/25度时纤维的相对密度）7、试件的空隙率、矿料间隙率VMA和有效沥青的饱和度VFA,取1位小数①沥青混合料试件的空隙率=（1-试件毛体积相对密度/沥青混合料理论最大密度）*100②矿料间隙率=（1-试件毛体积相对密度/矿料的合成毛体积相对密度* （各种矿料占沥青混合料总质量的百分比之和/100））*100备注：各种矿料占沥青混合料总质量的百分比之和=10 0-沥青用量③沥青混合料试件的有效沥青饱和度=（沥青混合料试件的矿料间隙率-沥青混合料试件的空隙率）*100/沥青混合料试件的矿料间隙率8、计算沥青结合料被矿料吸收的比例及有效沥青含量、有效沥青体积百分率，取1位小数①沥青混合料中被矿料吸收的沥青质量占矿料总质量的百分率=（（合成矿料的有效相对密度-矿料的合成毛体积相对密度）/ （合成矿料的有效相对密度*矿料的合成毛体积相对密度）*25度时沥青的相对密度*100②沥青混合料中的有效沥青含量=沥青用量一沥青混合料中被矿料吸收的沥青质量占矿料总质量的百分率/100*各种矿料占沥青混合料总质量的百分比之和）备注：各种矿料占沥青混合料总质量的百分比之和=100-沥青用量③沥青混合料试件的有效沥青体积百分率=试件毛体积相对密度*沥青混合料中的有效沥青含量/25度时沥青的相对密度。