CN1302904C - 粗集料断级配沥青混凝土矿料级配方法和检验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够使沥青混凝土面房具有孔隙率少，防水破坏能力强，具有较高的高温抗永久形变能力和优良抗滑性能的矿料级配和检验方法，可以使所用矿料级配的沥青混凝土成为骨架密实结构或单纯的密实结构，满足使用性能的要求。

Description

粗集料断级配沥青混凝土矿料级配 方法和检验方法

技术领域

本发明涉及粗集料断级配沥青混凝土，含多碎石沥青混凝土(SAC)的矿料级配方法及其检验方法。

背景技术

沥青混凝土在各国道路建设中已经得到非常广泛运用。我国约90％高速公路的路面面层使用了沥青混凝土。世界各国使用的沥青混凝土大致可分为两类：一类是密实式沥青混凝土，其孔隙率(或空气率)V_a小于5％，因而透水性小。另一类是多孔隙沥青混凝土，其孔隙率常在18％以上，最大达到28％，常被用作磨耗层。与本发明相关的是密实式沥青混凝土，这类混凝土分为传统连续式密级配沥青混凝土、粗集料断级配沥青混凝土和细集料断级配沥青混凝土。近20年来，世界上沥青混凝土的主要发展方向是粗集料断级配沥青混凝土。世界上所谓的沥青混凝土矿料级配是指在沥青混凝土矿料中，各个不同粒级的矿料在沥青混凝土矿料组成中所占的比重，以组成一个符合沥青混凝土性能要求的级配。此级配常用各个不同筛孔的通过质量百分率表示。

传统连续式密级配沥青混凝土，其组成按最大密度原则遵循于20世纪初发表的美国富勒(Fuller)矿料级配公式：

${\underset{\‾}{P}}_{\mathrm{di}}={\left(\frac{d_i}{D_{\max }}\right)}^{0.5}$

式中：d_i为某一筛孔尺寸(mm)；

D_max为矿料实际最大粒径(mm)；

P_di为筛孔尺寸d_i的通过百分率(％)。

按照上述幂函数组成的矿料级配，最早使用于美国，已有近百年的历史。常用的沥青混凝土孔隙率一般为2％～5％。我国沥青混凝土路面施工规范中的AC-XXI属于这种传统连续式密级配沥青混凝土，孔隙率被定为3％～6％。

粗集料断级配沥青混凝土起始于20世纪80年代初。德国于1984年正式制定碎石沥青砂胶混凝土(SMA：Stone Mastic Asphalt)规范，它有规定的矿料级配范围。其矿料组成特点是用60％～70％大于4.75mm的粗碎石组成骨架，用比传统连续式密级配沥青混凝土较多的沥青(在德国大于6.5％)和较多的填料(0.09mm的颗粒含量9％～13％)与较少的砂(实际含量仅为10％～13％)、少量木质素纤维(不少于0.3％)组成沥青砂胶填充骨架的孔隙，并将粗集料粘结在一起。德国用两面各击实50次的马歇尔试验并按孔隙率V_a为3％～4％确定沥青用量。SMA矿料级配以粗集料为主，其级配不再是可以用一个幂函数描述的级配曲线，所以常称其为粗集料断级配。随后，SMA在欧美一些国家和我国得到试用和运用。在德国和美国通常使用纯沥青，很少用改性沥青。我国大多数采用改性沥青。从我国的使用情况来看，这种沥青混凝土路面通车后早期破坏严重，主要是泛油、辙槽和水破坏严重(产生网裂和坑洞)。

法国于1982年开始使用薄沥青混凝土(BBM)，也是粗集料断级配沥青混凝土。BBM的矿料级配是一根级配曲线。与SMA相比，BBM是更显著的断级配。如BBM0/10，其6.3mm筛孔和4mm筛孔通过量都是53％，或6mm筛孔和2mm筛孔的通过量都是35％。BBM在路上的孔隙率V_a约6％～12％，既可以是密实的沥青混凝土，又可以是半开级配的沥青混凝土。在V_a值大的情况下，BBM是透水的，为了防止进入该层的水透入下层，常常需要用改性沥青在其下面做一厚粘层。

1988年，我国自主研究成功了多碎石沥青混凝土(SAC)。其中，SAC16的标称最大粒径为16mm，实际最大粒径为19mm，矿料中大于4.75mm的颗粒含量为59％(范围中值)，马歇尔试验(两面各击实75次)的V_a值为5％。它是密实式粗集料断级配沥青混凝土。20世纪90年代初开始，SAC得到推广应用。期间SAC的矿料级配也有调整，除了增加4.75mm以上的碎石含量(达到60％～70％)和填料含量(达到6％～10％)外，还形成了SAC系列：分别适合于做表面层、中面层和底面层的六种粗细不同的矿料级配。如细粒式SAC10、SAC13，中粒式SAC16、SAC20，粗粒式SAC25、SAC30。在此，SAC后面的数字表示标称最大粒径，它们的实际最大粒径分别为13.2、16、19、26.5、31.5和37.5mm。SAC具有较好高温抗永久形变能力和透水性小，路面早期破坏较少。将SAC用做表面层时，还具有优良的抗滑性能。

1993年美国发表了花费5000万美元和5年时间得到的研究成果，其商标名称为高性能路面(Superpave)。它放弃了使用了近百年的连续式密级配富勒公式，改用纯经验的粗集料或细集料断级配。我国的试用经验表明，Superpave易产生严重辙槽。

但是，目前各种粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配，各国都是凭经验确定一个较宽的级配范围或一条级配曲线，让使用者按照较宽的级配范围中值和根据不同规格原矿料的实际组成，自己选择级配。这种方法不能事先判断所用矿料级配将能提供什么性能，如沥青混凝土的透水性如何，高温抗永久形变能力如何，可能需要多少沥青以及如果性能不符合要求，该如何调整级配等。此外，这种方法的严重缺点是使用者只能凭自己的经验在规定的级配范围内进行调整，或按照规定范围的中值配料。配出来的沥青混凝土性质是否符合要求则心中无数，只能等待性能试验做完后，才能知道矿料级配是否合适。缺乏必要的理论检验方法，只能通过实验进行检验和矿料级配调整，这需要花费很长的检验时间和经费投入。这种方法十分费时、费力，也十分费钱。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够使沥青混凝土面层具有孔隙率小、防水破坏能力强、具有较高的高温抗永久形变能力和优良抗滑性能的矿料级配。

只有粗集料断级配骨架密实结构沥青混凝土同时具有上述三个优良使用性能。但粗集料断级配沥青混凝土不一定是骨架密实结构。也并不是所有的高等级公路沥青混凝土面层都要用骨架密实结构粗集料断级配沥青混凝土。为了节省投资，在冬季严寒地区的高等级公路以及其他地区的某些高等级公路只要求沥青面层有良好的防水破坏能力和优良的抗滑性能，也就是只要求粗集料断级配沥青混凝土密实、孔隙率小。但粗集料断级配沥青混凝土又不一定是密实结构。

本发明的矿料级配方法包括三个步骤：

(一)确定粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配曲线：

(1)将集料分成粗集料、细集料和填料三部分；

(2)按所要求标称最大粒径筛分粗集料待用；

(3)筛分细集料：将细集料石料筛分成粒径为4.75mm～2.36mm、2.36mm～1.18mm、1.18mm～0.6mm、0.6mm～0.3mm、0.3mm～0.15mm、0.15mm～0.075mm六个粒级的细集料待用；

(4)初选配合比：以质量百分比初选粗集料碎石60％～75％、细集料石料20％～30％、填料3％～10％，三种集料含量之和等于100％；

(5)计算粗集料各个筛孔碎石的通过质量百分率，依据如下通式：

$P_{\mathrm{di}}=A{\left(\frac{d_i}{D_{\max }}\right)}^B$

式中：P_di——某筛孔尺寸d_i的通过量(％)；

D_max——矿料的实际最大粒径，即标称最大粒径上面一个筛的筛孔尺寸(mm)；

d_i——某筛孔尺寸(mm)；

A、B——待定系数。

以粗集料标称最大粒径D_max.n通过量为90％～100％间的某一个百分数作为第一控制点，以粗集料最小粒径通过量为25％～40％间的某一个百分数作为第二控制点；根据上述通式用D_max.n作为式中的d_i，第一控制点作为式中的P_di建立第一个方程；用粗集料最小粒径作为式中的d_i，用粗集料最小粒径通过量，即第二个控制点作为通式中P_di，建立第二个方程；上述第一个方程和第二个方程联立，解此联立方程，即可确定通式中的系数A、B的值，得到一个确定粗集料级配的幂函数方程；然后用此幂函数计算从粗集料标称最大粒径到粗集料最小粒径各个筛孔的碎石通过质量百分率；

(6)计算细集料各个筛孔石料的通过质量百分率：按照步骤(5)中的通式，以细集料最大粒径作为通式中的D_max和d_i，细集料最大粒径通过量为25％～40％间的与第二个控制点相同的百分数作为式中的P_di建立第一个方程，以细集料最小粒径作为式中的d_i，其通过量3％～10％之间的某一个百分数，即第三个控制点，作为式中的P_di建立第二个方程，即可确定上述通式中的系数A、B的值，得到一个确定细集料级配的幂函数方程；然后计算从细集料最大粒径到细集料最小粒径各个筛孔细集料的通过质量百分率；

(7)将上述步骤(5)和(6)计算得到的粗集料和细集料各个筛孔石料的通过质量百分率接合在一起，就得出粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配曲线；相邻两个筛孔通过量之差即为某粒级石料在全部矿料中所占的质量百分率，直径与细集料最小粒径相同的筛孔的通过量即为填料；

(二)粗集料断级配骨架密实结构沥青混凝土矿料级配的初步检验，即：根据粗集料的孔隙率减去预留孔隙率V_a之差应与细集料、填料和沥青的体积之和相等的要求，检验并调整上述矿料级配曲线中的细集料和/或填料；根据调整后的新配合比，用上述通式重新计算与新配合比相应的矿料级配曲线；

(三)粗集料断级配骨架密实结构沥青混凝土矿料级配的最终检验，即：按步骤(一)得到的矿料级配曲线准备矿料混合料，另加步骤(二)初步检验时确定的沥青用量P_a，P_a-(0.2％～0.3％)和P_a+(0.2％～0.3％)制备三种沥青混合料，进行马歇尔试验，测定沥青混凝土试件的毛体积密度G_b·s(g/cm3)；尔后根据矿料中粗集料的孔隙率应与细集料、填料和沥青的体积加设计要求预留的孔隙率V_a之和相等的要求，检验并调整上述矿料中的细集料和/或填料；根据调整后的新配合比，用上述通式重新计算与新配合比相应的矿料级配曲线。

另外，步骤(二)、(三)中的骨架密实结构检验方法也可用于单纯的密实结构检验，只要将步骤(二)中的干捣实孔隙率VCA_DRC增加2％～3％，以及步骤(三)中最后的判断步骤只要求沥青砂胶的体积较粗集料的孔隙率大2％～3％，并保持预留孔隙率不小于3％，就可以使粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配符合单纯的密实结构的要求。

本发明的优点：

1.利用本发明的矿料级配方法，可以方便地计算得粗集料断级配，含多碎石沥青混凝土的矿料级配曲线，避免了以往全凭使用者经验确定矿料级配的做法。

2.利用本发明的骨架密实结构和密实结构矿料级配两阶段检验方法，即用VCA_DRC方法对原材料进行初步检验和VCA_AC方法对沥青混凝土试件进行最终检验，既可以使所用矿料级配的沥青混凝土成为骨架密实结构或单纯的密实结构，满足使用性能的要求，又可以避免通过大量试验摸索前进的过程，达到省时、省力、节约资金。

3.由于同一个良好矿料级配用于不同岩类碎石和不同产地相同岩类碎石时，沥青混凝土的主要技术指标值都会有显著差异，因此常需要调整矿料级配。本发明提供的矿料级配方法可使使用者方便地计算出新的矿料级配曲线；本发明提供的矿料级配检验方法可使使用者方便地检验新的矿料级配是否符合骨架密实结构或单纯密实结构。

4.可以根据需要调整沥青用量，在需要的场合，调整成富沥青的沥青混凝土。

具体实施方式

本发明的粗集料断级配沥青混凝土矿料级配方法，具体包括下列步骤：

(一)确定粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配曲线：

(1)将集料分成三部分，即实际最大粒径～4.75mm为粗集料，4.75mm～0.075mm为细集料，＜0.075mm为填料；

(2)按标称最大粒径筛分粗集料：以SAC30为例，将粗集料碎石筛分，分成粒级为37.5mm～31.5mm、31.5mm～26.5mm、26.5mm～19mm、19mm～16mm、16mm～13.2mm、13.2mm～9.5mm、9.5mm～4.75mm七个粒级的粗集料待用；如为SAC16，则只要后面的四个粒级粗集料；如为SAC10，则只要最后的两个粒级粗集料；

(3)筛分细集料：将细集料石料筛分成粒径为4.75mm～2.36mm、2.36mm～1.18mm、1.18mm～0.6mm、0.6mm～0.3mm、0.3mm～0.15mm、0.15mm～0.075mm六个粒级的细集料待用；

(4)选取配料比：以质量百分比选取粗集料碎石60％～75％，选取细集料石料20％～30％，选取填料3％～10％。三种集料含量之和等于100％。

(5)计算粗集料各个筛孔碎石的通过质量百分率，依据如下通式：

式中：P_di——某筛孔尺寸d_i的通过量(％)；

D_max——矿料的实际最大粒径(mm)

d_i——某筛孔尺寸(mm)

A、B——系数

以粗集料标称最大粒径D_max.n通过量为90％～100％间的某一个百分数作为第一控制点，以粗集料最小粒径通过量为25％～40％间的某一个百分数作为第二控制点；用D_max.n作为上述通式中的d_i，第一控制点作为通式中的P_di，根据上述通式建立第一个方程；用粗集料最小粒径(4.75mm)作为通式中的d_i，用粗集料最小粒径通过量，即第二个控制点作为通式中P_di，根据上述通式建立第二个方程；上述第一个方程和第二个方程联立，解此联立方程，即可确定通式中的系数A、B的值，将A、B代入上述通式而得到一个确定粗集料级配的幂函数方程；然后用此幂函数计算从粗集料标称最大粒径到粗集料最小粒径各个筛孔的碎石通过质量百分率；

(6)计算细集料各个筛孔石料的通过质量百分率。按照步骤(4)中的通式，以细集料最大粒径4.75mm(在此即通式中的D_max和第一个方程中的d_i)其通过量25％～40％间的与计算粗集料级配采用的第二个控制点相同的数作为控制点，即通式中的P_di建立第一个方程；以细集料最小粒径0.075mm作为通式中的d_i，其通过量3％～10％之间的某一个数作为第三个控制点，即通式中的P_di建立第二个方程。解此联立方程，确定上述通式中的系数A、B的值，得到一个计算细集料各个筛孔通过质量百分率的幂函数方程。用此幂函数方程计算从4.75mm到0.075mm各个筛孔细集料的通过质量百分率。

(7)将上述步骤(5)和(6)计算得到的粗集料、细集料各个筛孔石料和填料的通过质量百分率接合在一起，就得到粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配曲线；

相邻两个筛孔通过量之差即为某粒级石料在全部矿料中所占的质量百分率；0.075mm筛孔的通过量即为填料。

(二)粗集料断级配骨架密实结构沥青混凝土矿料级配的初步检验。本发明所述的粗集料断级配骨架密实结构沥青混凝土矿料级配的初步检验方法称VCA_DRC法，它是对未拌成沥青混合料的原材料进行初步检验，确定其是否为骨架密实结构，提供进一步做沥青混合料试验的矿料级配和沥青用量(油石比)。初步检验具体包括下列步骤：

(1)确定粗集料断级配沥青混凝土各粒级矿料的原始数据：列出步骤(一)得到的矿料级配曲线，并计算从粗集料最大粒径到填料各个粒级矿料的含量百分率；通过矿料的密度试验得到从粗集料最大粒径到填料各个粒级集料的毛体积密度G_b和填料的视密度G_a·fi(g/cm3)，通过沥青密度试验得到沥青的密度G_a(g/cm3)；计算并列出粗集料断级配沥青混凝土矿料中粗集料的含量百分率P_ca(％)；细集料的含量百分率P_fa(％)，填料的含量百分率P_fi(％)，初步设定沥青含量P_a(％)，沥青混凝土中要求预留的孔隙率V_a(％)；计算并列出粗集料的毛体积密度G_b·ca(g/cm3)和细集料的毛体积密度G_b·fa(g/cm3)；

(2)将矿料中的粗集料进行干捣实试验，测定其干捣实密度GCA_DRC(g/cm³)，计算其干捣实孔隙率VCA_DRC(％)；

(3)根据粗集料断级配沥青混凝土矿料中粗集料的孔隙率减去设计要求预留的孔隙率V_a之差等于细集料、填料和沥青的体积之和的要求，即：

$\frac{P_{\mathrm{ca}}}{{\mathrm{GCA}}_{\mathrm{DRC}}}\×\frac{{\mathrm{VCA}}_{\mathrm{DRC}}-V_a}{100}=\frac{P_{\mathrm{fa}}}{G_{b\·\mathrm{fa}}}+\frac{P_{\mathrm{fi}}}{G_{a\·\mathrm{fi}}}+\frac{P_a}{G_a}$

分别计算粗集料的应有孔隙率(式中等号左侧)，细集料、填料和沥青的体积之和(等号右侧)；

(4)如果上式中等号左侧的值大于等号右侧的值，说明由细集料、填料和沥青组成的沥青砂胶不能填满粗集料的孔隙，该粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配不能形成骨架密实架结构，由此构成的沥青混凝土面层防水渗透能力差，易形成水破坏，应增加细集料和/或填料的含量；反之，如果等号左侧的值小于等号右侧的值，说明粗集料的孔隙不能容纳由细集料、填料和沥青组成的沥青砂胶，其形成的骨架结构将被沥青砂胶撑开，甚至粗集料悬浮于沥青砂胶中，由此构成的沥青混凝土面层抗高温永久形变能力差，应减少细集料和/或填料的含量；根据调整后的新配合比，用上述通式重新计算与新配合比相应的矿料级配曲线。如果等号左侧的值等于等号右侧的值，说明由细集料、填料和沥青组成的沥青砂胶正好填满粗集料的孔隙，该粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配能形成骨架密实结构，具有良好的高温抗永久形变能力和防水破坏能力，符合设计要求。

(三)粗集料断级配骨架密实结构沥青混凝土矿料级配的最终检验。本发明所述的粗集料断级配骨架密实结构沥青混凝土矿料级配的最终检验方法称VCA_AC法。其具体包括下列步骤：

(1)确定粗集料断级配沥青混凝土矿料的原始数据：

原始数据除与VCA_DRC法相同外，另加全部矿料的毛体积密度G_b·ma和视密度G_a.ma。计算矿料的有效密度G_e；

(2)做试验  按计算得到的粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配曲线准备矿料混合料，另加用VCA_DRC法初步检验时确定的沥青用量P_a，P_a-0.2％～0.3％和P_a+0.2％～0.3％制备三种沥青混合料，进行马歇尔试验。测定沥青混凝土试件的毛体积密度G_b·s(g/cm³)；

(3)计算基本数据  用G_e计算试件沥青混凝土的孔隙率V_a和矿料的质量MMA_AC等；

${\mathrm{MMA}}_{\mathrm{AC}}=\frac{G_{b\·s}}{(1+P_a)}$

粗集料的质量MCA_AC，

MCA_AC＝P_ca·MMA_AC

细集料的质量MFAAC、

MFA_AC＝P_fa·MMA_AC

填料的质量MFI_AC，

MFI_AC＝P_fi·MMA_AC

和沥青的质量MA_AC。

MA_AC＝G_b·s-MMA_AC

(4)计算判断用数据

粗集料的孔隙率VCA_AC，

${\mathrm{VCA}}_{\mathrm{AC}}=1-\frac{{\mathrm{MCA}}_{\mathrm{AC}}}{G_{b\·\mathrm{ca}}}$

细集料的体积

填料的体积

沥青的体积

计算结果应符合下式要求：

${\mathrm{VCA}}_{\mathrm{AC}}-V_a=\frac{{\mathrm{MFA}}_{\mathrm{AC}}}{G_{b\·\mathrm{fa}}}+\frac{{\mathrm{MFI}}_{\mathrm{AC}}}{G_{a\·\mathrm{fi}}}+\frac{{\mathrm{MA}}_{\mathrm{AC}}}{G_a}$

式中：V_a——沥青混凝土中需保留的孔隙率(空气率)。

以上各项计算全都以小数计。

依据上述公式分别计算粗集料的孔隙率减去设计要求预留的孔隙率V_a的差值，细集料、填料和沥青的体积之和；

(5)判断  如果上式等号左侧的值大于等号右侧的值，说明由细集料、填料和沥青组成的沥青砂胶不能填满粗集料的孔隙，该粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配不能形成骨架密实结构，由此构成的沥青混凝土面层防水渗透能力差，容易形成水破坏，应当增加细集料和/或填料的含量；反之，如果等号左侧的值小于等号右侧的值，说明粗集料的孔隙不能容纳由细集料、填料和沥青组成的沥青砂胶，其形成的骨架结构将被沥青砂胶撑开，甚至粗集料悬浮于沥青砂胶中，由此构成的沥青混凝土面层抗高温永久形变能力差，应当减少细集料和/或填料含量。根据调整后的新配合比，用上述通式重新计算与新配合比相应的矿料级配曲线。如果等号左侧的值等于等号右侧的值，说明由细集料、填料和沥青组成的沥青砂胶正好填满粗集料的孔隙并有需要的空气率，粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配能形成骨架密实结构，具有良好的高温抗永久形变能力和防水破坏能力，符合设计要求。

(四)本发明的粗集料断级配单纯密实结构沥青混凝土矿料级配的初步检验VCA_DRC方法和最终检验VCA_AC方法与前述骨架密实结构的检验方法基本相同。差别仅在于：用VCA_DRC方法时，将干捣实孔隙率增加2％～3％；用VCA_AC时，最后的判断中只要求沥青砂胶的体积较粗集料的孔隙率大2％～3％，并保持预留孔隙率不小于3％，就可以使粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配符合单纯密实结构的要求。

Claims (14)

1.一种粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于包括下列步骤：

(一)确定粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配曲线：

(1)将集料分成粗集料、细集料和填料三部分；

(2)按所要求标称最大粒径筛分粗集料待用；

(3)筛分细集料：将细集料石料筛分成粒径为4.75mm～2.36mm、2.36mm～1.18mm、1.18mm～0.6mm、0.6mm～0.3mm、0.3mm～0.15mm、0.15mm～0.075mm六个粒级的细集料待用；

(4)初选配合比：以质量百分比初选粗集料碎石60％～75％、细集料石料20％～30％、填料3％～10％，三种集料含量之和等于100％；

(5)计算粗集料各个筛孔碎石的通过质量百分率，依据如下通式：

$P_{\mathrm{di}}=A{\left(\frac{d_i}{D_{\max }}\right)}^B$

式中：P_di——某筛孔尺寸d_i的通过量(％)；

D_max——矿料的实际最大粒径，即标称最大粒径上面一个筛的筛孔尺寸(mm)；

d_i——某筛孔尺寸(mm)；

A、B——待定系数；

以粗集料标称最大粒径D_max.n通过量为90％～100％间的某一个百分数作为第一控制点，以粗集料最小粒径通过量为25％～40％间的某一个百分数作为第二控制点；用D_max.n作为上述通式中的d_i，第一控制点作为通式中的P_di，根据上述通式建立第一个方程；用粗集料最小粒径作为通式中的d_i，用粗集料最小粒径通过量，即第二个控制点作为通式中P_di，根据上述通式建立第二个方程；上述第一个方程和第二个方程联立，解此联立方程，即可确定通式中的系数A、B的值，将A、B代入上述通式而得到一个确定粗集料级配的幂函数方程；然后用此幂函数计算从粗集料标称最大粒径到粗集料最小粒径各个筛孔的碎石通过质量百分率；

(6)计算细集料各个筛孔石料的通过质量百分率：以细集料最大粒径作为通式中的D_max和d_i，细集料最大粒径通过量为25％～40％间的与第二个控制点相同的百分数作为式中的P_di，按照步骤(5)中的通式建立第一个方程，以细集料最小粒径作为式中的d_i，其通过量3％～10％之间的某一个百分数，即第三个控制点，作为式中的P_di，按照步骤(5)中的通式建立第二个方程，即可确定上述通式中的系数A、B的值，将A、B代入上述通式即得到一个确定细集料级配的幂函数方程；然后计算从细集料最大粒径到细集料最小粒径各个筛孔细集料的通过质量百分率；

(7)将上述步骤(5)和(6)计算得到的粗集料和细集料各个筛孔石料的通过质量百分率接合在一起，就得出粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配曲线；相邻两个筛孔通过量之差即为某粒级石料在全部矿料中所占的质量百分率，直径与细集料最小粒径相同的筛孔的通过量即为填料；

(二)粗集料断级配骨架密实结构沥青混凝土矿料级配的初步检验，即：根据粗集料的孔隙率减去预留孔隙率V_a之差应与细集料、填料和沥青的体积之和相等的要求，检验并调整上述矿料级配曲线中的细集料和/或填料；根据调整后的新配合比，用上述通式重新计算与新配合比相应的矿料级配曲线；

(三)粗集料断级配骨架密实结构沥青混凝土矿料级配的最终检验，即：按步骤(一)得到的矿料级配曲线准备矿料混合料，另加步骤(二)初步检验时确定的沥青用量P_a，P_a-(0.2％～0.3％)和P_a+(0.2％～0.3％)制备三种沥青混合料，进行马歇尔试验，测定沥青混凝土试件的毛体积密度G_b·s(g/cm3)；尔后根据矿料中粗集料的孔隙率应与细集料、填料和沥青的体积加设计要求预留的孔隙率V_a之和相等的要求，检验并调整上述矿料中的细集料和/或填料；根据调整后的新配合比，用上述通式重新计算与新配合比相应的矿料级配曲线。

2.根据权利要求1所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，步骤(二)中所述的初步检验，具体包括如下步骤：

(1)确定粗集料断级配沥青混凝土各粒级矿料的原始数据：

列出步骤(一)得到的矿料级配曲线，并计算从粗集料最大粒径到填料各个粒级矿料的含量百分率；

通过矿料的密度试验得到从粗集料最大粒径到填料各个粒级集料的毛体积密度G_b和填料的视密度G_a.fi(g/cm³)，通过沥青密度试验得到沥青的密度G_a(g/cm³)；

计算并列出粗集料断级配沥青混凝土矿料中粗集料的含量百分率P_ca(％)；细集料的含量百分率P_fa(％)，填料的含量百分率P_fi(％)，初步设定沥青含量P_a(％)，沥青混凝土中要求预留的孔隙率V_a(％)；

计算并列出粗集料的毛体积密度G_b·ca(g/cm³)和细集料的毛体积密度G_b·fa(g/m³)；

(2)将矿料中的粗集料进行干捣实试验，测定其干捣实密度GCA_DRC(g/cm³)，计算其干捣实孔隙率VCA_DRC(％)；

(3)根据粗集料断级配沥青混凝土矿料中粗集料的孔隙率减去设计要求预留的孔隙率V_a之差等于细集料、填料和沥青的体积之和的要求，即：

$\frac{P_{\mathrm{ca}}}{{\mathrm{GCA}}_{\mathrm{DRC}}}\×\frac{{\mathrm{VCA}}_{\mathrm{DRC}}-V_a}{100}=\frac{P_{\mathrm{fa}}}{G_{b\·\mathrm{fa}}}+\frac{P_{\mathrm{fi}}}{G_{a\·\mathrm{fi}}}+\frac{P_a}{G_a}$

分别计算粗集料的应有孔隙率即式中等号左侧，以及细集料、填料和沥青的体积之和即等号右侧；

(4)如果上式中等号左侧的值大于等号右侧的值，应当增加细集料和/或填料的含量；反之，如果等号左侧的值小于等号右侧的值，应当减少细集料和/或填料的含量；如果等号左侧的值等于等号右侧的值，则符合要求。

3.根据权利要求1或2所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，步骤(三)中所述的最终检验，具体包括如下步骤：

(1)确定粗集料断级配沥青混凝土矿料的原始数据：

原始数据除与初步检验方法相同外，另加全部矿料的毛体积密度G_b·ma和视密度G_a.ma，计算全部矿料的有效密度G_e；

(2)做试验按计算得到的粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配曲线准备矿料混合料，另加用初步检验方法检验时确定的沥青用量P_a，P_a-0.2％～0.3％和P_a+0.2％～0.3％制备三种沥青混合料，进行马歇尔试验，测定沥青混凝土试件的毛体积密度G_b·s(g/cm³)；

(3)计算基本数据用G_e计算试件沥青混凝土的最大理论密度G_mm和孔隙率V_a、全部矿料的质量 ${\mathrm{MMA}}_{\mathrm{AC}}=\frac{G_{b\·s}}{(1+P_a)},$ 粗集料的质量MCA_AC＝P_ca·MMA_AC、细集料的质量MFA_AC＝P_fa·MMA_AC、填料的质量MFI_AC＝P_fi·MMA_AC、和沥青的质量MA_AC＝G_b·s-MMA_AC；

(4)计算判断用数据

粗集料的孔隙率 ${\mathrm{VCA}}_{\mathrm{AC}}=1-\frac{{\mathrm{MCA}}_{\mathrm{AC}}}{G_{b\·\mathrm{ca}}}$

细集料的体积

、填料的体积 、沥青的体积 计算结果应符合下式要求：

${\mathrm{VCA}}_{\mathrm{AC}}-V_a=\frac{{\mathrm{MFA}}_{\mathrm{AC}}}{G_{b\·\mathrm{fa}}}+\frac{{\mathrm{MFI}}_{\mathrm{AC}}}{G_{a\·\mathrm{fi}}}+\frac{{\mathrm{MA}}_{\mathrm{AC}}}{G_a}$

式中：V_a——沥青混凝土中需保留的孔隙率，即空气率

以上各项计算全都以小数计，

依据上述公式分别计算粗集料的孔隙率减去设计要求预留的孔隙率V_a的差值即上式等号左侧的值；以及细集料、填料和沥青的体积之和即上式等号右侧的值；

(5)判断  如果上式等号左侧的值大于等号右侧的值，应当增加细集料和/或填料的含量；反之，如果等号左侧的值小于等号右侧的值，应当减少细集料和/或填料含量；如果等号左侧的值等于等号右侧的值，则符合要求。

4.根据权利要求1或2所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，三种集料的粒径范围分别为：填料的粒径小于0.075mm，细集料为0.075mm～4.75mm，粗集料为4.75mm～实际最大粒径。

5.根据权利要求3所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，三种集料的粒径范围分别为：填料的粒径小于0.075mm，细集料为0.075mm～4.75mm，粗集料为4.75mm～实际最大粒径。

6.根据权利要求1或2所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，采用SAC30，将粗集料碎石筛分，分成粒级为37.5mm～31.5mm、31.5mm～26.5mm、26.5mm～19mm、19mm～16mm、16mm～13.2mm、13.2mm～9.5mm、9.5mm～4.75mm七个粒级的粗集料待用；采用SAC16时，则只要后面的四个粒级粗集料；采用SAC10时，则只要最后的两个粒级粗集料。

7.根据权利要求3所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，采用SAC30，将粗集料碎石筛分，分成粒级为37.5mm～31.5mm、31.5mm～26.5mm、26.5mm～19mm、19mm～16mm、16mm～13.2mm、13.2mm～9.5mm、9.5mm～4.75mm七个粒级的粗集料待用；采用SAC16时，则只要后面的四个粒级粗集料；采用SAC10时，则只要最后的两个粒级粗集料。

8.根据权利要求4所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，采用SAC30，将粗集料碎石筛分，分成粒级为37.5mm～31.5mm、31.5mm～26.5mm、26.5mm～19mm、19mm～16mm、16mm～13.2mm、13.2mm～9.5mm、9.5mm～4.75mm七个粒级的粗集料待用；采用SAC16时，则只要后面的四个粒级粗集料；采用SAC10时，则只要最后的两个粒级粗集料。

9.根据权利要求5所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，采用SAC30，将粗集料碎石筛分，分成粒级为37.5mm～31.5mm、31.5mm～26.5mm、26.5mm～19mm、19mm～16mm、16mm～13.2mm、13.2mm～9.5mm、9.5mm～4.75mm七个粒级的粗集料待用；采用SAC16时，则只要后面的四个粒级粗集料；采用SAC10时，则只要最后的两个粒级粗集料。

10.根据权利要求1或2所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，步骤(二)、(三)中所述的骨架密实结构检验方法也可用于单纯的密实结构检验，只要将步骤(二)中的干捣实孔隙率VCA_DRC增加2％～3％，以及步骤(三)中最后的判断步骤只要求沥青砂胶的体积较粗集料的孔隙率大2％～3％，并保持预留孔隙率不小于3％，就可以使粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配符合单纯的密实结构的要求。

11.根据权利要求3所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，步骤(二)、(三)中所述的骨架密实结构检验方法也可用于单纯的密实结构检验，只要将步骤(二)中的干捣实孔隙率VCA_DRC增加2％～3％，以及步骤(三)中最后的判断步骤只要求沥青砂胶的体积较粗集料的孔隙率大2％～3％，并保持预留孔隙率不小于3％，就可以使粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配符合单纯的密实结构的要求。

12.根据权利要求4所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，步骤(二)、(三)中所述的骨架密实结构检验方法也可用于单纯的密实结构检验，只要将步骤(二)中的干捣实孔隙率VCA_DRC增加2％～3％，以及步骤(三)中最后的判断步骤只要求沥青砂胶的体积较粗集料的孔隙率大2％～3％，并保持预留孔隙率不小于3％，就可以使粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配符合单纯的密实结构的要求。

13.根据权利要求9所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，步骤(二)、(三)中所述的骨架密实结构检验方法也可用于单纯的密实结构检验，只要将步骤(二)中的干捣实孔隙率VCA_DRC增加2％～3％，以及步骤(三)中最后的判断步骤只要求沥青砂胶的体积较粗集料的孔隙率大2％～3％，并保持预留孔隙率不小于3％，就可以使粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配符合单纯的密实结构的要求。

14.根据权利要求6所述的粗集料断级配沥青混凝土矿料的级配方法，其特征在于，步骤(二)、(三)中所述的骨架密实结构检验方法也可用于单纯的密实结构检验，只要将步骤(二)中的干捣实孔隙率VCA_DRC增加2％～3％，以及步骤(三)中最后的判断步骤只要求沥青砂胶的体积较粗集料的孔隙率大2％～3％，并保持预留孔隙率不小于3％，就可以使粗集料断级配沥青混凝土的矿料级配符合单纯的密实结构的要求。