1、集料相对密度
由于集料具有多孔性，能不同程度的吸收水分和沥青，集料的这种密度特性可采用毛体积密度、表观密度和有效密度来表征。
Gsb：毛体积相对密度，单位体积渗透性材料在空气中质量于体积同密度无气泡蒸溜水在指定温度下在空气中质量之比，集料毛体积相对密度包括渗入集料孔隙中水体积。
Gsa：表观密度，在指定温度下单位体积不渗透性材料在空气中质量于体积同密度无气泡蒸溜水在空气中质量之比，密度不包括集料中渗入孔隙水的体积。
Gse：有效相对密度：在所指定温度下单位体积渗透性材料与同体积同密度无气泡蒸馏水质量之比。
三者关系：Vsb>Vse>Vsa，Gsa>Gse>Gsb。 2、混合料相对密度
热拌沥青混合料在确定混合料体积时采用理论最大相对密度和毛体积密度。
Gmm：理论最大相对密度在指定温度下混合料单位体积沥青和集料在空气中的质量与相同体积相同密度无气泡蒸溜水在空气中质量之比，理论最大相对密度不包括空隙。
Gmb：毛体积相对密度，在指定温度下单位体积压实混合料在空气中的质量与相同体积相同密度无气泡蒸溜水在空气中质量之比，包括空隙。
在Superpave沥青混合料体积配合比分析中，集料采用有效密度Gse，沥青混合料用毛体积相对密度Gmb。测定集料中有效密度有 1、集料浸密度法；
2、测定沥青混合料Gmm再反算Gse。
本课题时采用下式方法计算：Gse=Gsb＋c(Gsa－Gsb) 式中c：系数，Superpave法规定，一般用0.8，如集料面干吸水率大时可用0.6－0.5。
本课题进行的Super16、LK16、Super13、SMA13、AC13五种沥青混合料级配类型研究所涉及到的密度参数结果如表4。
表4各级配类型沥青混合料中各密度参数计算结果汇总表
级配类型 矿质混合料平均表观3密度Gsa(g/cm) 矿质混合料平均毛体3积密度Gsb(g/cm) 矿质混合料有效密度3Gse(g/cm) 沥青混合料最大理论3密度Gmm(g/cm) 沥青混合料毛体积密3度Gmb(g/cm) 集料吸收沥青体积Vba 有效沥青体积Vbe 最佳沥青用量Pbi Super-16 2.71 2.695 2.714 2.528 2.427 0.006021 0.0997 4.5 LK-16 2.72 2.696 2.715 2.529 2.428 0.00602 0.0997 4.5 Super-13 2.719 2.696 2.714 2.517 2.416 0.00563 0.1058 4.8 SMA-13 2.729 2.695 2.722 2.523 2.422 0.00855 0.1058 4.9 AC-13 2.718 2.697 2.714 2.520 2.420 0.0538 0.1058 4.7 （二）、按旋转压实式进行制件测试
Superpave体积设计理论中在压实时除按沥青粘度－温度关系线，以动力粘度0.17±0.02Pa*S定拌和温度；动力粘度0.28±0.03Pa*S定压实温度外，并规定应将拌好的混合料在135℃鼓风烘箱中进行4小时的短期老化后进行压实，采用旋转压实仪，设计压实次数的标准是希望混合料空隙率Va＝4％。本课题进行LK-16、Super-13、SMA-13、AC-13四种级配类型的试验，按每个级配Pbi±0.5％的沥青用量制备5个旋转压实试件，其体积参数测试结果如表5所示。
表5各级配类型沥青混合料Superpave理论旋转压实法试件成果汇总表
级配类型 沥青用量Pb％ 4.1 4.5 LK-16 4.7 5.3 5.8 4.7 5.0 SMA-13 5.4 5.8 6.2 4.0 4.4 Super-13 4.8 5.2 5.6 4.0 4.4 AC-13 4.9 5.2 5.6 表干密度ρf（g/cm3） 2.451 2.469 2.512 2.452 2.478 2.401 2.527 2.424 2.430 2.421 2.374 2.388 2.423 2.411 2.446 2.440 2.450 2.466 2.478 2.465 空隙率Vv％ 3.7 2.4 0.3 1.8 0.0 5.0 3.5 3.0 2.3 2.0 6.8 5.6 3.7 3.6 1.6 4.2 3.2 1.9 0.9 0.9 矿料间隙率VMA％ 13.5 13.2 11.8 14.4 14.0 15.7 15.3 15.7 15.9 16.6 16.1 15.8 15.0 15.7 14.9 13.7 13.7 13.6 13.4 14.3 饱和度VFA％ 72.6 81.8 97.5 87.5 100 68.2 77.1 80.9 85.5 88.0 57.8 64.6 75.3 77.1 89.3 69.3 76.6 86.0 93.3 97.7 粗骨料间隙率VCAmix％ 52.66 52.51 51.80 53.24 52.99 39.67 39.21 39.54 39.64 40.13 59.95 59.86 59.46 59.82 59.41 63.96 63.98 63.92 63.86 64.20 按Superpave体积设计理论旋转压实成型制件试验确定的最佳沥青用量如表6所示
表6 Superpave法确定各级配类型最佳沥青用量
级配类型 最佳沥青用量 LK-16 4.6 SMA-13 5.1 Super-13 4.8 AC-13 4.8 三、马歇尔设计简述
我国热拌沥青混合料马歇尔配合比设计方法的一般规定：①热拌沥青混合料配合比设计包括目标配合比、生产配合比验证三个阶段，通过配合比设计确定沥青混合料的材料，矿料级配和沥青用量。②热拌沥青混合料配合比设计采用马歇尔试验设计方法，并对设计的沥青混合料进行水敏感性和高温稳定性检验。③配合比设计个阶段都必须进行马歇尔试验，经配
合比设计得到的沥青混合料应符合规定技术标准，矿料级配应应符合规范规定要求。④设计配合比方法要求尽量接近设计级配范围中值，尤其包括0.075mm2.36mm和4.75mm等几个尺寸。⑤重交通道各宜偏向级配范围下（粗）限，对于中粒交通宜偏向级配范围上（细）限。我国马歇尔设计方法大致可分成下列几个步骤：集料选择、沥青选择、试件准备、密度与空隙分析、马歇尔稳定度和流值试验、试验结果列表并作图、最佳沥青用量确定、调整设计性质、水稳定性检验、高温稳定性检验、钢渣活性检验、粉胶比检验。
本课题试验仍然对LK16、Super13、SMA13、AC13四个级配类型的沥青混合料按Pbi±0.5％的不同沥青用量制备5组马歇尔试件，每组为两个试件，马氏试件成型温度140℃，击实次数正反面各75次，其试验结果汇总如表7
表7各级配类型沥青混合料马歇尔试验结果汇总表
级配类型 沥青用量Pb％ 4.0 LK-16 4.5 5.0 5.5 5.0 SMA-13 5.5 6.0 6.5 4.0 Super-13 4.5 5.0 5.5 4.5 AC-13 5.0 5.5 6.0 表干密度空隙率3γf（g/cm Vv％ 2.413 2.446 2.459 2.459 2.374 2.400 2.380 2.387 2.354 2.375 2.392 2.396 2.447 2.451 2.462 2.444 5.3 3.3 2.0 1.3 5.6 3.9 2.9 3.0 7.6 6.1 4.7 3.8 3.2 5.4 1.1 1.1 矿料间隙饱和度率VMA％ VFA％ 14.7 14.0 13.9 14.4 17.1 16.7 16.8 18.1 16.7 16.5 16.3 16.6 13.9 17.3 14.3 15.3 63.9 76.5 85.4 91.2 67.3 76.9 78.1 83.6 54.7 63.1 71.3 77.2 76.8 68.9 92.2 92.7 粗集料间稳定度隙率VCA％ MSKN 53.4 53.0 53.0 53.2 40.6 40.2 41.0 41.2 60.3 60.1 60.1 60.2 64.1 64.2 64.2 64.7 9.8 14.0 11.9 11.1 6.1 7.3 6.6 6.4 10.1 10.1 10.3 9.5 15.1 12.7 12.0 10.5 流值 FL0.1mm 32.5 38.0 42.5 41.0 22.0 37.0 41.5 42.5 34.0 30.5 32.5 35.0 30.0 35.0 45.0 52.5 按马氏试验确定的最佳沥青用量值如表8所示
表8各级配马氏试验确定的最佳沥青用量值
OAC1 LK-16 4.7 SMA-13 5.5 Super-13 5.3 AC-13 5.0 （一）、马歇尔体积设计法与Superpave体积设计法的比较
两法都是体积配比分析，都是以空隙率和饱和度作为主要控制指标。根本不同是两者成型方法上，其次是计算理论密度时马氏法集料用视密度得出结果偏大，Superpave集料用有效密度得出合理结果。当马氏法计算理论密度也用有效密度时，则只剩下成型不同的误差。
1、课题试验中采用相同品质沥青和集料，相同级配组成结构和相同沥青用量时，反映出沥青混合料体积参数在两种不同成型方法的差别如表9所示。
表9马氏法和Superpave法试验结果汇总
沥青含量级配类型 Pb％ 4.1 （4.0） 4.5 (4.5) 5.0 (5.0) 5.4 (5.5) 4.0 (4.0) 4.4 (4.5) 表干密度3γf（g/cm 2.451 (2.413) 2.469 (2.446) 2.427 (2.374) 2.424 (2.400) 2.374 (2.354) 2.388 (2.375) 空隙率Vv％ 3.7 (5.3) 2.4 (3.3) 3.5 (5.6) 3.0 (3.9) 6.8 (7.6) 5.6 (6.1) 矿料间隙率VMA％ 13.5 (14.7) 13.2 (14.0) 15.3 (17.1) 15.7 (16.7) 16.1 (16.7) 15.8 (16.5) 饱和度VFA％ 72.6 (63.9) 81.8 (76.5) 77.1 (67.3) 80.9 (76.9) 57.8 (54.7) 粗集料间隙率VCA％ 52.66 (53.4) 52.51 (53.0) 39.21 (40.6) 39.54 (40.2) 59.95 (60.3) 备注：捣实状态下粗集料间隙率 39.6 39.6 39.8 39.8 40.3 40.3 40.9 40.9 LK-16 SMA-13 Super-13 64.6 59.86 （63.1） （60.1） AC-13 4.4 2.450 3.2 13.7 76.6 63.98 （4.5） （2.440） （3.2） （13.9） （76.8） （64.1） 4.9 2.446 1.9 13.6 86.0 63.92 （5.0） （2.451） （5.4） （17.3） （68.9） （64.2） 注：表中数字上排括号为Superpave旋转压实仪成型试件，下排有括号为马氏法成型试件。