由于热拌薄层沥青混合料AC-5使用寿命长、寿命周期费用低、能提供很平整的行车路表、延长路面使用寿命、改善行驶质量、修正路表缺陷、提高行车安全性、对原路面的结构也有一定补强作用等诸多优点，近年来在路面维修和养护中越来越受到重视。但是国内外还没有成熟的AC-5混合料配合比设计标准，当前Super Pave沥青混合料设计体系里的沥青混合料设计标准都是针对最大公称粒径9.5mm到37.5mm沥青混合料。我国沥青混合料设计体系有针对砂粒式AC-5沥青混合料的相关指标，但是国内对AC-5薄层罩面的研究、应用都很少，我国现行规范存在着对AC-5沥青混合料没有规定粗细集料分解筛孔，AC-5密级配沥青混合料按照不同气候分区设计空隙率还是笼统地采用2％～6％的选择范围等不完善的地方，妨碍了AC-5的规范应用。此外我国现行试验规程方法计算的沥青混合料VMA偏大，VV偏小，VFA偏大，计算体积参数时经常出现矛盾。本文通过总结国内外应用AC-5的级配，结合我国规范级配提出了AC-5试验级配范围，应用Super Pave理论在实验室设计AC-5沥青混合料，应用有效沥青含量计算混合料体积参数，详细分析了影响AC-5沥青混合料体积参数的因素。
AC-5沥青混合料配合比设计
研究中选用两种普遍应用的集料：花岗岩和石灰岩石料，在进行混合料配合比设计时对两种集料的性质进行试验比对，我们可以中看出两种集料都有相似的吸水性能，石灰岩有着较大的密度，花岗岩棱角性较高。在研究中根据贝雷法中第一控制筛孔尺寸的确定方法，即根据混合料集料的公称最大粒径尺寸的0.22倍所对应的相近尺寸作为粗细集料的分界点，AC-5沥青混合料选择1.18mm筛孔为粗细集料分界筛孔。总结国内外的研究经验基础并结合我国砂粒式密集配沥青混合料设计标准，确定本次试验应用的AC-5合成级配控制筛孔推荐通过率范围，
在AC-5沥青混合料配合比设计时每种混合料都采用Super Pave沥青混合料设计体系中的粗型级配、中型级配和细型级配，但是考虑到美国NCHRP研究建议不再保留禁区概念以及业内对Super Pave级配禁区的争论，本次试验研究合成级配不再考虑禁区。每种级配类型选取不同的P0.075（通过0.075mm筛孔的含量）：6％、9％、12％。根据马里兰州和乔治亚州的研究结果，对于AC-5沥青混合料在Super Pave沥青混合料4％的设计空隙率标准上提高设计空隙率，仍然可以得到良好路用性能的混合料，AC-5热拌沥青混合料在设计空隙率4％到7％下都能表现出较好的稳定性与耐久性，此外我国砂粒式密级配沥青混合料设计空隙率按照不同气候分区设计空隙率还是笼统地采用2％～6％的选择范围，考虑到AC-5沥青混合料P0.075比一般混合料要高很多，细集料含量高等因素，我国规范针对砂粒式沥青混合料空隙率范围显然太大。本试验研究在保证混合料合理的沥青含量基础上，设计AC-5沥青混合料时选择设计空隙率4％、6％。
不同混合料配合比设计结果分析
在试验研究中，设计旋转次数为75次，这与当前Super Pave沥青混合料设计体系里单轴荷载范围0.3×106～3×106ESAL次一致，试验试件是在适当沥青含量下通过压实得到高115mm圆柱形标准试件，试验中沥青混合料选用PG67－22沥青。在研究中选用2种集料类型、3种级配类型、3种P0.075、2种设计空隙率，这些不同类型互相组合总共可以得到36种不同的沥青混合料，对不同混合料进行试验分析影响混合料体积参数的因素。
36种不同混合料配合比设计的结果，具体体现了AC-5沥青混合料的最佳沥青含量、VMA、VFA、%Gmm@Nini（设计沥青用量时的密度，初始压实度）、粉胶比以及沥青膜厚度，我们可以从表中数据具体分析影响平均最佳沥青含量的原因、设计空隙率与沥青含量的关系、影响VMA的原因、影响%Gmm@Nini、沥青膜厚度的主要原因。
影响最佳沥青含量的因素分析
从可以看出随着0.075mm筛孔通过率（P0.075）的增加，最佳沥青含量减小。当沥青混合料P0.075为6％时，平均最佳沥青含量为6.2％，当沥青混合料P0.075为9％、12％时，对应的平均最佳沥青含量分别为5.6％、5.1％。沥青混合料P0.075平均增加3％，最佳沥青含量平均下降0.5％。同时最佳沥青含量也受级配类型的影响，细型级配沥青混合料的平均最佳沥青含量最高为6％，粗型级配沥青混合料次之为5.7％，中型级配沥青混合料最低为5.2％。
设计空隙率与沥青含量的关系
从中可以看出沥青混合料最佳沥青含量从较小的4.2％变化到8.0％。花岗岩沥青混合料平均最佳沥青含量为5.9％，比石灰岩沥青混合料的5.4％稍高，这主要是因为花岗岩的表面粗糙，纹理比石灰岩多的原因。沥青混合料在设计空隙率4％时的平均最佳沥青含量为6％，这比设计空隙率6％时的平均最佳沥青含量5.3％高，设计空隙率变化2％左右对应的最佳沥青含量变化0.7％左右。
影响VMA的因素分析
可看出不同的沥青混合料VMA从比较高的20.8％变化到14.2％，结合表5、表6可以看出混合料在最佳沥青含量时的VMA主要受集料类型、P0.075、级配类型的影响。设计空隙率对混合料整体平均VMA的影响不是很明显。花岗岩沥青混合料平均VMA比石灰岩沥青混合料要高1％（17.3％～16.3％）。随着P0.075的增大，平均VMA呈下降的趋势。沥青混合料P0.075为6％时对应的平均VMA为18.3％，9％的P0.075对应16.7％的平均VMA，12％的P0.075对应15.4％的平均VMA。由于中型级配曲线接近最大密度曲线，中型级配沥青混合料的平均VMA最低，为15.9％，细型级配的平均VMA最高为17.7％，粗型级配的平均VMA16.8％介于两者之间。
影响%Gmm@Nini的因素
分析可以看出%Gmm@Nini（初始压实度）从84.0％变化到89.9％，不难看出%Gmm@Nini主要受集料类型、级配类型、设计空隙率的影响。总体上看，AC-5花岗岩沥青混合料有着相对较高的%Gmm@Nini（87.5％），相对于AC-5石灰岩沥青混合料的%Gmm@Nini（86.1％），花岗岩沥青混合料采用较高的沥青含量是为了有助于初期旋转压实。对于不同的级配类型，粗型级配的%Gmm@Nini（85.7％）最低，中型级配和细型级配分别为86.8％、87.9％。从图中可以很明显地看出，随着设计空隙率的增大，%Gmm@Nini平均值在下降。
影响沥青膜厚度的因素分析
在研究中，36种沥青混合料的沥青膜厚度变化范围从3.64μｍ到8.87μｍ，在这里要指出的是这些沥青膜厚度不能同以往沥青混合料沥青膜厚度相比较，由于AC-5相对较小的最大公称粒径和比较高的P0.075，使得混合料细度较高，因此AC-5热拌沥青混合料的沥青膜厚度肯定相对要小。在整个试验过程中，沥青膜厚度主要受集料类型、P0.075、级配类型和设计空隙率的影响。可以看到P0.075对沥青膜厚度的影响最大，当混合料P0.075为6％、9％、12％时对应的沥青膜厚度分别为7.15μｍ、5.59μｍ、4.46μｍ，这是能预想到的，因为P0.075对用来计算沥青膜厚度的混合料的比表面积影响很大。通过试验数据统计分析大体可以看到P0.075增加3％，对应的沥青膜厚度大约减小1.5μｍ。粗型级配沥青混合料平均沥青膜厚度最大为6.51μｍ，细型级配沥青混合料次之为5.41μｍ，中型级配得到的沥青混合料沥青膜厚度最小为5.28μｍ，这主要是因为中型级配曲线接近最大密度曲线，中型级配混合料的密实度最大，这使得中型级配沥青混合料的平均VMA最低，因此在相同的空隙率下中型级配混合料的有效沥青含量也最小，此外中型级配的沥青混合料比表面积也比粗型混合料的比表面积大，结合SuPerPave沥青混合料设计体系沥青膜有效厚度估算公式ＤＡ＝Pｂｅγｂ×ＳＡ（Pｂｅ为沥青含量，γｂ为沥青的相对密度，ＳＡ为集料的比表面积），我们可以看出中型级配沥青混合料平均沥青膜厚度最小与实际理论情况相符。
结语
本文通过总结国内外应用AC-5的级配，结合我国规范级配提出了AC-5试验级配范围，选用两种普遍应用的花岗岩和石灰岩石料，依据SuPerPave理论在设计空隙率4％、6％下在实验室设计粗型、中型和细型3种不同级配的沥青混合料。每种级配类型选取不同的P0.075含量（通过0.075mm筛孔的含量）：6％、9％、12％。2种集料类型、3种级配类型、3种P0.075、2种设计空隙率，这些不同类型互相组合总共可以得到36种不同的沥青混合料。在实验室设计36种不同的AC-5沥青混合料的基础上详细分析了影响AC-5沥青混合料体积参数的因素，主要总结如下。
（1）AC-5沥青混合料最佳沥青含量主要受P0.075的影响，随着0.075mm筛孔通过率（P0.075）的增大，最佳沥青含量会减小；同时最佳沥青含量也受集料类型、级配类型和设计空隙率的影响，细型级配沥青混合料最佳沥青含量最高、粗型级配次之、中型级配沥青混合料最佳沥青含量最小。（2）最佳沥青含量时混合料的VMA受集料类型、P0.075、级配类型的影响。细型级配对应的混合料VMA最高、粗型级配次之，由于中型级配最接近级配最大密度曲线，中型级配混合料VMA最低；随着P0.075的增大，混合料平均VMA呈减小趋势；由于花岗岩粗糙纹理较多，花岗岩沥青混合料VMA大于石灰岩沥青混合料；设计空隙率对混合料整体平均VMA的影响不是很明显。（3）AC-5沥青混合料在设计空隙率4％时的平均最佳沥青含量为6.0％，比设计空隙率6％时的平均最佳沥青含量5.3％高，设计空隙率变化2％左右对应的最佳沥青含量变化0.7％左右。（4）AC-5沥青混合料的%Gmm@Nini（初始压实度）主要受集料类型、级配类型、设计空隙率的影响。细型级配的%Gmm@Nini最高，中型级配次之，粗型级配最低；随着设计空隙率的增大，%Gmm@Nini平均值在下降。（5）AC-5沥青混合料沥青膜厚度主要受集料类型、P0.075、级配类型和设计空隙率的影响，P0.075对沥青膜厚度的影响最大，P0.075越大，沥青膜厚度越小；粗型级配沥青混合料沥青膜厚度最大，细型级配沥青混合料次之，中型级配沥青混合料沥青膜厚度最小。
由于热拌薄层沥青混合料AC-5使用寿命长、寿命周期费用低、能提供很平整的行车路表、延长路面使用寿命、改善行驶质量、修正路表缺陷、提高行车安全性、对原路面的结构也有一定补强作用等诸多优点，近年来在路面维修和养护中越来越受到重视。但是国内外还没有成熟的AC-5混合料配合比设计标准，当前Super Pave沥青混合料设计体系里的沥青混合料设计标准都是针对最大公称粒径9.5mm到37.5mm沥青混合料。我国沥青混合料设计体系有针对砂粒式AC-5沥青混合料的相关指标，但是国内对AC-5薄层罩面的研究、应用都很少，我国现行规范存在着对AC-5沥青混合料没有规定粗细集料分解筛孔，AC-5密级配沥青混合料按照不同气候分区设计空隙率还是笼统地采用2％～6％的选择范围等不完善的地方，妨碍了AC-5的规范应用。此外我国现行试验规程方法计算的沥青混合料VMA偏大，VV偏小，VFA偏大，计算体积参数时经常出现矛盾。本文通过总结国内外应用AC-5的级配，结合我国规范级配提出了AC-5试验级配范围，应用Super Pave理论在实验室设计AC-5沥青混合料，应用有效沥青含量计算混合料体积参数，详细分析了影响AC-5沥青混合料体积参数的因素。
AC-5沥青混合料配合比设计
研究中选用两种普遍应用的集料：花岗岩和石灰岩石料，在进行混合料配合比设计时对两种集料的性质进行试验比对，我们可以中看出两种集料都有相似的吸水性能，石灰岩有着较大的密度，花岗岩棱角性较高。在研究中根据贝雷法中第一控制筛孔尺寸的确定方法，即根据混合料集料的公称最大粒径尺寸的0.22倍所对应的相近尺寸作为粗细集料的分界点，AC-5沥青混合料选择1.18mm筛孔为粗细集料分界筛孔。总结国内外的研究经验基础并结合我国砂粒式密集配沥青混合料设计标准，确定本次试验应用的AC-5合成级配控制筛孔推荐通过率范围，
在AC-5沥青混合料配合比设计时每种混合料都采用Super Pave沥青混合料设计体系中的粗型级配、中型级配和细型级配，但是考虑到美国NCHRP研究建议不再保留禁区概念以及业内对Super Pave级配禁区的争论，本次试验研究合成级配不再考虑禁区。每种级配类型选取不同的P0.075（通过0.075mm筛孔的含量）：6％、9％、12％。根据马里兰州和乔治亚州的研究结果，对于AC-5沥青混合料在Super Pave沥青混合料4％的设计空隙率标准上提高设计空隙率，仍然可以得到良好路用性能的混合料，AC-5热拌沥青混合料在设计空隙率4％到7％下都能表现出较好的稳定性与耐久性，此外我国砂粒式密级配沥青混合料设计空隙率按照不同气候分区设计空隙率还是笼统地采用2％～6％的选择范围，考虑到AC-5沥青混合料P0.075比一般混合料要高很多，细集料含量高等因素，我国规范针对砂粒式沥青混合料空隙率范围显然太大。本试验研究在保证混合料合理的沥青含量基础上，设计AC-5沥青混合料时选择设计空隙率4％、6％。
不同混合料配合比设计结果分析
在试验研究中，设计旋转次数为75次，这与当前Super Pave沥青混合料设计体系里单轴荷载范围0.3×106～3×106ESAL次一致，试验试件是在适当沥青含量下通过压实得到高115mm圆柱形标准试件，试验中沥青混合料选用PG67－22沥青。在研究中选用2种集料类型、3种级配类型、3种P0.075、2种设计空隙率，这些不同类型互相组合总共可以得到36种不同的沥青混合料，对不同混合料进行试验分析影响混合料体积参数的因素。
36种不同混合料配合比设计的结果，具体体现了AC-5沥青混合料的最佳沥青含量、VMA、VFA、%Gmm@Nini（设计沥青用量时的密度，初始压实度）、粉胶比以及沥青膜厚度，我们可以从表中数据具体分析影响平均最佳沥青含量的原因、设计空隙率与沥青含量的关系、影响VMA的原因、影响%Gmm@Nini、沥青膜厚度的主要原因。
影响最佳沥青含量的因素分析
从可以看出随着0.075mm筛孔通过率（P0.075）的增加，最佳沥青含量减小。当沥青混合料P0.075为6％时，平均最佳沥青含量为6.2％，当沥青混合料P0.075为9％、12％时，对应的平均最佳沥青含量分别为5.6％、5.1％。沥青混合料P0.075平均增加3％，最佳沥青含量平均下降0.5％。同时最佳沥青含量也受级配类型的影响，细型级配沥青混合料的平均最佳沥青含量最高为6％，粗型级配沥青混合料次之为5.7％，中型级配沥青混合料最低为5.2％。
设计空隙率与沥青含量的关系
从中可以看出沥青混合料最佳沥青含量从较小的4.2％变化到8.0％。花岗岩沥青混合料平均最佳沥青含量为5.9％，比石灰岩沥青混合料的5.4％稍高，这主要是因为花岗岩的表面粗糙，纹理比石灰岩多的原因。沥青混合料在设计空隙率4％时的平均最佳沥青含量为6％，这比设计空隙率6％时的平均最佳沥青含量5.3％高，设计空隙率变化2％左右对应的最佳沥青含量变化0.7％左右。
影响VMA的因素分析
可看出不同的沥青混合料VMA从比较高的20.8％变化到14.2％，结合表5、表6可以看出混合料在最佳沥青含量时的VMA主要受集料类型、P0.075、级配类型的影响。设计空隙率对混合料整体平均VMA的影响不是很明显。花岗岩沥青混合料平均VMA比石灰岩沥青混合料要高1％（17.3％～16.3％）。随着P0.075的增大，平均VMA呈下降的趋势。沥青混合料P0.075为6％时对应的平均VMA为18.3％，9％的P0.075对应16.7％的平均VMA，12％的P0.075对应15.4％的平均VMA。由于中型级配曲线接近最大密度曲线，中型级配沥青混合料的平均VMA最低，为15.9％，细型级配的平均VMA最高为17.7％，粗型级配的平均VMA16.8％介于两者之间。
影响%Gmm@Nini的因素
分析可以看出%Gmm@Nini（初始压实度）从84.0％变化到89.9％，不难看出%Gmm@Nini主要受集料类型、级配类型、设计空隙率的影响。总体上看，AC-5花岗岩沥青混合料有着相对较高的%Gmm@Nini（87.5％），相对于AC-5石灰岩沥青混合料的%Gmm@Nini（86.1％），花岗岩沥青混合料采用较高的沥青含量是为了有助于初期旋转压实。对于不同的级配类型，粗型级配的%Gmm@Nini（85.7％）最低，中型级配和细型级配分别为86.8％、87.9％。从图中可以很明显地看出，随着设计空隙率的增大，%Gmm@Nini平均值在下降。
影响沥青膜厚度的因素分析
在研究中，36种沥青混合料的沥青膜厚度变化范围从3.64μｍ到8.87μｍ，在这里要指出的是这些沥青膜厚度不能同以往沥青混合料沥青膜厚度相比较，由于AC-5相对较小的最大公称粒径和比较高的P0.075，使得混合料细度较高，因此AC-5热拌沥青混合料的沥青膜厚度肯定相对要小。在整个试验过程中，沥青膜厚度主要受集料类型、P0.075、级配类型和设计空隙率的影响。可以看到P0.075对沥青膜厚度的影响最大，当混合料P0.075为6％、9％、12％时对应的沥青膜厚度分别为7.15μｍ、5.59μｍ、4.46μｍ，这是能预想到的，因为P0.075对用来计算沥青膜厚度的混合料的比表面积影响很大。通过试验数据统计分析大体可以看到P0.075增加3％，对应的沥青膜厚度大约减小1.5μｍ。粗型级配沥青混合料平均沥青膜厚度最大为6.51μｍ，细型级配沥青混合料次之为5.41μｍ，中型级配得到的沥青混合料沥青膜厚度最小为5.28μｍ，这主要是因为中型级配曲线接近最大密度曲线，中型级配混合料的密实度最大，这使得中型级配沥青混合料的平均VMA最低，因此在相同的空隙率下中型级配混合料的有效沥青含量也最小，此外中型级配的沥青混合料比表面积也比粗型混合料的比表面积大，结合SuPerPave沥青混合料设计体系沥青膜有效厚度估算公式ＤＡ＝Pｂｅγｂ×ＳＡ（Pｂｅ为沥青含量，γｂ为沥青的相对密度，ＳＡ为集料的比表面积），我们可以看出中型级配沥青混合料平均沥青膜厚度最小与实际理论情况相符。
结语
本文通过总结国内外应用AC-5的级配，结合我国规范级配提出了AC-5试验级配范围，选用两种普遍应用的花岗岩和石灰岩石料，依据SuPerPave理论在设计空隙率4％、6％下在实验室设计粗型、中型和细型3种不同级配的沥青混合料。每种级配类型选取不同的P0.075含量（通过0.075mm筛孔的含量）：6％、9％、12％。2种集料类型、3种级配类型、3种P0.075、2种设计空隙率，这些不同类型互相组合总共可以得到36种不同的沥青混合料。在实验室设计36种不同的AC-5沥青混合料的基础上详细分析了影响AC-5沥青混合料体积参数的因素，主要总结如下。
（1）AC-5沥青混合料最佳沥青含量主要受P0.075的影响，随着0.075mm筛孔通过率（P0.075）的增大，最佳沥青含量会减小；同时最佳沥青含量也受集料类型、级配类型和设计空隙率的影响，细型级配沥青混合料最佳沥青含量最高、粗型级配次之、中型级配沥青混合料最佳沥青含量最小。（2）最佳沥青含量时混合料的VMA受集料类型、P0.075、级配类型的影响。细型级配对应的混合料VMA最高、粗型级配次之，由于中型级配最接近级配最大密度曲线，中型级配混合料VMA最低；随着P0.075的增大，混合料平均VMA呈减小趋势；由于花岗岩粗糙纹理较多，花岗岩沥青混合料VMA大于石灰岩沥青混合料；设计空隙率对混合料整体平均VMA的影响不是很明显。（3）AC-5沥青混合料在设计空隙率4％时的平均最佳沥青含量为6.0％，比设计空隙率6％时的平均最佳沥青含量5.3％高，设计空隙率变化2％左右对应的最佳沥青含量变化0.7％左右。（4）AC-5沥青混合料的%Gmm@Nini（初始压实度）主要受集料类型、级配类型、设计空隙率的影响。细型级配的%Gmm@Nini最高，中型级配次之，粗型级配最低；随着设计空隙率的增大，%Gmm@Nini平均值在下降。（5）AC-5沥青混合料沥青膜厚度主要受集料类型、P0.075、级配类型和设计空隙率的影响，P0.075对沥青膜厚度的影响最大，P0.075越大，沥青膜厚度越小；粗型级配沥青混合料沥青膜厚度最大，细型级配沥青混合料次之，中型级配沥青混合料沥青膜厚度最小。