阅读说明：本技术 一种废旧轮胎粉橡胶沥青混合料矿料级配的设计方法 (Design method for mineral aggregate gradation of waste tire powder rubber asphalt mixture ) 是由 贾晓敏 房立文 刘华智 马艳 张登伟 何怡 郭庆来 赵丽媛 张�杰 于 2020-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种废旧轮胎粉橡胶沥青混合料矿料级配的设计方法,该方法将工程用沥青混合料的连续级配曲线分为多段,第一段为粗集料粒径段,第二段为细集料粒径段,第三段为关键筛孔粒径段,第四段为分别位于粗集料粒径段和细集料粒径段的分界筛孔粒径段,第五段为最大公称粒径与矿粉段,每段采用不同的i值设计矿料级配组成新范围。采用前述方法得到的橡胶沥青混合料经各项指标测试,结果表明：矿料级配组成连续稳定均衡,变异性小,对难以铺筑与压实的技术难题有较大改进。此外,本发明提出的方法对推动废旧轮胎在道路工程中的应用,构建“资源节约型”、“环境友好型”的交通发展模式,带动相关产业发展具有一定的社会意义。(The invention discloses a design method of mineral aggregate gradation of waste tire powder rubber asphalt mixture, which divides a continuous gradation curve of asphalt mixture for engineering into a plurality of sections, wherein the first section is a coarse aggregate particle size section, the second section is a fine aggregate particle size section, the third section is a key sieve pore size section, the fourth section is a boundary sieve pore size section respectively positioned in the coarse aggregate particle size section and the fine aggregate particle size section, the fifth section is a maximum nominal particle size and mineral powder section, and each section adopts different i values to design mineral aggregate gradation to form a new range. The rubber asphalt mixture obtained by the method is tested by various indexes, and the result shows that: the mineral aggregate gradation composition is continuous, stable and balanced, has small variability, and greatly improves the technical problem of difficult paving and compaction. In addition, the method provided by the invention has certain social significance for promoting the application of the waste tires in road engineering, constructing a traffic development mode of resource saving type and environment-friendly type and driving the development of related industries.)

一种废旧轮胎粉橡胶沥青混合料矿料级配的设计方法

技术领域

本发明属于城市道路和公路等橡胶沥青路面技术领域，具体涉及一种废旧轮胎粉橡胶沥青混合料矿料级配的设计方法。

背景技术

我国经济已由高速增长转向高质量发展阶段，着力推进“绿色发展、循环发展、低碳发展”，建设资源节约型、环境友好型社会，实现经济可持续发展是基本国策。交通运输在国民经济中具有先导性、基础性、战略性和服务性作用，为了加快推进交通运输行业转型升级和提质增效，将绿色发展理念融入到交通运输发展的全过程和各方面，才能形成与资源环境承载力相匹配、与生产生活生态相协调的交通运输发展新格局。

公路建设与养护是高资源占用、高能源消耗、高碳排放行业。近年来，我国公路每年新增里程超过10万千米，道路的建设和维修养护消耗石油沥青2200～2400万吨，拌制热拌沥青混合料需要消耗燃料油300～350万吨，因道路维修养护产生废旧沥青混合料7000～9000万吨，然而仅有约40％的废旧沥青混合料得到循环利用。与此同时，经济发展水平逐渐提高，汽车的生产、消费数量大幅增加，我国每年产生超过2.5亿条废旧轮胎，废旧轮胎的回收率和利用率都处于较低水平。因此，将废旧轮胎循环利用于道路的建设和养护，变废为宝，在道路设计、施工、运营、养护过程中，积极推行废旧沥青路面材料再生和循环利用、推广废旧轮胎等工业废料的综合利用，形成一个符合循环经济模式的产业链，将引领道路工程行业的科学发展，符合“建设资源节约型、环境友好型交通行业”的需要。

废旧轮胎粉橡胶沥青混合料是由废旧轮胎橡胶粉与沥青及矿质混合料组成的复合材料。废旧轮胎的主要成分是天然橡胶和合成橡胶、碳黑、硫等，沥青和橡胶都是高分子有机类材料，高温下橡胶粉与沥青混合充分溶胀后生成橡胶沥青；橡胶沥青的微观改性机理研究表明：橡胶沥青的结构体系为沥青与胶粉相互交联、相互镶嵌的网状双连续相网络体系，同时也是固液两相体系，因此橡胶沥青具有高粘、高弹、温度敏感性低的特性，而我国还没有针对废旧轮胎粉橡胶沥青混合料矿料的配合比设计方法。目前，各粒径矿料级配组成及沥青用量的确定，一般采用与普通沥青混合料矿料配合比相同的比例，但是橡胶沥青混合料组成中橡胶沥青的含量通常高于普通沥青混合料中沥青的含量，且集料级配多为粗型。由于混合料中粗集料结构的嵌挤作用，橡胶沥青路面施工中，存在橡胶沥青混合料拌合生产温度高、现场压实困难等缺陷。因此，需要针对废旧轮胎粉橡胶沥青的特性，提出一种新颖的矿料配合比设计方法，并确定与其相适应的矿料级配组成，以改善橡胶沥青混合料在生产施工中的不足，推广橡胶沥青应用。

发明内容

针对现有橡胶沥青混合料在生产施工中存在的不足，本发明的目的在于提出一种废旧轮胎粉橡胶沥青混合料矿料级配的设计方法，该方法将工程用沥青混合料的连续级配曲线分为多段，每段采用不同的i值设计矿料级配组成。

本发明结合变i法及贝雷法计算沥青混合料矿料级配组成i值的分布规律，理论基础如下：

(1)i法

同济大学道路与交通研究所在70年代参照n法和k法，提出当颗粒的粒径以1/2递减时直接以“通过百分率的递减率i”为参数的矿料级配组成设计计算算法(简称i法)，即当矿料中最大粒径为D₁时，其通过率为100％；则D₂＝D₁/2时，其通过率为100i²％；余类推。以公式表示为：

p_x＝100(i)^x-1％ 公式一

式中：p_x-当颗粒的粒径以1/2递减时，矿料在第x级筛的通过率，％；

x-矿料粒径的级数，最大粒径为D₁时，x＝1；则D₁/2时，x＝2；余类推；

i-通过百分率的递减系数。

根据实践经验，提出了i＝0.65～0.75的取值范围时可以得到比较密实和使用效果满意的混合料。通常做基层时取i＝0.65；用作面层，如最大粒径较大时，取i＝0.70～0.75为佳，如最大粒径较小时，取i＝0.65～0.70为佳。气候寒冷地区i取大值，气候温暖地区i取小值。

(2)变i法

长安大学陈忠达教授认为目前现有的矿料级配算法中，除n法外，其它算法均只适用于各级粒径以1/2递减的情况，无法满足我国沥青混合料常用级配的孔筛划分标准，而n法是以最大密度曲线理论为基础，设计的级配难以形成骨架密实结构，不能适应现代交通对集料级配的要求。他结合试验提出一种适合于我国普通沥青混合料矿料级配和多级嵌挤密实级配的算法，由于粗集料级配与细集料级配分取不同的i值，故称其为变i法。各级筛孔d_x矿质混合料通过率表达式为：

p_x＝100(i)^x％ 公式二

式中：矿料粒径的级数D-最大粒径，mm；d_x-各粒径的相应方孔筛孔径(如16、13.2、9.5、···、0.075mm)。

相对i法，变i法采用各粒级的相应粒径代替dx＝D/2x，既考虑了各级粒径以1/2递减的情况，又考虑了各级粒径不以1/2递减的级数计算情况，更适合于我国沥青混合料级配筛孔的划分标准。并得出结论：当采用i₁＝0.65～0.75计算粗集料级配、i₂＝0.62～0.77计算细集料级配时，可进行AC-16级配的设计；当采用i₁＝0.45～0.56计算粗集料级配、i₂＝0.80～0.91计算细集料级配时，可进行SMA-16级配的设计；当采用i₁＝0.84～0.90计算粗集料级配、i₂₁＝0.68～0.72和i₂₂＝0.54～0.56计算细集料级配时，可进行Sup-12.5级配的设计。

(2)贝雷法

由美国伊利诺伊州交通部的罗伯特·贝雷(Robert Bailev)于20世纪80年代提出了一种系统的级配组成设计方法，其主要思想是以形成的集料骨架作为混合料的承重主体，使设计的混合料能具有较高的抗车辙性能，同时通过调整粗细集料的比例，获得合适的矿料间隙率(VMA)，以保证设计混合料有较好的耐久性。贝雷法同时也是一种级配组成分析检验法，其提出了用于评价集料级配的一系列参数，这些参数直接与矿料间隙率、空隙率及压实性能相关，有助于更好的理解集料级配与混合料中空隙率体积的关系，为评价合成级配提供了一套工具。矿质集料的级配组成确定以后，需对集料的体积特性进一步分析。分析时先将合成级配分成三个部分：第一部分是合成级配的粗集料部料中含有部分，即最大粒径与PCS之间的集料；合成集料的细集料又被分成粗、细两个部分，其分界点称为第二控制筛孔(SCS)，且SCS＝PCS×0.22；细料的细部同样被再分一次，以第三控制筛(TCS)作为分界点，且TCS＝SCS×0.22。

对合成级配用CA、FAc及FA_f三个参数进行分析。这些参数发生变化式中，将引起混合料体积特性、施工特性以及使用性能的变化。

(2.1)CA比

CA比为粗集料比，这个参数用于评价矿料中粗集料部分的嵌挤填充情况。计算公式如下：

式中：P_D/2-粒径为D/2(D为公称最大粒径)筛孔的通过率，％；P_pcs-第一控制筛孔的通过率，％。

CA比对沥青混合料的体积持性有重要影响，它反映了粗集料中大粒径颗粒与D/2～PCS粒径颗粒之间的均衡关系，这种均衡关系将影响混合料的压实特性和路用性能。CA比增大混合科的空率和VMA，因为粗集料中D/2～PCS粒径颗粒增多，降低了集料压实效果。另外，VMA随CA比变化的大小也与集料的形状和表面纹理有关。

(2.2)FAc比

把细集料重新视为一混合料，并将其分成粗、细两个部分，细集料中粗料部分形成的空隙由细料部分进行填充。FAc比就是用来反映细集料中粗料部分与细料部分的嵌挤、填充情况，计算公式如下：

式中：Pscs-第二控制筛孔的通过率，％。

(2.3)FA_f比

FA_f比反映合成集料中最细一级的嵌挤情况，计算公式如下：

式中：P_TCS-第三控制筛孔的通过率，％。

在前述现有理论的基础上，本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种废旧轮胎粉橡胶沥青混合料矿料级配的设计方法，包括以下步骤：

第一步：依据《公路沥青路面施工技术规范》，确定工程用连续密级配沥青混合料矿料级配组成范围及其相应的级配曲线；

第二步：将工程用沥青混合料的连续级配曲线划分为五段，第一段为粗集料粒径段，第二段为细集料粒径段，第三段为关键筛孔粒径段，第四段为分别位于粗集料粒径段和细集料粒径段内的分界筛孔粒径段，第五段为最大公称粒径与矿粉段，其中第四段内的分界筛孔包括贝雷法指定的D/2粒径筛孔、第二控制筛孔、第三控制筛孔；根据沥青混合料矿料级配组成范围内各级筛孔的通过率及变i法计算第一段、第二段、第三段分别对应的i值范围，根据沥青混合料矿料级配组成范围各级筛孔的通过率及变i法、贝雷法计算第四段的i值范围，其中i为筛孔的通过百分率的递减系数；

第三步：根据第二步得出的i值范围，结合变i法计算得到相应的矿料级配组成新范围，其中第五段内最大公称粒径筛孔的通过率为100％，0.075mm及以下粒径筛孔的通过率为3～7％；

第四步：针对第三步得到的矿料级配组成新范围，通过马歇尔试验确定矿料级配最佳油石比；

第五步：根据第三步得到的矿料级配组成新范围及第四步得到的最佳油石比生产橡胶沥青混合料，其中橡胶来自废旧轮胎、其添加量为沥青添加量的18～20％；并依据《公路沥青路面施工技术规范》，采用路用性能指标对所生产的橡胶沥青混合料进行试验。

第二步中，粗集料粒径段、细集料粒径段的i值计算方式一致，包括以下子步骤：

(1)依据《公路沥青路面施工技术规范》，确定工程用连续密级配沥青混合料的最大粒径、公称最大粒径及该段内各级筛孔的通过率；

(2)针对该段内的各级筛孔，根据公式计算相应的矿料粒径的级数x，其中D为混合料的最大粒径、d_x为各级筛孔的孔径；

(3)针对该段内的各级筛孔，根据公式二计算相应的i值分布区间；

(4)确定该段内各级筛孔相应的i值分布区间的交集，获得该段的i值范围。

第二步中，关键筛孔粒径段的i值计算方式包括以下子步骤：

(1)依据《公路沥青路面施工技术规范》，确定工程用连续密级配沥青混合料的最大粒径、公称最大粒径及关键筛孔的通过率；

(2)针对关键筛孔，根据公式计算相应的矿料粒径的级数x，其中D为混合料的最大粒径、d_x为关键筛孔的孔径；

(3)针对关键筛孔，根据公式二计算相应的i值分布区间；

(4)确定关键筛孔相应的i值分布区间与粗集料粒径段的i值范围、细集料粒径段的i值范围的交集，获得关键筛孔粒径段的i值范围及相应的通过率。

第二步中，分界筛孔粒径段的i值计算方式包括以下子步骤：

(1)根据贝雷法，确定工程用连续密级配沥青混合料的D/2粒径筛孔与第一控制筛孔、第二控制筛孔、第三控制筛孔，其中第一控制筛孔为关键筛孔；

(2)限定分界筛孔的i值范围小于该分界筛孔所属粗集料粒径段或细集料粒径段的i值范围，根据公式三和公式二计算D/2粒径筛孔的i值范围，根据公式四和二计算第二控制筛孔的i值范围，根据公式五和公式二计算第三控制筛孔的i值范围。

第五步中，橡胶的规格为20～80目，最佳为40目。

采用本发明提出的方法得到的废旧轮胎粉橡胶沥青混合料经各项指标测试，结果表明：矿料级配组成连续稳定均衡，变异性小，对难以铺筑与压实的技术难题有较大改进。采用前述混合料构建的沥青路面各项性能良好，同时降低了施工温度，有害气体排放量减少，节能降耗效果较显著。此外，本发明提出的方法对推动废旧轮胎在道路工程中的应用，构建“资源节约型”、“环境友好型”的交通发展模式，带动相关产业发展具有一定的社会意义。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例详细说明。

具体实施方式

以下结合较佳实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

本实施例提出的一种废旧轮胎粉橡胶沥青混合料矿料级配的设计方法，包括以下步骤：

第一步：依据《公路沥青路面施工技术规范》，确定工程用连续密级配沥青混合料AC-25的矿料级配组成范围：26.5mm筛孔的通过率为90～100％，19mm筛孔的通过率为75～90％，16mm筛孔的通过率为65～83％，13.2mm筛孔的通过率为57～76％，9.5mm筛孔的通过率为45～65％，4.75mm筛孔的通过率为24～52％，2.36mm筛孔的通过率为16～42％，1.18mm筛孔的通过率为12～33％，0.6mm筛孔的通过率为8～24％，0.3mm筛孔的通过率为5～17％，0.15mm筛孔的通过率为4～13％，0.075mm及以下筛孔的通过率为3～7％。

第二步：将工程用沥青混合料AC-25的连续级配曲线划分为五段，第一段为粗集料粒径段，第二段为细集料粒径段，第三段为关键筛孔粒径段，第四段为分界筛孔粒径段，第五段为最大公称粒径与矿粉段。根据混合料AC-25的矿料级配组成范围内各级筛孔的通过率及变i法计算第一段、第二段、第三段分别对应的i值范围，根据混合料AC-25的矿料级配组成范围内各级筛孔的通过率及变i法、贝雷法计算第四段对应的i值范围。

(1)粗集料粒径段的粒径分布范围为19.0mm～9.5mm，该段主要由粗粒径矿料组成，用于形成矿料的骨架主要结构，其通过百分率的递减系数定义为i₁，i₁的计算方式如下：

(1.1)参照规范，确定不同规格的混合料的最大粒径、公称最大粒径及该段内各级筛孔的通过率。本实施例中混合料规格为AC-25，最大粒径取值为31.5mm，公称最大粒径取值为26.5mm，19mm筛孔的通过率为75～90％、16mm筛孔的通过率为65～83％、13.2mm筛孔的通过率为57～76％、9.5mm筛孔的通过率为45～65％；

(1.2)针对该段内的各级筛孔，根据公式计算相应的矿料粒径的级数x，例如：混合料AC-25的最大粒径D取值为31.5mm、筛孔d_x的孔径为19mm，计算得到相应的级数x为0.73；

(1.3)针对该段内的各级筛孔，根据公式p_x＝100(i)^x％计算相应的i值分布区间，例如：19mm筛孔的通过率p_x为75～90％，相应的i值分布区间为0.674～0.866；16mm筛孔的通过率为65～83％，相应的i值分布区间为0.644～0.827；13.2mm筛孔的通过率为57～76％，相应的i值分布区间为0.638～0.803；9.5mm筛孔的通过率为45～65％，相应的i值分布区间为0.631～0.779；

(1.4)确定该段内各级筛孔相应的i值分布区间的交集，获得粗集料粒径段的i₁值，依据表1可得：粗集料粒径段内各级筛孔相应的i值分布区间的重叠区域上限i值为0.674、下限i值为0.779，因而粗集料粒径段的i₁值为0.674～0.779。本实施例采用前述取值方式的原因为：由粗集料粒径段内的任意i₁值计算得到的筛孔通过率必须符合规范针对各级筛孔规定的范围，举例：如果i₁取值为0.638，那么依据公式p_x＝100(i)^x％计算，粗集料粒径段内19mm筛孔的通过率为72％、16mm筛孔的通过率为64.4％，均不符合规范针对19mm、16mm筛孔规定的范围(参见第一步)；如果i₁从交集中取值，计算得到的各级筛孔通过率肯定符合规范的规定。

(2)细集料粒径段的粒径分布范围为2.36mm～0.15mm，该段主要由细粒径矿料组成，用于填充粗集料骨架空隙，其通过百分率的递减系数定义为i₂，i₂的计算方式与i₁相同，简述如下：

(2.1)参照规范，确定不同规格的混合料的最大粒径、公称最大粒径及该段内各级筛孔的通过率。本实施例中混合料规格为AC～25，最大粒径取值为31.5mm，公称最大粒径取值为26.5mm，2.36mm筛孔的通过率为16～42％、1.18mm筛孔的通过率为12～33％、0.6mm筛孔的通过率为8～24％、0.3mm筛孔的通过率为5～17％、0.15mm筛孔的通过率为4～13％；

(2.2)针对该段内的各级筛孔，根据公式计算相应的矿料粒径的级数x，例如：混合料AC-25的最大粒径D取值为31.5mm、筛孔d_x的孔径为1.18mm，计算得到相应的级数x为4.74；

(2.3)针对该段内的各级筛孔，根据公式p_x＝100(i)^x％计算相应的i值分布区间，例如：2.36mm筛孔的通过率p_x为16～42％，相应的i值分布区间为0.612～0.793；1.18mm筛孔的通过率为12～33％，相应的i值分布区间为0.639～0.792；0.6mm筛孔的通过率为8～24％，相应的i值分布区间为0.643～0.779；0.3mm筛孔的通过率为5～17％，相应的i值分布区间为0.640～0.768；0.15mm筛孔的通过率为4～13％，相应的i值分布区间为0.659～0.767；

(2.4)确定该段内各级筛孔相应的i值分布区间的交集，获得细集料粒径段的i₂值，依据表1可得：细集料粒径段内各级筛孔相应的i值分布区间的重叠区域上限i值为0.659、下限i值为0.767，因而细集料粒径段的i₂值为0.659～0.767。

(3)关键筛孔粒径段的粒径为4.75mm，作为粗细集料粒径段的过渡筛孔段，其通过百分率的递减系数定义为i₃，i₃的计算方式与i₁、i₂大体相同，简述如下：

(3.1)参照规范，确定不同规格的混合料的最大粒径、公称最大粒径及关键筛孔的通过率。本实施例中混合料规格为AC-25，最大粒径取值为31.5mm，公称最大粒径取值为26.5mm，4.75mm筛孔的通过率为24～52％；

(3.2)针对4.75mm筛孔，根据公式计算相应的矿料粒径的级数x为2.73；

(3.3)针对4.75mm筛孔，根据公式p_x＝100(i)^x％计算相应的i值分布区间为0.593～0.787；

(3.4)确定4.75mm筛孔相应的i值分布区间与i₁值范围、i₂值范围的交集，获得关键筛孔粒径段的i₃值为0.674～0.767，使其同时满足粗集料粒径段、细集料粒径段，由公式二得到：相应的筛孔通过率为34.1～48.5％。

(4)分界筛孔粒径段，其包括的分界筛孔分别位于粗集料粒径段和细集料粒径段中。请参阅表3，根据贝雷法指定的D/2粒径与第一控制筛孔(PCS)、第二控制筛孔(SCS)、第三控制筛孔(TCS)，在混合料AC-25矿料级配中D/2及各分界筛孔对应孔径依次为13.2mm、4.75mm、1.18mm、0.3mm。根据公式三以及表4，结合第一控制筛孔(即关键筛孔粒径段)的通过率，并限定分界筛孔的i值范围小于所属粗集料粒径段的i₁值范围，由CA值计算得出13.2mm筛孔(即D/2筛孔)的i₄值为0.675～0.770；根据公式四以及表4，结合第一控制筛孔的通过率，并限定分界筛孔的i值范围小于所属细集料粒径段的i₂值范围，由FA_C值计算得出1.18mm筛孔(即第二控制筛孔)的i₄值为0.659～0.741；根据公式五以及表4，结合第一控制筛孔的通过率，并限定分界筛孔的i值范围小于所属细集料粒径段的i₂值范围，由FA_f值计算得出0.3mm筛孔(即第三控制筛孔)的i₄值为0.659～0.730。

(5)最大公称粒径与矿粉段包含连续级配最大与最小粒径矿料，公称最大粒径主要控制粒径范围，结构层厚度不小于公称最大粒径的2.5倍；矿粉主要增加橡胶沥青胶浆比表面积，增强与矿料的裹覆能力。该段材料在矿料级配骨架形成与空隙填充中为非主要参与粒径。因此该段中，对于混合料AC-25，公称最大粒径为26.5mm，其通过率控制在100％，相应的i₅值为1；矿粉段，橡胶沥青黏度高且结构为双连续相结构体系，其粒径分布范围为0.075mm及以下，其通过率建议为3％～7％，平均通过率为5％。

第三步：根据第二步得出的i值范围，针对混合料AC-25，通过公式二计算得到相应的矿料级配组成新范围，结果见表5；

第四步：针对第三步得到的矿料级配组成新范围，选择油石比4.9％±0.5、5.2％±0.5、5.5％±0.5、5.8％±0.5、6.1％±0.5进行马歇尔试验，确定矿料级配最佳油石比，如表7所示；

第五步：根据步骤(3)得到的矿料级配组成新范围及步骤(4)得到的最佳油石比生产橡胶沥青混合料，其中沥青添加量由油石比计算得到，橡胶由废旧轮胎制得、其规格为20～80目、其添加量为沥青添加量的18％-20％；而后依据规范，采用路用性能指标对所生产的橡胶沥青混合料进行试验。

针对本实施例生产的橡胶沥青混合料RAC-25，采用浸水马歇尔稳定度、车辙稳定度、渗水系数等指标进行试验，试验结果如表8-表10所示。

各项路用性能指标试验结果表明：本实施例生产的橡胶沥青混合料矿料级配组成连续稳定均衡，变异性小。

实施例二

本实施例提出的一种废旧轮胎粉橡胶沥青混合料矿料级配的设计方法，包括以下步骤：

第一步：依据《公路沥青路面施工技术规范》，确定工程用连续密级配沥青混合料AC-20的矿料级配组成范围：19mm筛孔的通过率为100％，16mm筛孔的通过率为78～92％，13.2mm筛孔的通过率为62～80％，9.5mm筛孔的通过率为50～72％，4.75mm筛孔的通过率为26～56％，2.36mm筛孔的通过率为16～44％，1.18mm筛孔的通过率为12～33％，0.6mm筛孔的通过率为8～24％，0.3mm筛孔的通过率为5～17％，0.15mm筛孔的通过率为4～13％，0.075mm及以下筛孔的通过率为3～7％。

第二步：将工程用沥青混凝土混合料AC-20的连续级配曲线划分为五段，第一段为粗集料粒径段，第二段为细集料粒径段，第三段为关键筛孔粒径段，第四段为分界筛孔粒径段，第五段为最大公称粒径与矿粉段。

(1)粗集料粒径段的粒径分布范围为16mm～9.5mm，该段主要由粗粒径矿料组成，用于形成矿料的骨架主要结构，其通过百分率的递减系数定义为i₁，i₁的计算方式如下：

(1.1)参照规范，确定不同规格的混合料的最大粒径、公称最大粒径及该段内各级筛孔的通过率。本实施例中混合料规格为AC-20，最大粒径取值为26.5mm，公称最大粒径取值为19mm，16mm筛孔的通过率为78～92％、13.2mm筛孔的通过率为62～80％、9.5mm筛孔的通过率为50～72％；

(1.2)针对该段内的各级筛孔，根据公式计算相应的矿料粒径的级数x，例如：混合料AC-20的最大粒径D取值为26.5mm、筛孔d_x的孔径为9.5mm，计算得到相应的级数x为1.48；

(1.3)针对该段内的各级筛孔，根据公式p_x＝100(i)^x％计算相应的i值分布区间，例如：16mm筛孔的通过率p_x为78～92％，相应的i值分布区间为0.712～0.892；13.2mm筛孔的通过率为62～80％，相应的i值分布区间为0.620～0.800；9.5mm筛孔的通过率为50～72％，相应的i值分布区间为0.626～0.801；

(1.4)确定该段内各级筛孔相应的i值分布区间的交集，获得粗集料粒径段的i₁值，依据表2可得：粗集料粒径段内各级筛孔相应的i值分布区间的重叠区域上限i值为0.712、下限i值为0.800，因而粗集料粒径段的i₁值为0.712～0.800。

(2)细集料粒径段的粒径分布范围为2.36mm～0.15mm，该段主要由细粒径矿料组成，用于填充粗集料骨架空隙，其通过百分率的递减系数定义为i₂，i₂的计算方式与i₁相同，简述如下：

(2.1)参照规范，确定不同规格的混合料的最大粒径、公称最大粒径及该段内各级筛孔的通过率。本实施例中混合料规格为AC-20，最大粒径取值为26.5mm，公称最大粒径取值为19mm，2.36mm筛孔的通过率为16～44％、1.18mm筛孔的通过率为12～33％、0.6mm筛孔的通过率为8～24％、0.3mm筛孔的通过率为5～17％、0.15mm筛孔的通过率为4～13％；

(2.2)针对该段内的各级筛孔，根据公式计算相应的矿料粒径的级数x，例如：混合料AC-20的最大粒径D取值为26.5mm、筛孔d_x的孔径为1.18mm，计算得到相应的级数x为4.49；

(2.3)针对该段内的各级筛孔，根据公式p_x＝100(i)^x％计算相应的i值分布区间，例如：2.36mm筛孔的通过率为16～44％，相应的i值分布区间为0.591～0.791；1.18mm筛孔的通过率为12～33％，相应的i值分布区间为0.624～0.782；0.6mm筛孔的通过率为8～24％，相应的i值分布区间为0.630～0.770；0.3mm筛孔的通过率为5～17％，相应的i值分布区间为0.629～0.760；0.15mm筛孔的通过率为4～13％，相应的i值分布区间为0.649～0.760；

(2.4)确定该段内各级筛孔相应的i值分布区间的交集，获得细集料粒径段的i₂值，依据表2可得：细集料粒径段内各级筛孔相应的i值分布区间的重叠区域上限i值为0.649、下限i值为0.760，因而细集料粒径段的i₂值为0.649～0.760。

(3)关键筛孔粒径段的粒径为4.75mm，用于分界粗集料粒径段、细集料粒径段，其通过百分率的递减系数定义为i₃，i₃的计算方式与i₁、i₂大体相同，简述如下：

(3.1)参照规范，确定不同规格的混合料的最大粒径、公称最大粒径及关键筛孔的通过率。本实施例中混合料规格为AC-20，最大粒径取值为26.5mm，公称最大粒径取值为19mm，4.75mm筛孔的通过率为26～56％；

(3.2)针对4.75mm筛孔，根据公式计算相应的矿料粒径的级数x为2.48；

(3.3)针对4.75mm筛孔，根据公式p_x＝100(i)^x％计算相应的i值分布区间为0.581～0.792；

(3.4)请参阅表2，确定4.75mm筛孔相应的i值分布区间与i₁值范围、i₂值范围的交集，获得关键筛孔粒径段的i₃值为0.712～0.760，使其同时满足粗集料粒径段、细集料粒径段，相应的筛孔通过率为43.1～50.6％。

(4)分界筛孔粒径段。请参阅表3，根据贝雷法指定的D/2粒径与第一控制筛孔(PCS)、第二控制筛孔(SCS)、第三控制筛孔(TCS)，在混合料AC-20矿料级配中D/2及各分界筛孔对应孔径依次为9.5mm、4.75mm、1.18mm、0.3mm。根据公式三以及表4，结合第一控制筛孔(即关键筛孔粒径段)的通过率，并限定分界筛孔的i值范围小于所属粗集料粒径段的i₁值范围，由CA值计算得出9.5mm筛孔(即D/2筛孔)的i₄值为0.743～0.799；根据公式四以及表4，结合第一控制筛孔的通过率，并限定分界筛孔的i值范围小于所属细集料粒径段的i₂值范围，由FA_C值计算得出1.18mm筛孔(即第二控制筛孔)的i₄值为0.656～0.736；根据公式五以及表4，结合第一控制筛孔的通过率，并限定分界筛孔的i值范围小于所属细集料粒径段的i₂值范围，由FA_f值计算得出0.3mm筛孔(即第三控制筛孔)的i₄值为0.649～0.726。

(5)最大公称粒径与矿粉段包含连续级配最大与最小粒径矿料，公称最大粒径主要控制粒径范围，结构层厚度不小于公称最大粒径的2.5倍；矿粉主要增加橡胶沥青胶浆比表面积，增强与矿料的裹覆能力。该段材料在矿料级配骨架形成与空隙填充中为非主要参与粒径。因此该段中，对于混合料AC-20，公称最大粒径为19mm，其通过率控制在100％，相应的i₅值为1；矿粉段，橡胶沥青黏度高且结构为双连续相结构体系，其粒径分布范围为0.075mm及以下，其通过率建议为3％～7％，平均通过率为5％。

第三步：根据步骤(2)得出的i值范围，针对混合料AC-20，通过公式二计算得到相应的矿料级配组成新范围，结果见表6；

第四步：针对步骤(3)得到的矿料级配组成新范围，选择油石比4.9％±0.5、5.2％±0.5、5.5％±0.5、5.8％±0.5、6.1％±0.5进行马歇尔试验，确定矿料级配最佳油石比，如表7所示；

第五步：根据步骤(3)得到的矿料级配组成新范围及步骤(4)得到的最佳油石比生产橡胶沥青混合料，其中沥青添加量由油石比计算得到，橡胶由废旧轮胎制得、其规格为40目、其添加量为沥青添加量的18％-20％；而后依据规范，采用路用性能指标对所生产的橡胶沥青混合料进行试验。

针对本实施例生产的橡胶沥青混合料RAC-20，采用浸水马歇尔稳定度、车辙稳定度、渗水系数等指标进行试验，试验结果如表8-表10所示。

各项路用性能指标试验结果表明：本实施例生产的橡胶沥青混合料矿料级配组成连续稳定均衡，变异性小。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。