OGFC沥青混合料配合比设计在于确定铺筑且压实后的混合料的排水性能及耐久性。多孔隙的沥青混合料不同于传统密级配沥青混合料，属于骨架空隙结构，这种结构的特点是粗颗粒集料彼此紧密相连，石料与石料能够形成互相嵌挤的骨架，细集料较少，不足以充分填充骨架空隙，混合料的空隙率较大（15%-25%）。这样，单以马歇尔配合比设计方法决定沥青用量将不合实际，因此沥青用量的设计必须考虑到空隙率目标值能达到使粗级配粒料间有适当透水系数的连通孔隙，以使路面上的雨水能及时排除；且为确保耐久性，包裹于粗粒料颗粒表面的沥青膜能尽可能增大。各国研究人员为此相继开发出大孔隙沥青混合料设计方法，并在实践中不断改进和完善。其中美国和日本在这方面展开过系统的研究，并形成了较为成熟的混合料设计方法，因此在这里详细地介绍了两国OGFC混合料的设计方法，同时吸取其中的优点，总结出本课题所采用的OGFC沥青混合料的设计方法和技术标准。
美国OGFC设计方法
美国早期的OGFC是以提供抗滑功能为主，其结构层厚度只有19mm。因此对沥青混合料来说，其最大公称粒径较小，为9.5mm。经过研究与长期使用总结出的FHWAT.31建议的OGFC的级配范围，见表2-1。年，美国联邦公路局制订了一套OGFC设计规范[10]，许多州交通部都在使用这种方法，有些州交通部报告称他们的OGFC性能很好，也有一些其他州由于其性能不好或缺乏足够的耐久性已停止使用OGFC。
但近年来，OGFC使用的级配和沥青胶结料类型都有了很大改进。最近美国国家沥青技术中心（NCAT）对OGFC使用有经验的州进行调查，虽然各州的经验有所不同，但该调查中有一半州认为OGFC使用的很好，而使用OGFC的州中超过70%的州报告称OGFC的使用寿命在8年以上。
材料选择
进行沥青混合料设计时，选取合适的材料以及确定其在混合料设计中占有合适的比例非常重要。OGFC混合料的表面积一般比普通密级配混合料表面积的1/2还小，因此OGFC混合料中集料的接触很少，接触点的应力更高。必须使用安全的、坚硬的破碎集料。颗粒形状应近立方体，洛杉矶磨耗值建议小于25%。破碎集料的扁平细长颗粒应小于15%。大于2.36mm的颗粒应占整个集料的80%以上。至少75%的集料有两个或两个以上的破碎面，且至少有90%的颗粒应有一个或一个以上的破碎面。对于重交通路段，通常要求%的颗粒有两个或两个以上的破碎面。
一些业主对于集料的磨光要求比洛杉矶磨耗值要求高。为了保持良好的、耐久的微观纹理，从而保证路表面具有良好的抗滑性能，必须使用不易磨光的集料。另外，粗集料也必须不易破碎。如果集料太软弱，OGFC混合料在生产和摊铺过程中及重交通荷载作用下会破碎，一般不希望集料发生破碎，这样会改变OGFC的级配。
OGFC混合料只能使用人工机制砂作细集料，用石灰岩矿粉作填料。由于是开空隙结构，OGFC路面老化得更快，使用相对较软的沥青胶结料老化得会慢一些。沥青膜较厚时，OGFC混合料的耐久性和使用寿命都会更长。欧洲十多年的使用经验表明，使用改性沥青和合适的纤维有利于增加沥青膜厚度，从而提高OGFC混合料的使用性能和寿命。
OGFC混合料设计方法
在进行配合比设计时，美国研究成果认为OGFC混合料与SMA类似，也是一种间断级配，其设计思路与SMA相近，认为混合料的骨架嵌挤状态必须满足压实混合料的粗集料间隙率VCA小于粗集料干捣VCA，即VCAmixVCADRC。
在欧洲和美国，一般用马歇尔方法成型OGFC混合料试件并进行进一步的试验分析。由于OGFC现场压实功有一定限制，不宜过压，因此马歇尔每面击实次数一般为20～50之间。美国佐治亚州也采用旋转压实仪压实次，他们的研究人员认为这样的压实效果相当于马歇尔击实50次。
为了能提供足够的内部空间，以便于排水和减小噪音，NCAT建议OGFC的设计及现场空隙率应大于18%。许多欧洲的OGFC标准实践推荐最小空隙率在17～20%，因为压实后很难保证空隙率大于22%，而且这样也不实用。初试沥青用量可根据经验取值或采用表面常数Kc确定，但Kc确定沥青用量反映不出改性沥青的效果，因此NCAT在选择最佳沥青用量时吸取其他国家经验，通过多种性能试验进行验证。在美国佐治亚州关于OGFC的研究中，研究人员也采用了析漏和飞散试验作为混合料性能验证的试验方法，并规定混合料的析漏质量损失不得超过总质量的0.3％，飞散试验质量损失不得超过20％。
生产配合比设计时的沥青用量应尽量高，但应满足空隙率和析漏要求。沥青用量高有助于提高OGFC混合料的粘结强度，减少松散和其它性能衰减的可能性，提高耐久性和抗老化能力。与相近的、空隙率较低的密级配混合料相比，大空隙率的OGFC混合料的性能更易受沥青胶结料性能的影响。测定压实试件的密度和空隙率很重要，而稳定度和流值则不作要求，可实测记录。
日本排水路面设计方法
日本曾原封不动地采用美国FHWA的方法设计开级配抗滑表层。不过发现此种路面早期破坏十分严重，而且排水、降噪功能的减退也很快。因此，为了使路面的排水功能与降低噪音效果更加持久，日本开始排水性沥青混合料的研究。日本采用的混合料与欧洲PA相似，采用的最大公称粒径有13.2mm及16.0mm两种，目标空隙率达到20%，铺筑厚度4cm~5cm。日本对于9.5级配类型的排水混合料没有系统的研究成果，缺乏级配选择的依据。近年来，为提高排水性沥青路面的吸音降噪性能，日本对最大公称粒径9.5mm的混合料展开了部分试验研究。
日本对用于排水性路面的沥青材料要求具有抗破坏、抗水损坏、耐久性佳、及抗车辙变形好的特性，多使用高粘度改性沥青，也可以使用改性沥青Ⅰ型及改性沥青Ⅱ型。在使用改性沥青Ⅰ型和改性沥青Ⅱ型时为了增加沥青膜的厚度可添加纤维等，另外为了改善抗剥落性可添加消石灰等物质。日本的所谓高粘度改性沥青，是指在60℃时沥青的绝对粘度大于Pa·s，现在被广泛使用。
在配合比设计上，所采用的方法与美国和欧洲的类似，也需要通过马歇尔试验方法以求得适宜的空隙率，马歇尔击实次数为两面各50次。其确定沥青用量的方法与美国不同，而是以平衡沥青用量不足引起集料松散脱落及沥青用量过大在施工中沥青滴落堵塞孔隙为原则，其具体的确定方法如下：
首先利用理论计算法，根据沥青膜厚度和集料表面积初定沥青用量；
再按±0.5%，±1%变化沥青用量，分别进行析漏试验、飞散试验；
根据析漏试验和飞散试验的结果，以沥青析漏试验的反弯点作为最大沥青用量，以试件飞散试验的反弯点作为最少沥青用量，由此得到沥青用量的范围；
在此范围内再参照马歇尔试验的结果,选择合适的沥青用量作为最佳沥青用量，最后以混合料性能试验进行验证。
配合比设计步骤为：①确定目标空隙率；②材料选择与初试级配的确定；③初试沥青用量计算；④满足目标空隙率级配的确定；⑤确认混合料空隙率，确定最佳沥青用量；⑥混合料检验。