superpave沥青路面

研究背景与目的
• 上世纪80年代末，我 国开始了高速公路建 设； 沥青路面的使用寿命 较短， 早期损害较多； 车辙、拥包、推移、 剥落、唧浆和坑塘
superpave技术研究 • 1995年引进技术 ，开始了在我国的研 究，应用历程； 2000年底一段试验路，湖北京珠第一 段试验路，拉开了superpave在中国的 应用； 2005年沪宁高速扩建 ，技术成熟推广； 2008年指标优化研究等。
静止2
－(6) 2 2 2 2
慢3
1 1 1 1
标准4
－(6) 1
1. 设计交通量是设计20 年内的远景交通量，不管设计的路面实际设计年限是多少年， 用20 年的设计交通量ESAL 车道，据此选择合适的N 设计。 2. 静止交通——平均交通速度<20km/h。 3. 慢速交通——平均交通速度20～70km/h。 4. 标准交通——平均交通速度>70km/h。 5. 增加高温等级（一个等级6℃），不调整低温等级。 6. 考虑增加一个高温等级。 事实上，沥青胶结料>PG82-XX 等级应避免使用，当需要调整的高温等级>PG82 时 ，应考虑用PG82-XX 或增加设计一个等级的ESALs（例如：10～30 百万次增加到 ≥30 百万次）
Superpave沥青混合料施工
• 施工准备，原材料，沥青混合料的拌 制，运输，摊铺，碾压成型，接缝， 试验路段施工，开放交通及其他。
• 谢谢大家！
Superpave旋转压实水平
压实参数 N初始 6 7 8 9 N设计 50 75 100 125 N最大 75 115 160 205 很轻的交通量（地方/县级道路；货车被 禁止通行的城市街道） 中等交通量（集散道路；大多数县级道 路） 中等至重交通量（城市街道；州公路； 国家公路；一些乡村州际公路 重交通量（大多数州际公路；爬坡道路； 货车称重站）
沥青混合料设计方法的发展
• 目的:
– 获得符合设计要求的、经济的集料与沥青的 混合物
• 已有的沥青混合料设计方法
– 马歇尔法 – 维姆法
• 新方法
– Superpave旋转压实法
沥青混合料设计的要求
有足够的沥青保证路面的耐久性
在交通荷载作用下有足够的稳定性 有足够的空隙率 – 不能过大，以防止环境破坏 – 不能过小，以便在交通荷载作用下有进 一步压密的空间 有足够的工作性
设计ESALs（ 百万次） <0.3 0.3-<3 3-<30 ≥30
应用的典型道路
当由公路部门自己规定和沥青层厚度≥100mm，估计交通量≥0.3×106 ESALs，除了混合料使用在重要的交通线路上和施工车辆超载很多的情况下， 估计的设计的交通量可以降一级。从混合料设计来说，如果这一层厚度的1/4 在路面下100mm以内，这一层视为路面 100mm以下。 当设计ESALs在3～10×106次ESALs之间，公路部门可以根据当地的经验 和自己的判断是否用N初始=7、N设计=75和N最大=115。
Superpave沥青混合料设计 法
原材料试验 确定粘温曲线 设计集料结构的选择
• • • • 初选级配 试验级配的评价 选择设计级配的最佳沥青用量 性能检验
基于交通速度和交通量水平的沥青胶结料选择
设计ESALS’ （百万次） <0.3 0.3-3 3-10 10-30 ≥30 沥青胶结料PG等级的调整5 交通轴载速度
Superpave混合料体积设计根据沥青混合 料的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率等 体积特性进行热拌沥青混合料设计 • 沥青混合料体积设计过程主要由四 部分组成：①材料选择；②集料级 配选择；③确定沥青混合料最佳沥 青含量；④评估沥青混合料的验证， 包括体积性质和水敏感性。
Suerpave沥青混合料体积设计法对材料、 集料级配、混合料均有严格的规定,包括 胶结料规范、集料规范、混合料规范。
个胶结料规范、混合料设计体系和分析方法。而用
Superpave方法设计的沥青混合料也可以简称Superpave。
• Superpave混合料在设计过程中充分考虑到了气候环境条
件和交通量的影响，在试件成型过程中模拟路面的实际 施工过程。由于采用了新的沥青混合料设计方法，其集 料级配更趋于嵌挤、密实，高温稳定性好，适于交通量 大和抗车辙要求高的公路。在施工确保合适空隙率的前 提下，抗水害性能和抗疲劳性能也较好。Superpave与传 统的AK型和AC型沥青混合料相比，施工难易程度和工程 造价基本相当，也被称为“穷人的SMA”。美国近十年 的使用表明，这种混合料抗车辙性能好，实际使用中也 不易发生早期破坏，Superpave是美国目前应用最多的混 合料，几乎全面推广。
• Superpave沥青混合料设计系统是根据项目 所在地的气候和设计交通量，把材料选择 与混合料设计都集中在体积设计法中，该 方法要求在设计沥青路面时，充分考虑在 服务期内温度对路面地影响，要求路面在 最高设计温度时能满足高温性能地要求， 不产生过量地车辙；在路面最低温度时， 能满足低温性能地要求，避免或减少低温 开裂；在常温范围内控制疲劳开裂。
一般42粘土含量砂当量试验集料资源特性洛杉矶磨耗试验安定性在拌好后采用短期老化来模拟沥青混合料在拌和摊铺压实过程中的老化沥青混合料试件采用旋转压实仪准件压实过程中记录旋转压实次数与试件高度的关系从而对沥青混合料体积特性进行评价
第六组
邱黎 孙德旭 樊昊 章磊 石杨
Superpave高性能沥青路面 • Superpave沥青混合料设计法是一种全 新的沥青混合料设计法，包含 沥青结合料规范，沥青混合料体积设 计方法，计算机软件及相关的使用设 备、试验方法和标准。
如何使用PG 规范
• 确定
– 7天 最高路面温度 – 1天 最低路面温度
Βιβλιοθήκη Baidu
• 根据规范选择试验温度 • 确定沥青结合料性能
对于沥青结合料
• 采用旋转薄膜烘箱试验来模拟沥青混 合料在拌和和摊铺工程中的老化； 采用压力老化容器模拟沥青在路面使 用工程中的老化。
Superpave 沥青结合料规范
分级体系在气候的基础上提出
PG 64 - 22
最低路面温度
Performance Grade（性能 等级） 平均7天最高路面温度
对于集料
粗集料棱角性
细集料棱角性
扁平和细长颗粒
粘土含量（砂当量
粗集料棱角性
0% 破碎面 100% 有 2个或更多破碎面
扁平细长颗粒
细集料棱角性
天然砂: 一般 < 45 机制砂: 一般 > 42
粘土含量 (砂当量试验)
集料资源特性
韧度（洛杉矶磨耗） 安定性 有害物质 级配
洛杉矶磨耗试验
安定性
对于沥青混合料
• 在拌好后，采用短期老化来模拟沥青 混合料在拌和摊铺压实过程中的老化， 沥青混合料试件采用旋转压实仪准备. 试件压实过程中，记录旋转压实次数 与试件高度的关系，从而对沥青混合 料体积特性进行评价。
• 1987年美国公路战略研究计划（SHRP）进行一项为期
五年耗资5000万美元的沥青课题研究，旨在制定一个
新的沥青和沥青混合料规范、试验和设计方法。SHRP 沥青课题的最终研究成果称为Superpave，即高性能沥 青路面的意思，Superpave（Superior Performing Asphalt Pavements）是SHRP沥青研究的成果，包括一