利用SHRP结合料规范评价改性沥青的技术性能

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SBS改性沥青常规指标与SHRP性能指标的关系

性．
预热基质沥青一外掺５Ｂ一高速剪切一低％ｓｓ
・
收稿日期：０４１．０２０－１１基金项目：该研究为西部交通建设科技项目的研究内容（目编号：０．１．０－８项２１８００３）０３
作者简介：饶枭宇（９７一）男，￣７，四川仪陇人，士生，事道路工程方面的研究．博从
ｃ动态剪切流变试验（Ｓ：Ｐ —８，量沥青）ＤＲＴ５９）测的复数剪切模量Ｇ和相位角ｄ，确定沥青的车辙因子（ＧＳ￣）到极限时的温度，征沥青在高／ｉ达ｄ表温时的抗车辙性能．
ｄ弯曲梁流变试验（ＢＴ１８，过量测沥）ＢＲ：Ｐ．）通９青结合料在路面最低设计温度下的蠕变劲度Ｉｓ和蠕变速率ｍ值来反映沥青结合料的抗低温开裂特
摘要：笔者选取了具有代表性的４种国产重交通道路石油沥青和４种专用型道路沥青改性剂，在试验室里采用高剪切的改性工艺制备得到１种ＳＳ改性沥青；６Ｂ运用常规试验方法和ＳＩＰ试验方法，制备得到的ＳＳ改性沥青的Ｉ－Ｒ对Ｂ
高低温性能进行了研究；在综合分析各种沥青的试验结果的基础上，出了常规高低温指标与ＳＩ高低温性能指提ＨＬＰ
针人度、 ℃延度、化点以及多个温度下的动态剪５软
过程中的短期老化，研究将旋转薄膜烘箱老化的本温度定为１３，余操作按规范ＪＪ５ — ０７℃ 其Ｔ２２０中的００

美国SHRP路用性能介绍

及同我国现行规范标准的比较分析目录1、SHRP的由来 (1)2、美国SHRP/SUPERPAVE沥青结合料路用性能规范简介 (2)3、我国现行规范同Superpave的比较与分析 (6)3.1 为何要引进SHRP (6)3.2 材料标准 (7)3.2.1 集料标准 (7)3.3 沥青标准 (12)3.4 设计标准 (13)3.4.1级配 (13)3.4.2集料最大尺寸和集料公称尺寸 (13)3.4.3矿粉与沥青用量比 (14)3．5设计方法 (14)3.6水敏感性评价 (16)3.6.1国规范指标及问题 (16)3.6.2 Superpave规范指标 (17)3.7 密度标准 (18)4总结与建议 (19)及同我国现行规范标准的比较分析1、SHRP的由来美国自20世纪50年代起进行大规模的公路建设，至70年代已经基本上建成州际公路网。

但在1973年世界发生石油危机，由于美国的财政不景气，公路管理、维修的预算大幅度缩减，公路研究经费匮乏，并导致70年代后期起公路的严重损坏。

1982年，汽车超载限制提高了10%,对路面的荷载增加了40¬50%,同时由于普遍采用子午线轮胎，轮胎的接地压力增加，路面的负荷更加增大。

另一方面，石油危机导致美国炼制道路沥青用的原料油中，中东原油份额大幅减少，进入80年代后，从其它国家进口的原油比例又开始大幅增加，从北海、中东、南美、非洲多方位进口，使原油的来源复杂化，质量变动大。

也就是说，路面荷载增加，再生材料使用和原油变动复杂，使路面的质量迅速降低，进入了一个被称为“被荒芜的美国公路”的历史时期。

尤其是对美国这样的个人出行和社会经济的90%依靠公路的汽车社会，公路的荒废引起了社会的广泛关注。

在沥青标准规格方面，当时有两方面的问题普遍受到批评：一是沥青标准是使用了几十年的经验标准，尤其是在美国同时存在三个标准（针入度级标准PEN，原样沥青60℃粘度级标准AC和RTFOT老化后的粘度级标准AR），各州各行其是，另外还有各种改性沥青的各种标准，相当混乱；二是沥青标准指标的试验方法中，没有反映低温性能的指标，不能评价低温开裂的耐久性。

沥青材料的SHRP评价方法

公路运营
混凝土与结构
沥青（研究经费，5000万美元）
主要研究内容四个
路面长期性能
2.SHRP关于沥青材料研究内容
由于沥青路面使用环境很复杂，有车辆、气候、土壤地质条件、材料状况等影响，所以仅靠目前的三大指标和其他简单物理性质指标，不能很好预测路面的使用变化。
SHRP的研究主要任务有三个：
测定结合料高温性能(135℃，旋转粘度弯曲梁流变仪 3Pa·s，施工泵送和摊铺方便 )
旋转粘度仪（RV）
弯曲梁流变仪（BBR）直接拉力仪（DDT）
旋转薄膜烘箱压力老化仪测试结合料低温性能动态剪切流变仪旋转粘度仪
测定入编重力度S和m值（注2）测定破坏应变
2、每个指标所表达的含义和工程意义
（1）闪点－沥青试样在规定尺寸的盛器内，在规定的加热条件下，沥青受热后，其轻质组分蒸发的气体，与周围的空气组成可燃性的混合气体，以火焰引之，在沥青试样表面发生一瞬即灭的闪光时的最低温度，以℃表示。用>230℃控制，表示施工安全性指标；（2）最大粘度－粘度是指沥青试样在规定的温度下，通过规定尺寸的流孔流出规定体积所需的时间。要求135℃时粘度＜3Pas，表示施工性能，例如泵送和操作；
64
PAV老化温度，℃d
动态剪切，TP5： G*sinδ ，最大5000kpa 试验温度@ 10rad/s/, ℃ 物理硬化指数e 蠕变劲度，TP1：f S，最大，300MPa， m－值，最小，0.300 试验温度@ 60s ，℃ 直接拉伸，TP3：f 破坏应变，最小，1.0% 试验温度@1.0mm/min，℃ 25 22
PG 64－ 28 ＜64 ＞－22 ＞－28 ＞－34 ＞－40 34 40

道路石油沥青技术性能-高温及低温性能资料

标
T800

lg
800 A
lg
P25

25
一、沥青的软化点与当量软化点
高温性能
当量软化点
确定方法（二）
较之方法一、更为准确！
根据三个及三个以上温度下的针入度回归PI值，确定A、K
由PI回归公式进行反算：
相
关
指标
T800

lg 800 K A

2.9031 K A
标
T800要求值

50
(2.9031 log P25) 20 PI
(PI
10)

25
一、沥青的软化点与当量软化点
高温
当量软化单
性注意事项：
能
当量软化点取决于沥青的针入度值，它的本质仍然是指
相
数。
关
提出当量软化点并不等于将环球法测定的软化点全盘否
指
定。
标
实测软化点在沥青生产和质量检验上仍然是重要而方便
道路沥青的路用性能
沥青混合料的高温及低温性能
路用性能结构示意图
低温劲度模量
沥
感温性
软化点和当量软化点
青
低温针入度
结
高温性能
合
道
脆粘点与度当量脆点
料的
路沥
低低温温性性能能
DSR（延SHRP）度
高温
青路
抗疲劳性
及
用
低
性
老化性
温
能
低温收缩 DTT（SHRP） BBR（SHRP）
性
粘附性
低温粘度
以针入度为基础，容易掌握；实验设备，推广应用不存在任何困难！

聚合物改性沥青SHRP分级研究

维普资讯
石油｛青＝ｌｊ＿ｊ
ＰＴＲ）ＥＥ（ＬＵＭＨｔＡＳＡＩＴ
第２ｏ卷第６期
聚合物改性沥青ＳＰ分级研究ＨＲ
周谦李荫国郭巍巍李广玉。
ｌ辽宁省交通厅公路管理局（阳１００）沈０３１２沈阳三鑫集有限公司（阳Ｉ０）沈１８１４
摘要采用ＳＩＰ分级方法．对不同ＳＳ改性沥青进行性能分级研究。对加八不同改性ＩＲＢ
剂及其不同用量、定的稳定剂、加剂进行系统研究．特添结果表明改性剂的种类、用量及穗定剂、添加剂对分级结果均存在着一定的影响，对于同种改性刑在一定范围内分级结果没有改
车辙因子、疲劳因子、蠕变劲度等与路用性能密
仪、低温弯曲梁流变仪）
１３试验方法．
切相关的指标建立沥青性能分级体系
。
ＳＳ（乙烯丁二烯嵌段共聚物）Ｂ苯改性沥青可以明显提高基质沥青的高低温性能，尤其对高温性能改善更加明显，并降低温度的敏感性和增强耐老化抗疲劳性能，ＳＳ现已成为道路沥青的主Ｂ
为适应市场及发展的需要，有必要对不同配
方的ＳＳ改性沥青的手矍性能指标进行数据积Ｂ
累。本试验主要针对以下两个方面进行了研究：ａ）不同用阜改性剂的ＳＳ改性沥青ＳＰＢＨＲ

沥青关键技术指标的分析与评价

尘塑叁堂堡±兰生丝奎
翌！兰堡垒
第１章绪论
近几年随着国家对交通基础设施投入的增加，我国的公路建设进入了前所未
有的高速发展阶段。已建成的公路对地方和区域的经济发展及文化交流起到了积
极的促进作用。但是在工程实践中也发现了许多问题，其中路面的早期破坏就是
最突出也是最令人头疼的一个。路面早期破坏的主要形式有：车辙、泛油、沉陷、
在国际上沥青作为公路建设最主要的材料，一直受到大家的重视。特别是自从９０年代以来，国外对沥青材料的研究进入了前所未有的热潮，许多国家和组织都针对本地区的实际情况相继出台了各种道路石油沥青技术标准。
各国现行的沥青标准主要分为三大类：一类是针入度级标准，一类是粘度级标准，还有一类就是美国晟新提出的Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ性能级标准。Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ胶结料
Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅａｎａｌｙｚｅｓａｎｄｅｓｔｉｍａｔｅｓｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｄｅｘｅｓｏｆａｓｐｈａｌｔ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｉｎｄｅｘｅｓｗｈｉｃｈｅｘｐｒｅｓｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ，ｓｕｃｈａｓＰＶＮ、
ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｐａｒａｆｆｉｎｉｎａｓｐｈａｌｔ．Ｔｈｅｒｅｉｓａｔｕｒｎｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｌｌｒｅａｓｔｈｅｄｕｃｔｉｌｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｗｉｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｏｒｏｆｄｕｃｔｉｌｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎａｓｐｈａｌｔｓｕｎｄｅｒｌＯ。Ｃｉｓｎｏｔｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈａｔａｂｏｖｅ１０℃．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄａｔａｏｆｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅｔｅｓｔ，ｕｎｄｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｌＯ＇Ｃａｎｄ５ｃｍ／ｍｉｎ，ｃａｌｌｔｍｌｙｅｘｐｒｅｓｓｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｓｐｈａｌｔａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．

道路石油沥青技术性能-高温及低温性能

四、零剪切粘度
高温性能相关指标
提出背景

现行Superpave 沥青结合料规范通过动态剪切流变试验计算车辙因子G*/ Sinθ,以此来评价沥青结合料的高温性能。然而, FHWA 和沥青协会的试验证明,车辙因子G*/ Sinθ并不能很好地评价聚合物改性沥青的高温性能,许多试验路段的结果也都证实PG高温等级相同沥青的路用性能存在差异,这促使道路工作者着力于寻求更合理的高温性能评价指标。在这一背景下,沥青结合料零剪切粘度 ( Zero Shear - rateViscosity ,ZSV) 的提出在以欧洲为首的许多国家和地区引起了广泛的关注。

确定高温粘度

赛波特粘度计法
RAV 恩格拉粘度计法

乳化沥青和煤沥青

标准粘度计法
二、沥青结合料的粘度
高温性能相关指标
粘度

60℃粘度

60℃恰好处在夏季路面的高温条件，反映路面的实际情况，为了使沥青混合料具有良好的抗流动变形能力，希望沥青在此温度下有较高的粘度。
抗疲劳性老化性
BBR（SHRP）低温粘度
粘附性其他性能指标
玻璃化温度
高温性能问题的提出
高温性能相关指标

沥青路面的高温流动变形问题是世界各国普遍关注的路面损坏形式之一。
我国大部分地区夏季高温，沥青路面温度最高达

70℃，沥青材料接近塑性流动状态，抗变形能力差。

与沥青高温下劲度息息相关。

振动荷载下，沥青的流变特性受到粘弹性的影响，
与静载下有很大不同。
三、动态剪切试验
高温性能相关指标

沥青流变性能的研究

沥青流变性能的研究沥青是一种粘弹性物质，具有一定的流变性质要求，其流变性对沥青路面的性能具有重大影响。

抗流变性能差的沥青路面将会出现车辙、断裂等问题，严重缩短高速公路的使用寿命。

沥青流变研究的样品包括沥青、改性沥青和沥青混合料。

完整的沥青流变性研究，需要涵盖这三种样品。

沥青主要由烷烃（平均相对分子质量在500～800之间）、芳香烃（平均相对分子质量在800～1000之间）、胶质（平均相对分子质量在1300～1800之间）、沥青质（是高度缩合的芳香烃，平均相对分子质量在数千到一万之间）等成分混合而成。

原料沥青的流变性较差，因此在要求严格的高等级公路中，普遍使用改性沥青，如目前国内外应用最广泛的聚合物改性沥青- SBS改性沥青，由于能同时改善沥青的高低温性能且价格便宜，在道路改性沥青中占有很大的份额。

其他的还有PE、EV A、SBR 改性沥青等。

沥青及改性沥青都是流变性相当复杂的混合体系，相应的流变测试方法众多，本文仅就AASHTO和SHRP中的研究方法做一简单介绍。

1993年，美国联邦高速公路管理局（FHWA）的美国国家公路和运输协会（AASHTO）制定了“国家战略性公路研究计划（Strategic Highway Research Program，简称SHRP）”，该计划的研究成果称为Superpave TM，提出了一个按照沥青的路用性能分级（PG分级）的沥青结合料规范，该规范是SHRP计划研究成果的精髓。

PG分级直接采用沥青路面所能承受的高温和低温所形成的温度差作为设计温度范围。

在PG性能分级规范中，用路面最高设计温度下的动态剪切流变试验（DSR）所测的抗车辙因子（G*/sinδ）表征沥青的高温性能，车辙因子G*/Sinδ表明胶浆抵抗流动变形的能力，G*/Sinδ值越大, 则沥青胶浆抵抗高温车辙的能力越强。

在AASHTO《美国各州公路工作者协会设计方法》设计TP5-98 (AASHTO TP5-98，现已更新为T315-08）中明确规定了动态剪切流变测量方法。

shrp实验原理与弯曲流变仪(dsr)使用方法

DSR仪器参数设置
温度设置
根据实验需求，设置所需的温度范围，以模拟
不同的温度条件。
应变设置
设置所需的应变值，以模拟不同的应变条件。
频率设置
其他参数
设置实验的频率，以模拟不同的加载速率。
根据实验需求，还可以设置其他相关参数，如预热时间、冷却时间等。
DSR仪器维护与保养
清洁仪器
定期清洁仪器表面，保持仪器整洁。
在规定温度和加载条件下，对试件施加重复荷载，以模拟车辆对路面的作用。
样品制备
按照规范要求制备沥青混合料圆柱体试件，尺寸为 Φ100mm×63.5mm。
温度控制
将实验温度控制在60℃±0.5℃。
数据记录
记录试件的变形量、应力、应变等数据，用于分析沥青混合料的高温性能。
02 弯曲流变仪(DSR)介绍
检查样品台
定期检查样品台是否平整、无损坏，如有需要更换样品台。
校准仪器
定期对仪器进行校准，以确保实验结果பைடு நூலகம்准确性。
保养仪器
根据仪器使用情况，定期进行保养，延长仪器使用寿命。
04 Shrp实验与DSR仪器结合应用
Shrp实验在DSR仪器中的应用
确定材料流变性质
通过Shrp实验，可以测量材料在动态或静态条件下的流变性质，如粘度、弹性、屈服点等。这些数据对于DSR仪器分析材料性能和行为至关重要。
总结词
该实验通过在DSR仪器上模拟材料老化过程，研究了材料老化对流变性能的影响。
详细描述
在实验中，将材料放置在DSR仪器中，模拟不同的老化条件，如高温、高湿等。通过测量老化前后的应变和应力响应，可以了解材料老化对流变性能的影响，如粘度、弹性等的变化。

[赏析]sup沥青砼

Superpave简介Superpave是Superior Performing Asphalt Pavement的缩写，中文意思就是“高性能沥青路面”。

Superpave沥青混合料是美国战略公路研究计划（SHRP）的研究成果之一。

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。

Sperpave混合料设计分为三个水准：混合料体积设计也称水准I设计，使用旋转压实机（SGC）并根据体积设计要求选择沥青用量。

混合料中等路面性能水平设计也称水准II设计，以混合料体积设计为基础，附加一组SST和IDT试验以达到一系列性能预测。

混合料最高路面性能水平设计也称水准III设计，以混合料体积设计为基础，附加的SST和IDT试验是在一个较宽温度变化范围内进行试验。

由于包含了更广泛的试验范围和结果，完全分析可提供更可靠的性能预测水平。

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。

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。

对于集料，在进行混合料级配设计时，采用控制点和限制区的概念来限定，优选试验级配设计。

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。

所谓Superpave混合料体积设计是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的，方法主要有设计材料选择、沥青混合料拌和、沥青混合料体积分析以及混合料验证，包括体积性质和水敏感性。

PG分级试验

•

•
•
将圆片状沥青试样夹在二个平行板中，一块板固定，一块板上施加固定的应变并以10rad/s摆动速度以 A B A C A 的顺序摆动，测定结合料G*及。

要求：经PAV老化结合料的 G*sin <5000KPa. RTFO老化结合料的 G/*sin >2.2KPa. 未老化的沥青结合料的 G*/sin >1.0KPa.
PG76-10，PG76-16，PG76-22，PG76-28，PG76-34 PG82-10，PG82-16，PG82-22，PG82-28，PG82-34
三、路用性能指标及结合料等级 1.路用性能与指标 1)安全性—用闪点＞230℃控制。 2)泵送与操作—用最大粘度控制,要求135℃时粘度＜3Pas。
第三章
SHRP沥青结合料及沥青混合料测试技术
一、现行结合料规范存在的问题
• 1. 现行规范沥青分类依据是沥青的物理性能：
• 25℃的针入度（稠度）、60℃和135℃时粘度和 15℃时的延伸率等。
硬
针入度
• 2. 现行规范的局限性：
• 1）测定三大指标的温度范围
（15～135℃）比实际路面沥青
应用的温度范围窄。 • 2）按现行规范，相同等级的沥青路用性能相差可能会很大。
七、动力剪切流变试验（DSR）
SHRP采用的动态剪切流变仪（DSR）如图所示，它是属于平板式的流变仪，两块θ8或θ25 的平行板的间距1.1-2.2mm。沥青试样夹在平板之间，一块板固定，一块板围绕着中心轴来回摆 A B AC A 动，完成一个周期。DSR试验过程中，摆动板连续不断地摆动，速度为 10rad/s约等于1.59HZ的频率，图中列出了试验得出的正弦变化的剪应变及剪应力，其相位角是 δ。

PG分级试验

这一研究结果表明，采用DSR 进行温度扫描，相当有效地评价了沥青加入不同比例、不同品种的矿粉、水泥填料后，沥青胶浆高温性能明显提高，但是提高程度不同。相同掺量条件下，水泥优于矿粉，聚丙烯晴纤维优于玄武岩纤维；沥青胶浆与沥青一样具有很强的温度敏感性。掺加聚丙烯晴纤维的沥青胶浆回归曲线较平缓，说明它的感温性能良好，其余各种填料沥青胶浆的感温性相近；短期老化可以整体提高沥青胶浆的粘度与车辙因子，但是没有改变各种填料对高温性能贡献的次序；加入填料后，沥青胶浆疲劳因子显著增大，说明不同填料降低沥青胶浆疲劳性能的程度有所不同。随后进行的混合料试验结果与沥青胶浆试验结果相关性较好，说明应用流变学的方法可以很好评价沥青胶浆的路用性能。
力学元件通过并联和串联组合，形成更为复杂的组合模型，从而最大程度地反映材料真实的力学特性。其基本特性如下表所示。
7.2、基本流变模型
• 1、麦克斯韦尔(Maxwell)模型 • 由一个弹性元件和一个粘性元件串联组成，如下图所示。
7.2、基本流变模型
对粘弹体施加等应变荷载，应力和应变两者均按正弦变化，但应变滞后于应力，δ是滞后相角，即：ε=ε0sinωt , ζ=ζ0sin(ωt+δ)
动态剪切流变试验的几个基本假设条件： • 1、沥青力学性质在整个沥青内部分布是均匀的； • 2、沥青性质在小应变作用下符合线粘弹性原理； • 3、沥青试样与上下底板紧密接触，无滑脱现象。试验时，需要一块和动态剪切流变仪振动板直径相等的沥青试件。试件制备有两种方式： • 1、把足够数量的沥青直接倒在板上以形成足够的厚度； • 2、用模具制备沥青试件，然后把它放在动态剪切流变仪的振动板和固定板之间。 • 采用第一种方式，优点在于方便快捷，缺点在于倒入准确数量的沥青需要经验，倒样时不希望倒得过多或过少，会影响试验的精度，如果试样太多，必须用预热的刮刀将四周刮平，进行修正。

PG分级试验

高温等级的温度指距路表20mm处的温度T20： T20=0.9545(Tair*-0.00618Lat2+0.2289Lat+42.2)-17.78 式中:Tair* —20-30年内连续7天的平均高气温；
Lat —项目所在地区的纬度。低温等级的温度则指路表面的温度Tsuf， Tsuf =0.859Tair-+1.7 。式中：Tair-为20-30年内某一天的最低温度。据项目重要性选定设计温度可靠度,即增减若干倍标准差。
•
用沥青在压力老化箱中的老化来模拟
•
要求：PAV后的抗破坏能力满足要求（抗
永久变形、疲劳开裂、低温开裂及水损害）
PG76-10，PG76-16，PG76-22，PG76-28，PG76-34 PG82-10，PG82-16，PG82-22，PG82-28，PG82-34
三、路用性能指标及结合料等级
1.路用性能与指标 1)安全性—用闪点＞230℃控制。 2)泵送与操作—用最大粘度控制,要求135℃时粘度＜3Pas。 3)过度老化—用沥青质量损失控制,要求:质量损失≯1.0%。 4)永久变形—用G*/sin控制,试验温度为高温等级的温度。
对未老化沥青,要求G*/sin≥1KPa;对经RFTO沥青,要求 G*/sin≥2.2KPa。G*越大,越小,抗车辙能力越强。 5)疲劳开裂—用G*sin控制,要求经PAV沥青G*sin≤5MPa。G*和值越小,材料越具柔性,抗疲劳开裂的能力越强。对PG64-10沥青，试验温度为(64-10)/2加4，即(64-10)/2+4=31℃。 6)低温开裂—对蠕变劲度低于300MPa的经PAV老化的沥青,其劲度随时间的变化率m≥0.3(60s加载后),对300≤S(t)≤600MPa，且m＞ 0.3的结合料,要求直接拉伸的破坏应变≥1.0%。试验温度为低温等级加10℃，如PG64-28，试验温度为-28+10＝-18℃。

美国SHRP计划

Superpave结合料试验设备和目的见下表
设备旋转薄膜烘箱（RTFO）压力老化箱（PAV）目的模拟结合料老化（施工、储运过程）模拟路面服务期老化（硬化，使用过程）
PG 76－ 22 ＜76 ＞－ 22 ＞－ 28 ＞－ 34 28 34
初始结合料闪点温度，T48：最低 ℃ 粘度，ASTM D4402：b 最大，3pa· s，试验温度，℃ 动态剪切，TP5：c G*/sinδ，最小1.00kpa 试验温度@ 10rad/s/，℃ 70 R T F O T (T 2 4 0) 或 T F O T （T 1 7 9）残留沥青质量损失，最大，% 1.00 70 P A V 残留沥青（P P 1） PAV老化温度，℃d 动态剪切，TP5： G*sinδ，最大，5000kpa 试验温度@ 10rad/s/, ℃ 物理硬化指数e 蠕变劲度，TP1：f S，最大，300MPa， m－值，最小，0.300 试验温度@ 60s ，℃ 直接℃拉伸，TP3：f 破坏应变，最小，1.0% 试验温度@1.0mm/min，℃ 34 31 100（110） 28 25 22 报 19 告 37 34 100（110） 31 28 25 76 230 135
SHRP沥青研究主要任务有三个：
*制定以路面性能为基础的沥青胶结料规范；
*制定混合料设计规范；
*将沥青的物理、化学性质、沥青混合料的性质与路用性能联系起来，并进行验证。
三、沥青胶结料性能规范
特点： *沥青的相关指标直接与现场性能建立联系；以路面温度（最高、最低温度）作为沥青分级的依据；
*研究了一套全新的试验设备（旋转压实仪SGC），动力剪切流变仪（DSR），弯曲梁流变仪（BBR）, 直接拉力仪（DDT）等。 *适用于普通沥青和改性沥青。

沥青材料的温度疲劳性能以及SHRP疲劳性能测试方法

•
• •
•。
1.所采用基质基质沥青的质量
2改性剂的改性效果 3.试验温度
试验温度
14 12 10 8 6 4 2 0 0
老化前老化后
400
G*(KP
G*（KPa)
300 200 100 0 老化前老化后 0 0.05 掺量 0.1 0.15 0.2
0.05
0.1 掺量
0.15
0.2
60℃时G*与硅藻土掺量的关系
四. 实验步骤及其影响因素
动态剪切流变仪实验步骤：将沥青（直径为25mm、厚度为1mm）试样夹在一个固定和一个能左右振荡的板之间（原理图），振荡板从A点开始移动到B点，又从B点返回经A点到C点，然后再从C点回到A点，形成一个循环周期。试验角速度为10 rad／s，约相当于3.183Hz。试验采用两块φ25mm或φ8mm的平行板，间距对应为1mm或 2mm。 • 所施加的荷载为正弦荷载，其应力应变波形图。复数剪切模量G*＝τmax／γmax，作用应力和由此而产生的应变之间的时间滞后称之为相位角δ。
二. 温度疲劳性能的试验方法和设备
• 温度疲劳的研究方法一直处在研究之中,目前主要通过对疲劳裂缝进行疲劳研究，裂缝扩展规律研究方法主要有以下两种：
•1、现象法 •2、力学近似法
1、现象法
• 现象法就是采用疲劳曲线表征材料的疲劳性质，即通过确定造成疲劳损坏的温度循环次数，判定沥青温度疲劳特性。
• b 该方法确定的疲劳寿命被定义为一种应力状态下，材料损坏按照裂缝扩展定律，从初始状态增加到危险状态或临界状态的时间。
力学近似法裂缝扩展规律公式 • 根据对已有的裂缝扩展规律公式对比研究，认为Pairs P C的裂缝扩展公式最适合沥青混合料。

再生沥青结合料低温性能SHRP试验研究

４结语
ｇ
Ｉ青ｌｌＢ一沥里重ｌ塑
一
—
—
按照ＳＰ标准，再生沥青低温性能得ＨＲ
到了提高，最低路面设计温度降低一个等级，低温
应用面更广。
— —
１２
—１８
—４２
相同温度下，再生剂及新沥青的加人对老
２１第２期０２年
ＡＢＣ
陆锋
再生沥青结合料低温性能ＳＰ试验研究ＨＲ
５ｍ３４５ｎ５ｎｎ２１Ｏ５５
６５
３Ｏ．Ｏ
一
㈣
一
—
２７．２Ｏ１１．７０．４３０２
ＬｕｅｇＦｎ
（ｒｈｒｇｎｅｉｇ８ｃｎｌｇｏｐｒｔｎＭＣＣ，Ａｎｈｎ１４０ＮｏｔｅｎＥｎｉｅｒｎＬＴｅｈｏｏｙＣｒｏａｉ，ｏｓａ１０９。Ｃｈｎ）ｉａ
ＡｂｔａｔＳＨＲＰｔｓｉｇｐａａｕａｄｖｌａｉｇｍｅｈｄｒｄｐｅｏｅｔｔｅｏｔｍｐｒｔｒｅｆｒｎｅｏｓｒｃ：ｅｔａｐｒｔｓｎｅａｕｔｔｏａｅａｏｔｄｔｔｓｈｌｗｅｅａｕｅｐｒｏｍａｃｆｎｎｗｅｔｅｅｓｈｌ（ａｅｒｍｌｏｄｐｖｍｅｔａｄｏｗｏｋｎｓｏｅｃｉａｅｓｈｌ（ｘｄｗｉｒｌｔｒｌ）ａｈｒｄａｐａｔｔｋｎｆｏｏｄｒａａｅｎ）ｎｆｔｉｄｆｒａｔｖｔｄａｐａｔｍｉｅｔｍｏｅｏｄｍａｅｉｓ．ｈａＴｈｈｎｅｒｇｌｒｙｏｒｅｔｎｉｙａｄｃｅｐｓｅｄｏｅｃｉａｅｓｈｌｗｉｈｍｏｅｏｄｍａｅｉｌｄｉｏｎｈｎｌｅｃｅｃａｇｅｕａｉｆｃｅｐｉｅｓｔｎｒｅｐｅｆｒａｔｔｄａｐａｔｔｒｌｔｒａｄｔｎａｄｔｅｉｆｕｎｅｔｎｖａｉｏｉｈｏｄｍａｅｉｌｄｉｇｒｔｎｌｗｅｅａｕｅｐｒｏｍａｃｆｒａｔａｅｓｈｌａｅｆｕｄｏｔｆｈｇｌｔｒａｄｎａｅｏａｏｔｍｐｒｔｒｅｆｒｎｅｏｅｃｉｔｄａｐａｔｒｏｎｕ．ｖＫｅｒｓｒａｔｖｔｄａｐａｔｌｗｅｅａｕｅｐｒｏｍａｃ；ＳＲＰｅａｕｔｎｍｅｈｄ；ｏｄｍａｅｉｌａｄｎａｅｙｗｏｄ：ｅｃｉａｅｓｈｌ；ｏｔｍｐｒｔｒｅｆｒｎｅＨｖｌａｉｔｏｏｌｔｒｄｉｇｒｔａ

美国SHRP路用性能介绍

美国SHRP路用性能介绍及同我国现行规范标准的比较分析目录1、SHRP的由来 (1)2、美国SHRP/SUPERPAVE沥青结合料路用性能规范简介 (2)3、我国现行规范同Superpave的比较与分析 (6)3.1 为何要引进SHRP (6)3.2 材料标准 (7)3.2.1 集料标准 (7)3.3 沥青标准 (12)3.4 设计标准 (13)3.4.1级配 (13)3.4.2集料最大尺寸和集料公称尺寸 (13)3.4.3矿粉与沥青用量比 (14)3．5设计方法 (14)3.6水敏感性评价 (16)3.6.1国规范指标及问题 (16)3.6.2 Superpave规范指标 (17)3.7 密度标准 (18)4总结与建议 (19)及同我国现行规范标准的比较分析1、SHRP的由来美国自20世纪50年代起进行大规模的公路建设，至70年代已经基本上建成州际公路网。

但在1973年世界发生石油危机，由于美国的财政不景气，公路管理、维修的预算大幅度缩减，公路研究经费匮乏，并导致70年代后期起公路的严重损坏。

1982年，汽车超载限制提高了10%,对路面的荷载增加了40?50%,同时由于普遍采用子午线轮胎，轮胎的接地压力增加，路面的负荷更加增大。

也就是说，路面荷载增加，再生材料使用和原油变动复杂，使路面的质量迅速降低，进入了一个被称为“被荒芜的美国公路”的历史时期。

尤其是对美国这样的个人出行和社会经济的90%依靠公路的汽车社会，公路的荒废引起了社会的广泛关注。

PG分级试验

•
用沥青在压力老化箱中的老化来模拟
•
要求：PAV后的抗破坏能力满足要求（抗
永久变形、疲劳开裂、低温开裂及水损害）
7
PG76-10，PG76-16，PG76-22，PG76-28，PG76-34 PG82-10，PG82-16，PG82-22，PG82-28，PG82-34 8
三、路用性能指标及结合料等级
12
• 五、旋转薄膜烘箱老化试验（RTFOT）
• 将各装有35g结合料的8个样品瓶放入薄膜烘箱中，在163℃条件下用15转/分的速度旋转，同时用喷嘴吹入4000ml/min的热空气使沥青老化，旋转85分钟后称两个试样瓶的质量，计算质量损失率：
•
质量损失率（%用性能与指标 1)安全性—用闪点＞230℃控制。 2)泵送与操作—用最大粘度控制,要求135℃时粘度＜3Pas。 3)过度老化—用沥青质量损失控制,要求:质量损失≯1.0%。 4)永久变形—用G*/sin控制,试验温度为高温等级的温度。
对未老化沥青,要求G*/sin≥1KPa;对经RFTO沥青,要求 G*/sin≥2.2KPa。G*越大,越小,抗车辙能力越强。 5)疲劳开裂—用G*sin控制,要求经PAV沥青G*sin≤5MPa。G*和值越小,材料越具柔性,抗疲劳开裂的能力越强。对PG64-10沥青，试验温度为(64-10)/2加4，即(64-10)/2+4=31℃。 6)低温开裂—对蠕变劲度低于300MPa的经PAV老化的沥青,其劲度随时间的变化率m≥0.3(60s加载后),对300≤S(t)≤600MPa，且m＞ 0.3的结合料,要求直接拉伸的破坏应变≥1.0%。试验温度为低温等级加10℃，如PG64-28，试验温度为-28+10＝-18℃。 9

沥青标号说明有哪些？

【tips】本文由李雪梅老师精心收编整理，同学们定要好好复习！
沥青标号说明有哪些？
沥青标号说明有哪些？
沥青标号是划分沥青等级的一种方法。

沥青标号的划分，又同一个国家的道路石油沥青标准密
切相关。

目前大体可分为三大类：一是针入度分级；另一是
60℃的粘度分级；再就是美国SHRP/SUPER。

PAVE沥青结合料路用性能规范的PG分级。

(1)粘度分级美国的部分州、澳大利亚、加拿大等国采用
此方法对沥青进行分级。

其分级指标主要是60℃的粘度，结合沥青的高温稳定性指标、低温抗裂性指标、抗老化指标、
质量均匀性指标、施工性能指标和安全性能指标等将沥青分
成不同的等级标号，以便于施工设计时的选择。

(2)针入度分级自1918年首先提出后，已应用了近一个世纪，大多数国家均采用针入度分级标准。

该方法的主要分级
指标多数为25℃的针人度，并像粘度分级一样，结合其他各项性能指标将沥青分成不同的等级标号以供选择。

(3)PG性能分级该分级方法是美国SHRP沥青结合料路用性能规范的核心内容，它将沥青分为七个等级和21个亚级，七个等级为PG46、PG52、PG58、PG64、PG70、PG76、PG82，亚级从-10℃- -46Y，每6℃一档。

PG是Performance Grade 之词头，表示反映路用性能，分级直接采用设计使用温度表
示使用范围。

SUPERPAVE沥青结合料路用性能等级按当地的
温度条件确定：。