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。各项指标的试验方法都是经验性的，不能评价改性沥青，而且没有反映沥青在路面使用过程中经过长期老化的情况等等。因此，要求制定统一的反映沥青在各个阶段的使用性能，既能反映普通沥青的路用性能，又能评价改性沥青的路用性能的标准的呼声甚高。

在这样的情况下，1982年10月美国运输部（DOT）联邦公路总署（FHWA）委托国家研究中心（NRC）所属的交通运输部（TRB）“在短时间内，实施集中的、战略性的公路研究计划（Strategic Highway Research Porgram,简称SHRP），以取得具有投资效益的成果”。这就是美国战略性公路研究计划SHRP的由来。

2、美国SHRP/SUPERPAVE沥青结合料路用性能规范简介

美国战略性公路研究计划（SHRP）是道路部门的一项划时代的研究项目，它的研究成果将会对国际公路事业做出巨大的贡献。SHRP从1984年设立办公室，经过1987年10月～1993年3月约5年半的研究，将长期使用性能研究（LTPP）及各项推广应用的持续性研究转给了FHWA。其中关于沥青的研究成果，包括材料规格、试验方法、混合料配合比设计、使用性能评价等，并将这些成果综合统称为SUPERPAVE(Superior Performing Asphalt Pavement)。SUPERPAVE TM作为一个注册商标，确切地说可称为“沥青及沥青混合料路用性能规范”。这个体系的一整套沥青结合料的路用性能规范（AASHTO MP1）和沥青混合料性能规范，尤其引人注目。与以往任何一个沥青标准不同的是，SHRP沥青结合料路用性能规范是建筑在沥青材料的各项路用性能的基础上提出的评价指标，因此SHRP的研究者认为，它不仅适用于普通沥青，也适用于改性沥青。目前此规范正由AASHTO和FHWA组织在全国验证、推广，以便在近期成为AASHTO的正式标准。

美国SHRP沥青结合料路用性能规范如表2-1，AASHTO MP1将沥青分为四个等级和21个亚级，四个等级为PG52、PG58 PG64 PG70,亚级从-10℃～-46℃，每6℃一档。PG 是Pe-formance 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适用范围。如前所述，SUPERPAVE沥青结合料路用性能等级（PG）按当地的温度条件确定：设计最高温度：7d最高平均路面温度；

设计最低温度：年极端最低温度。

同时，根据道路等级、交通量确定保证率为95﹪（平均值）或98﹪。例如PG58-28,表示该级沥青适用于最高路面设计温度不超过58℃，最低路面设计温度不低于-28℃的地区。

沥青按使用温度分级这是前所未有的。SHARP开始曾经使用过气温，即最高月平均气温及冬季极限最低气温作为划分依据。根据美国5313个和加拿大1515个国家级气象站台的数据资料，为使温度分级更为科学，提出由空气温度改为路面沥青混合料温度。高温设计温度采用一年中温度最高的7D周期的由空气温度转换过来的路表下20MM深处的平均最高温度（即7D的最高温度的平均值），称为MAXPVT。低温设计温度则是路表温度，且等于空气温度，以年最低气温表示，称为MINPVT。这些温度分别成为高温稳定性及低温开裂性指标的试验温度。

SHRP沥青路用性能规范一反往常试验方法相同、不同等级的沥青取不同标准值的做

法。而采用各项指标的要求值为一常数，所不同的只是各个沥青等级适用的地区采用相应的试验温度不同，这也是前所未有的。此规范最根本的特点是各项指标明确与各项路用性能直接相关，因此它不仅适用于普通的直馏沥青，还适用于改性沥青。规范列入的各种路用性能指标包括：

高温时抵抗永久变形的能力（高温稳定性）；

低温时抵抗路面温缩开裂的能力（低温抗裂性）；

抗疲劳破坏的能力（耐疲劳性）；

抗老化性能；

施工安全性、可操作性；

沥青的抗水损害能力与集料性质密切相关，故列入沥青混合料规范的指标中。

在表2-1中，以PG-22为例，如表2-2所示。可以看出各项指标的测试项目和特点。此等级沥青适用于温度70℃～－22℃的范围。试验需要采用3种样品：

a、原样沥青；

b、RTFOT后的残留沥青，模拟经热拌热铺后成型的沥青；

c、RTFOT后又经PAV长期老化的残留理清，模拟已经使用5年左右的路面沥青结合料；

PG70-22示例表2-2