第14 讲美国Superpave设计方法 (一)

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Superpave沥青路面设计与应用

Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ沥青路面设计与应用介绍了Superpave混合料的详细设计过程和检测数据。

通过对设计实例的探讨，以求指导路面设计与施工。

标签：Superpave 配合比设计施工应用0 引言Superpave（Superior Performing Asphalt Pavements）即高性能沥青路面，它是美国公路战略研究计划(SHRP)的重要研究成果。

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。

本文以在江苏南通204国道海安段扩建工程的改性沥青混合料Sup20下面层配比设计为基础，对Superpave混合料设计方法进行探讨。

1 原材料所用1#、2#集料为浙江长兴产石灰岩，3#、4#集料为宜兴佳乐产石灰岩，沥青为泰州中海产70＃道路石油沥青，矿粉为溧阳中亚产，进行集料性质试验和沥青的密度试验。

2 设计集料结构的选择2.1 集料筛分及配合比设计依据Superpave设计方法，在选择设计集料结构时，首先调试选出粗、中、细三个级配，根据集料的性质算出三个级配的初始用油量。

然后用初始用油量成型试件，根据试验计算出三个级配的沥青混合料在空隙率为4%时的沥青用量及相应体积性质、矿料间隙率（VMA）、饱和度（VFA）、矿粉与有效沥青之比（F/A）等。

级配曲线见图1。

2.2 试验级配的评价根据各个级配的估算沥青用量和以往经验，用4.2%的沥青用量成型试件，普通沥青混合料的拌和及成型温度由粘温曲线确定，采用旋转压实仪成型试件，设定旋转压实仪的单位压力为0.6MPa。

根据交通量数据选择压实次数N最初=8次，N设计=100次，N最大=160次。

根据Superpave设计标准，在进行估算用油量成型试件时，将旋转压实次数设定在N设计，本次试验为N设计=100次，依据估算沥青用量下各级配旋转压实试验结果可以得出级配1、2满足Superpave设计要求，根据经验选择级配2为设计级配。

浅谈Marshall及Superpave设计方法

２０１３年第３期（总第２２９期）
黑龙江交通科技
ＨＥＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧＪＩＡＯＴ３
（ＳｕｍＮｏ．２２９）
浅谈Ｍａｒｓｈａｌｌ及Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计方法
冀辉
（衡水市公路勘测设计所）摘要：从设计方法对比、实验结果对比两个方面介绍了Ｍａｒｓｈａｌｌ及Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计方法。
文章编号：１００８— ３３８３（２０１３）０３— ００４６— ０２
关键词：Ｍａｒｓｈａｌｌ；Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ；设计方法中图分类号：１３４１２文献标识码：Ｃ
１设计方法对比
与Ｍａｒｓｈａｌｌ及Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ（ＬｅｖｅｌＩ）设计法相相比，ＧＴＭ级配选择，结合料选择，成型方式，Ｍａｒｓｈａｌｌ设计方法由美国密西西比州工程师Ｍａｒｓｈａｌｌ提设计法在设计等级划分，出，并且在以后由美国陆军工程兵团进行了完善。Ｍａｒｓｈａｌｌ控制指标等多个方面存在差异。设计方法的最初是借用土工试验中击实成型试件，寻找最大（１）设计等级划分Ｍａｒｓｈａｌｌ：以交通量，即标准轴载累积作用次数进行设计密度、确定最佳含水量的思想来确定沥青混合料的合理沥青该法只是按照交通量将公路分为高速及一级公路用量，基本上属于体积设计方法。Ｍａｒｓｈｌａｌ试验方法的最大等级划分，Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ：适用于８ＯｋＮ标准优点是注意到了沥青混合料的密度、孔隙率、稳定度和流值和二级及以下公路两个等级；０６的轻交通量；ＧＴＭ：ＧＴＭ混合料试验中的特性，通过分析以获得沥青混合料合适的孔隙率与饱和轴载交通量小于１度，求得最佳沥青用量。目前采用的部颁标准（公路沥青路所使用的是轮胎与路面直接接触压强，设计荷载与车的载轮胎接地面积、轮胎硬度有关，因此，这样更接近于沥青面施工技术规范ＪＴＧＦ４０— ２ｏ０４）结合了我国多年的研究成重、果和生产实践采用三阶段设计，综合考虑沥青混合料的水稳路面的实际受力状态。性、抗车辙能力，低温抗裂性能，求得沥青混合料的最佳沥青（２）级配选择用量。由于该试验方法操作简单，设备价格便宜，便于携带Ｍａｒｓｈａｌｌ：根据级配范围以及试验确定；Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ：对矿控制点 ” 和“ 禁区” 的概念，级配范围限制性等特点，目前是世界上绝大多数国家进行沥青混合料配合比料级配提出了“ 设计和施工质量控制的主要方法。增强；ＧＴＭ：根据Ｍａｒｓｈｌａｌ方法确定，并可根据Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ方美国ＳＨＲＰ计划的核心成果是两个规范和一个方法，即法进行级配优化。沥青胶结料性能分级规范、沥青混合料路用性能规范、沥青（３）结合料选择混合料设计方法。Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ混合料设计方法是ＳＨＲＰ计划Ｍａｌ￣ｈａ１］：符合《公路沥青路面施工技术规范》ＪｒＩ ’ ＧＦ４０— 研究成果中最重要的组成部分，Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ混合料设计根据２００４要求；Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ：以Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ性能分级选取沥青胶结设计交通量大小，即以８ＯｋＮ标准轴载交通量１０６和１０７为料；ＧＴＭ：可参照根据Ｍａｒｓｈａｌｌ及Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ方法确定。分界点，将设计分为ＬｅｖｅｌＩ低交通量水平设计、ＬｅｖｅｌＩ１中（４）成型方式等交通量水平设计和Ｌｅｖｅｌ Ⅲ高交通量水平设计等三个水Ｍａｒｓｈａｌｌ：Ｍａｒｓｈａｌｌ击实成型，成型方法不能准确模拟车平。ＬｅｖｅｌＩ级设计为混合料体积设计，集料特性和混合料轮对路面的作用情况，并且容易造成粗集料的破碎，从而改体积特性，如空隙率、矿料间隙率是选择沥青等级和用量的变矿料级配；Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ：Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ旋转压实机（ＧｙｒａｔｏｒｙＣｏｎｒ－基础；ＬｅｖｅｌＩＩ、ＬｅｖｅｌⅢ为中、高等路面性能水平的混合料设ｐａｃｔｏｒ）压实成型，以旋转压实方式成型试件，且压实功不固计，是体积设计基础上进行一套混合料性能试验，从而可以定，因交通量水平、气温而变；ＧＴＭ：旋转压实剪切实验机预测路面随时间而产生的永久变形，疲劳开裂和低温开裂的ＧＴＭ压实成型，试验受力状态与混合料使用受力状态一致。程度，该方法是力图将实验方法与指标同沥青路面野外性能（５）油石比选择建立起直接的联系，通过控制高温车辙，低温以及疲劳开裂，Ｍａｒｓｈａｌｌ：通过体积参数确定最佳油石比；Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ：通以全面提高路面的路用性能。然而，至２００６年为止，现在我过体积参数确定最佳油石比；ＧＴＭ：考虑在设计荷载下的力们用的是ＬｅｖｅｌＩ，ＬｅｖｅｌＩＩ、ＬｅｖｅｌＩＩＩ包括美国都还没有实际学指标控制旋转剪切系数ＧＳＦ以及控制旋转稳定系数ＧＳＩ应用，还处于研究阶段，故Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ方法仍然是体积设计确定最佳油石比，从而控制混合料的抗剪切以及抗永久变形法。能力。

superpave沥青混合料设计方法探讨

超级沥青混合料（Superpave）设计方法是由美国国家公路和交通安全
管理局（NHTSA）提出的一种新的沥青混合料设计方法，它能够更好
地反映沥青混合料在使用中的性能。

Superpave结合了受控实验和数理
优化的原理，不仅关注路面技术性能，还关注经济性、社会影响等因素，同时融合多个专业知识，极大提高了沥青路面设计的质量。

Superpave设计过程一般分为三个主要步骤：1. 使用受控实验建立标准
路面组合；2. 通过平行狭窄法来确定组合用量；3. 针对现有环境和性
能要求上的特定条件的控制实验，确定平行狭窄法的沥青配方。

首先，通过对自然混合料的均质性、填充性、抗滑移性等性质的测试，确定沥青混合料的终验控理模式，即Superpave标准路面组合（MPV），并确定各种物料的正确比例和用量，以确定一组满足性能要求的路面
组合方案。

其次，利用狭窄平行法（NIP）来设定组合用量，这是沥青混合料超级路面设计的核心部分，其目的是确定合理的组合用量，以确保沥青混
合料的最终封层性能是环境和动力要求下的最优解。

最后，是要经过控制实验，也就是根据当前环境和性能要求来确定平
行狭窄法确定的沥青配方，为此，我们可以对不同温度下的沥青混合
料进行抗压、抗冲击、冷性混合等性能测试，确定其良好的性能。

超级沥青混合料设计方法以其高效率、科学性和多功能替代了旧有的
路面设计方法，广泛应用于全球的沥青路面设计，它的使用能够保证
沥青路面的质量，实现疲劳抗裂抗环境和气候损伤的标准化，为建设
高质量高性能的沥青路面提供技术支持。

Superpave超级路面辗压工艺探讨

Superpave 超级路面辗压工艺探讨一、引言超级路面辗压工艺，英文名称为Superpave (Superior Performing Asphalt Pavements)，是由美国交通部创立的一种新型的路面材料试验标准。

这种新型试验标准是专门为了改进公路建设而设计的，其目的是能够提高公路的持久度和耐久性，减少公路建设成本和时间。

在国外，这种试验标准已经得到广泛的应用，其试验标准已经得到了国际标准化组织的认可。

二、超级路面辗压工艺的实验流程1、聚酰胺细胞聚酰胺细胞是超级路面辗压工艺中最基本的原材料之一，它是由芳香族二胺和芳香族二酸酐反应而成。

其主要特点是具有很高的强度和刚性，因此在公路建设中使用聚酰胺细胞时，能够在其表面形成均匀的涂层，提高了路面的抗渗透性和耐久性。

2、沥青混合料沥青混合料是超级路面辗压工艺中另一重要的原材料。

它由沥青、碎石、沙子等多种材料混合而成。

在超级路面辗压工艺中，沥青混合料是路面中最重要的一部分，是公路建设中最重要的组成部分。

沥青混合料在路面上的作用主要有两个方面：一是使路面的质量更加稳定；二是使路面更加耐久，更加耐用。

3、加工设备超级路面辗压工艺中要使用到的加工设备包括了聚合釜、干燥设备、混合设备、铣刨机等。

这些设备均需要经过严格的检测，符合规定标准才可以投入使用。

4、制备工艺在制备超级路面辗压工艺时，需要先将聚酰胺细胞与沥青混合料混合，再经过干燥、加热、混合等多个加工程序进行加工，加工后的超级路面材料即可用于公路建设中。

三、超级路面辗压工艺的领域应用1、公路建设领域超级路面辗压工艺在公路建设领域中有着广泛的应用，可以显著提高公路的永久性和耐久性，同时还能够减少公路建设成本和时间。

在世界许多国家和地区均已广泛应用超级路面辗压工艺进行公路建设。

2、空军和海军基地领域在美国，超级路面辗压工艺还被用于空军和海军基地的建设中。

这也就是说，超级路面辗压工艺不仅可以用于公路建设，还可以用于其它领域的建设中。

美国SHRP计划3.9

二、沥青研究的主要内容
沥青胶结料和混合料的路用性能规范
主要研究内容有六个
沥青胶结料性能试验沥青混合料的加速性能试验沥青水敏感性沥青样品准备和条件沥青炼制指南及沥青成分分析技术
沥青研究项目总经费5 沥青研究项目总经费5千万美元 4.5亿人民币），整个SHRP经亿人民币），整个SHRP （约4.5亿人民币），整个SHRP经费的1/3 有世界各国30 1/3。 30个多个单费的1/3。有世界各国30个多个单位参加，经世五年时间取得22 22项位参加，经世五年时间取得22项成果，其中superpave superpave混合设计方成果，其中superpave混合设计方法就是其中最重要的成果之一。法就是其中最重要的成果之一。
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，% 动态剪切，TP5： G*/sinδ，最小，2.20kpa 试验温度@ 10 rad/s/，℃ 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 1.00 76 230 135

Superpave沥青混合料设计法

摘
要：对Ｓｐｒａｅ沥青混合料设计法进行简单介绍的基础上，过对Ｓｐｒａｅ与马歇在ｕｅｐｖ通ｕｅｐｖ
尔法沥青混合料设计的对比，成型方法、积计算和最佳沥青用量等方面论述了Ｓｐｒａｅ马在体ｕｅｐｖ和
３～３Ｏ８１ＯＯ１Ｏ６
中等交通量（大多数县级道路）中等至重交通量（市街道、城国家公路）重交通量（多大数州际公路、爬
坡道路）
沥青路面的使用寿命。
１Ｓｐｒａｅ沥青混合料设计法简介ｕｅｐｖ
歇尔设计方法之间的区别，对马歇尔方法提出了一些建议。并关键词：路；沥青混合料；Ｓｐｒａｅ计法；马歇尔设计法公ｕｅｐｖ设中图分类号：１．Ｕ４４７文献标识码：Ａ文章编号：６１２６（０６Ｏ一Ｏ１一Ｏ１７ — ６８２０）４１２２
的不同，它是交通水平的函数，通水平由设计累计交标准轴次ＥＡＬ表示。Ｎ设计值的范围见表１Ｓｓ。
制作成大型圆柱体试件，大型马歇尔试验仪进行用
试验，并且制定适合大型标准试件的马歇尔试验力
并根据压实性能与混合料的施工稳定性以及混合料
的高温稳定性建立起关系。
件高度来估算试件密度。高度是在试பைடு நூலகம் 中通过记录加载头的位置来量测，用这些量测结果可得到试件

《SUPERPAVE演讲》课件

• 破碎面的定义为破碎面的投影面积与该颗粒最大横截面积之比大于25%时称为破碎面
• 这一特性主要是为了保证混合料具有较高的内摩擦角和抵抗永久变形的能力
精选课件ppt
24
• 细集料棱角性:
• 细集料棱角性指小于2.36mm 的松压集料的空隙率
• 细集料的这一特性主要是为了保证混合料具有较高的内摩擦角和抵抗永久变形的能力。
七天平均最高路面设计温度
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最低路面设计温度
15
• 一般的Superpave等级
高温等级 PG46PG52PG58PG64PG70PG76PG82-
低温等级
34，40，46 10，16，22，28，34，40，46 10，22，28，34，40 10，16，22，28，34，40 10，16，22，28，34，40 10，16，22，28，34 10，16，22，28，34
料总质量的百分率, 用砂当量表示。
精选课件ppt
28
精选课件ppt
29
• 岩石特性--坚固性集料的坚固性通过洛杉矶磨
耗试验进行测定。它表征在施工、运输、车轮
碾压过程中集料抵抗磨损的能力。它测定大于2.36mm颗粒在试
验过程中的磨耗性能。最大容许值约为35-45%。
精选课件ppt

30
• 岩石特性--安定性安定性是指集料在硫酸钠或硫酸镁溶液中浸泡损失的百分率, 用来估计集料在路用服务过程中抵抗风化的能力, 最大损失值通常在10％-20％之间变化。
精选课件ppt
1
• 它由沥青胶结料规范、 • 混合料设计和分析体系、 • 计算机软件系统3个部分组成， • 研究成果共21项: 沥青胶结料10项， • 混合料体积设计3项， • 混合料分析和性能预测8项。

Superpave简介

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。

superpave配合比设计特点

superpave配合比设计特点现如今我国的公路建设发展速度非常快，人们对公路的要求也在逐渐上升，为了满足当前与日俱增的交通量，很多新工艺和新技术随之研究出来，发挥出了巨大的作用。

公路的质量同路面面层的质量有着直接的关系，因此沥青混合料的设计必须要具备稳定性和安全性，其中superpave设计法被广泛的应用。

标签：沥青混凝土；配合比；superpavesuperpave是美国开发出的一种新型沥青混合料设计方法，采用的是旋转压实成型试件，把沥青混合料的受力状况清晰的体现出来，具有抗滑抗裂的特点，另外稳定性和耐久性能也很强。

文章就沥青混合料实例对superpave的配合比进行探讨。

1 设计说明公路沥青混合料的级配采用superpave级配；工程级配范围采用superpave 级配范围。

拌合沥青混合料的材料都为出厂原材料，细集料为石灰石石屑，粗集料为石灰石碎石，矿粉为石灰石矿粉，沥青为SBS改性沥青。

在进行混合料的拌合时，沥青的温度要达到165度，集料的温度要达到175度，成型温度要为160度。

混合料和原材料的试验要依照我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》来开展试验，对二者的技术要求要依照我国《公路沥青路面施工技术规范》中要求进行。

配合比的实验以《superpave沥青混合料设计标准》中的公式来进行计算。

通过对沥青混合料配合比进行实验，最终明确了SBS改性沥青混合料的最佳油石配合比为4.1%，因此在实际情况中，配合混合料时要尽量同目标配合比保持一致。

2 设计集料结构的选择2.1 总述根据superpave配合比的设计，在设计集料结构之前，先分为三个级配：细、中、粗，依照集料的吸水性和密度求出每种级配的初始用油量，结合实验的最终结果求出三个级配各自的沥青使用量以及各类性质，包括饱和度、矿料间隙率、压实度、矿粉和沥青的比例等。

如表1为估算沥青用量的综合图表。

表中的实验级配依次分别为毛体积密度、表观密度、有效密度、吸收的沥青胶结料体积、有效的沥青胶结料体积、集料质量以及沥青用量。

SUPERPAVE技术简介及施工技术

SUP技术的推广应用
全国应用总里程超8000km，部分运营超过十年的高性能路面性能依然良好。
吉林新疆内蒙古黑龙江
内蒙古 572km
北京
辽宁
宁夏118km 青海 428km
青海宁夏
山西
天津
陕西167km
陕西甘肃河北
山东 1435km
山东
安徽 200km
河北
西藏
河南 342km 河南
四川
ORIGINAL
> 230 oC < 3 Pa.s @ 135 oC > 1.00 kPa
46 52 (Flash Point)
FP
(Rotational Viscosity)
(Dynamic Shear Rheometer) 58
RV
DSR G*/sin
64 70 76 82
(ROLLING THIN FILM OVEN)
90
90
100
100
< 5000 kPa
10 7 4 25 22 19
(Dynamic Shear Rheometer)
16 13 10 7 25 22 19 16 13 31
DSR G* sin
28 25 22 19 16 34 31 28 25 22 19 37 34 31 28 25 40 37 28 31 34
老化特性
？
1、低温达到－30～－40℃，高温达到60℃～70℃ 2、有限的温度区间并不能表征沥青在整个使用温度区间内的性能 3、经验性的技术指标无法反映沥青胶结料实际工作状态
性能分级的基本原则
Superpave 胶结料选择——标准是一致的，试验条件是不同的

浅谈Superpave混合料的设计方法及应用前景

浅谈Superpave混合料的设计方法及应用前景余涛（重庆交通大学重庆400067）摘要：由于沥青路面优点众多，沥青混凝土目前已成为公路主要结构类型，并得到了广泛的使用。

选择合适沥青混合料设计方法，是满足沥青的路面性能要求的关键。

本文分别介绍马歇尔设计方法和Superpave设计方法，通过对比分析两种设计方法，得出它们比有良好的相关性。

根据我国国情，指出Superpave混合料的设计方法中的不足，最后Superpave设计方法在我国有良好的应用前景。

关键词：沥青混合料设计；Superpave设计方法；应用前景0.引言随着国民经济的持续增长，我国道路交通事业也在迅速发展，公路建设日新月异，道路在综合运输中发挥着越来越重要的作用，尤其是高速公路发展更为迅猛。

人们对公路行驶质量的要求也越来越高。

沥青路面具有施工便利、施工期短、行车平稳舒适、噪音低且易于养护修补等优点，在国内外公路和城市道路中，作为高级路面的主要结构类型而广为应用[1]。

高等级路面中，大部分路面选用热拌沥青混合料作为沥青面层材料，并取得了良好的效果。

热拌沥青混合料是一种相当复杂的材料，它必须拥有耐久性、行车舒适，能够抵抗变形、开裂、水损坏，同时还要达到经济和施工和易性等方面的要求。

一般的沥青混合料配合比设计通过集料的选择、胶结料的选择和确定最佳用油量三个方面来达到这些要求的。

为了满足沥青的路面性能，选择合适沥青混合料的设计方法，变得越来越重要。

1.公路沥青混合料配合比设计方法自20世纪初以来，有关沥青混合料设计方法如哈费氏设计方法、维姆设计方法、马歇尔设计方法和高性能沥青路面(Superpave)设计方法等相继产生。

沥青混合料设计方法的不断发展、完善，不仅扩大了沥青的使用范围，同时对承受不断增加的交通量和荷载的混合料提出了更高的要求。

目前。

目前沥青混合料设计方法大致有三种：Marshall、Hveem以及Superpave，本文主要对介绍Marshall和Superpave设计方法。

浅谈Superpave体积设计法与马歇尔体积法的异同

浅谈Superpave体积设计法与马歇尔体积法的异同⽬录⼀、粗集料的捣实密度和间隙试验⼆、Superpave设计简述（⼀）、Superpave设计⽅法的体积配合⽐计算分析（⼆）、按旋转压实式进⾏制件测试三、马歇尔设计简述四、结论与建议题要⽬前⾼等级公路普遍采⽤沥青砼路⾯设计，⽽当前热拌沥青混合料配合⽐组成设计的⽅法有马歇尔设计法、Superpave法等⽅法。

本论⽂主要通过试验⽅法来研究这两种体积设计法在沥青和矿质集料品种、相同的沥青⽤量和矿质混合料级配组成条件下表现出的沥青混合料的体积参数：空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、粗集料间隙率上的差异。

得出Superpave混合料设计⽅法，其集料具有更好的级配组成，使混合料具有⾜够的抵抗永久变形、低温开裂、疲劳开裂、抵抗⽔损害的能⼒，另外应具有良好的施⼯和易性和压实性，即具有良好的路⽤性能。

故建议⾼等级公路施⼯沥青混合料配合⽐设计建议采⽤Superpave设计法和SMA设计法。

浅谈Superpave体积设计法与马歇尔体积法的异同⽬前热拌沥青混合料配合⽐组成设计的⽅法有马歇尔设计法、Superpave法等⽅法。

本课题主要通过试验⽅法来研究这两种体积设计法在沥青和矿质集料品种、相同的沥青⽤量和矿质混合料级配组成条件下表现出的沥青混合料的体积参数：空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、粗集料间隙率上的差异。

本课题试验过程中主要进⾏LK-16、Super-13、SMA-13、AC-13四种沥青混合料级配类型的试验，试验⽤的级配类型规范规定级配要求详见表1所⽰。

表1试验⽤级配类型试验中所⽤原材料的技术要求：矿料为⽯灰岩，最⼤粒径16mm各粒径的集料表观密度和⽑体积密度试验结果详见表2所⽰。

沥青采⽤埃索AH-70型，其密度为ρ＝1.03g/cm3粉胶⽐：控制在1.3左右。

表2矿料各粒径的表观密度和⽑体积密度试验成果汇总表本课题分别按Superpave体积设计法旋转压实法和马歇尔体积设计法击实成型法制备不同沥青⽤量和不同级配类型的沥青混合料试件，进⾏各项体积参数测试，下⾯就这两种试验在本课题研究中的具体测试情况说明如下：⼀、粗集料的捣实密度和间隙试验本试验实按《公路⼯程集料试验规程》JTJ-058-2000中的T0309-2000规程进⾏，反映粗集料在捣实状态下的松⽅密度以及在松⽅状态下的粗集料的间隙程度，本课题分别对Super-16、LK-16、Super-13、SMA-13、AC-13五种级配类型的矿料粗⾻料进⾏试验，其试验结果如表3所⽰。

superpave设计方法

superpave设计方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊 superpave 设计方法呀！这可真是个厉害的玩意儿呢！你想想看，咱平时走的那些大马路，要是设计得不好，那得多糟心啊！不是这儿坑坑洼洼，就是那儿容易积水。

而superpave 设计方法呢，就像是给马路打造了一套超级厉害的“装备”。

它可不是随随便便就搞出来的哦！它是经过了好多专家学者的研究和实践才诞生的呢。

就好比一个大厨精心烹制一道美味佳肴，得选好食材，掌握好火候，一点都不能马虎。

superpave 设计方法首先对材料的要求可高啦！就像你挑水果，肯定得挑新鲜又甜美的呀。

它对沥青啊、集料啊这些材料都有严格的标准，这样才能保证铺出来的路质量过硬。

然后呢，它在混合料的设计上也有独特之处。

就好像搭积木，得把每一块都摆到最合适的位置，才能搭出又稳又好看的造型。

通过合理的配比和设计，让混合料变得超级厉害，能承受各种车辆的来来往往。

这 superpave 设计方法就像是给马路施了魔法一样，让它变得更加坚固、耐用、平整。

走在这样的路上，那感觉，啧啧，别提多爽啦！你说要是没有这么好的设计方法，那咱的交通得多混乱呀！那些大货车、小汽车跑来跑去，路要是不结实，没多久不就坏啦？那可不得经常修路，多耽误事儿啊！而且哦，它还能根据不同的地区、不同的交通状况来进行调整。

就跟咱人一样，得根据不同的场合穿不同的衣服，多灵活呀！你再想想，要是咱家门口的路用了 superpave 设计方法，那以后出门得多方便呀！不用担心路上有坑洼会颠得难受，也不用担心下雨会积水溅一身。

总之呢，superpave 设计方法真的是太重要啦！它为我们的出行提供了可靠的保障，让我们的生活更加便利。

咱可得好好感谢那些研究出这个方法的专家们呀！他们可真是厉害，为我们创造了这么好的东西。

以后咱在路上走着，可得记得这背后有 superpave 设计方法的功劳呢！。

美国Superpave沥青混合料设计方法

一、美国Superpave沥青混合料设计方法Superpave( Superior Performing Asphalt Pavements)是SHRP(Strategic Highway Research Program)的沥青研究部分的最终系列成果的代称.SH R P 是美国战略公路研究计划的简称，其目的是通过将混合料设计与路面结构设计相联系，以路面使用性能。

它历时5年（1987—1992），耗资 1 亿 5 千万美元，是公路研究史上最大的研究项目之一，取得了130 多项科研成果。

Superpave设计法是建立在路用性能基础上的设计方法，是通过路面模型的方法来判断路面性能。

Superpave沥青混合料是力图将试验方法与指标同沥青路面的野外性能建立起直接的联系，通过控制高温车辙、低温、疲劳开裂，以全面改正路面性能。

1、Superpave设计方法的全套技术包含以下五个方面：①胶结料与集料规范；②混合料体积设计；③混合料施工；④混合料性能预测；⑤相关软件、试验方法及设备等；这些体系一起组成完整的Superpave技术，孤立的应用其中部分技术很难达到Superpave整体应用所应用的效果。

2、Superpave体积设计方法的主要特点如下：①提出了三个水平设计沥青混合料的思想，见下表1—1；②通过限制孔隙率、矿料间隙和沥青饱和度，来实现沥青胶结料、集料和空隙三要素间合理的体积比例；③以0.45次方幂最大密度线为基础，给出了包含控制点和限制区在内的级配控制图，提出了“级配控制点”、“S”型级配曲线新的概念；④开发了沥青混合料成型的旋转压实设备（Gyratory Compactor）沥青混合料设计水平表1—13、设计方法及评价指标Superpave体积设计方法以集料配制沥青混合料，确定空隙率为4%，利用混合料的体积参数估算初始沥青用量。

主要步骤为：①测定集料的密度参数与矿料合成级配设计。

②计算混合料的毛体积相对密度G sb，矿质混合料的表观密度G sa。

Superpave

Superpave⾃Superpave沥青混合料设计⽅法在我国实践以来，可以说对道路界是⼀场新思想的变⾰，Superpave沥青混合料结构经实践证明较我们传统的密实悬浮类混合料的抗车辙性能有了明显的改善，这⼀设计⽅法的最⼤亮点即为引⽤了混合料的体积性质作为设计的关键标准，同时旋转压实的成型⼯艺也较传统的马歇尔击实的成型⽅法更能模拟实际路⾯车轮的搓揉作⽤。

但作为⼀种新的设计⽅法，我们要⽤⼀分为⼆的观点来看问题，这⼀设计⽅法还有许多⽅⾯需要我们去研究探讨，例如：在混合料配合⽐设计中只是单⼀的以体积指标为标准，并没有引⼊⼒学性能指标这是否合适，此外由于Superpave混合料采⽤的级配较粗，从⽬前国内已修筑的Superpave路⾯来看渗⽔系数过⼤的路段较多。

Superpave混合料级配设计中的限制区对于我国现有的⽯料性质还需要进⼀步的试验验证。

相信通过⼤量的研究，我们会对Superpave有更加深层次的认识和改进，从⽽有利于提⾼沥青混合料质量，为公路事业做出贡献。

参考⽂献Superpave混合料设计体系⽂ /美国联邦公路管理局John A.D’Angelo译 / 江苏省交通科学研究院贾渝1 概述Superpave是⾼性能沥青路⾯的缩写，是美国公路研究计划（SHRP）的成果。

Superpave 包括⼀个建⽴在路⾯性能特性基础上的新的混合料设计和分析；Superpave包括⼀些旧的经验法则和⼀些新的⼒学基础上的特性。

Superpave混合料设计体系很快就成为美国的标准体系。

美国正在寻找⼀个新的体系来克服使⽤马歇尔和维姆设计体系造成普遍的路⾯问题，如车辙和低温开裂。

Superpave通过合理的途径提供解决这些问题的答案。

Superpave体系从简单到复杂。

设计⼈员根据交通量和⽓候条件来修筑路⾯，体系包括⼀个使⽤新的胶结料物理性质试验的胶结料规范；⼀系列集料试验和规范；⼀个热拌沥青混合料（HMA）设计和分析体系；以及计算机软件来整合体系的各组成单元。

Superpave与Marshall沥青混合料设计方法的

Superpave与Marshall沥青混合料设计方法的探讨李晓明（辽宁省交通工程质量与安全监督局，沈阳110000）摘要：从沥青混合料的级配、试件成型方法、油石比的确定等方面，探讨了Superpave与Marshall设计方法的特点。

关键词：Superpave;马歇尔法;沥青混合料;级配;最佳沥青用量中图分类号：U414．01文献标识码：B文章编号：1673－6052（2012）11－0036－03目前沥青混合料配合比的常用设计方法主要有马歇尔法和Superpave两种方法。

马歇尔配合比设计方法是由美国布鲁斯·马歇尔（Brue Marshall）提出的，在20世纪40年代美国陆军工程兵部队对该方法进行了完善，并且添加了一些试验来测试沥青混合料的性能，最后发展成为沥青混合料配合比设计的标准之一。

Superpave设计方法是1987年至1992年美国SHRP计划中沥青项目的一个研究成果，该配合比方法提出了建立在使用性能基础上的与交通量和气候有关的材料选择与混合料的一种全新设计方法，Superpave体系的特征就是试验在模拟路面实际服务状况下的温度和老化条件下进行的。

马歇尔设计法主要是依据现场经验发展起来的一种设计方法，在试件成型、试验检测指标等方面与现场实际存在着一定的差异，因此存在一定的局限性。

而Superpave设计法是一套全新的设计方法，该方法在试件成型、油石比确定等方面与现场实际结合紧密，但由于设备比较昂贵等原因，目前只在科研机构使用，在我国尚未大面积推广应用。

这两种设计方法在混合料的级配、试件成型方法、油石比的确定等方面均存在差异，这两种配合比设计方法在工程上的应用效果哪一个更好是道路工程研究人员所关心的课题。

本文主要从以下几个方面来讨论：1沥青等级的划分方法不同沥青化学成分复杂，使之体现的是一种粘弹塑体，材料本身受温度、荷载以及荷载作用时间的共同影响。

沥青等级分类的方法有很多，主要有针入度分类法、粘度分类法、老化后粘度分类法和PG分类法，目前我国在采用针入度分类法。

第 15 讲美国 Superpave 设计方法(二)

g/cm3
混合物2
Pbi
1.02 (0.089 0.0181 ) 100 4.4% 1.02 95 (1 0.04 ) 2.315 0.05 0.95 1.02 2.754
混合物3
Ws
g/cm3
Pbi
84.8
8
10 15 20 30 40 50 60 80 100 109 125 150 174
127.2
127.2 125.1 123.7 121.8 120.5 119.6 118.8 117.6 116.7 116.4 115.9 115.3 114.8
2.153
2.178 2.214 2.239 2.274 2. 298 2.317 2.332 2.355 2.373 2.379 2.390 2.402 2.413 C=1.025
试件1
旋转数高度(mm) γf （估算） γf （修正）％γmm 高度(mm)
γmm(实测)=2.565
试件2
γf （估算） γf （修正）％γmm
平均
％γmm
5 8 10 15 20
131.7 129.5 128.0 125.8 124.3
2.090 2.127 2.151 2.188 2.215
GPS导航：现在仍是集料结构设计阶段
LOGO 13
表 4-1 试验混合物1的压实资料
试件1
旋转数高度(mm) γf （估算） γf （修正）％γmm 高度(mm) γf （估算）
γmm(实测)=2.563
试件2
γf （修正）％γmm
平均
％γmm
5 8 10
129.0 127.0 125.7