Superpave路面

Superpave PG分级体系也有许多不足之处，对 于改性沥青(尤其是SBS改性沥青)规范而言，以 下几个方面需要改进 ：


没有考虑改性沥青的储存稳定性，而这一指标对于改 性沥青的路用性能有着决定性的影响。 没有考虑含蜡量，而这一指标对于控制生产改性沥青 原材料的质量十分重要。 对于沥青的施工与操作温度，缺乏合理的确定方法。 在选择沥青等级时，仅考虑了温度及荷载条件，而没 有进一步考虑沥青混合料类型及路基路面结构的影响， 而实际上沥青的路用性能同混合料及路面结构密不可分。 设备比较昂贵，操作要求严格，测评时间长(约2周)， 工作量大，更适于产品研发及品种控制，不适于现场质 量控制。
Superpave路面
Superpave路面简介：

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,包括一个胶结料规范、 混合料设计体系和分析方法。
Superpave沥青混合料设计法
材料的选择：

沥青胶结料 矿质集料

Superpave沥青胶结料规范：
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
Superpave沥青胶结料：

Superpave最重要的一个成果是沥青胶结料的PG 等级规范, 为了克服原来沥青评价系统的不足之处， 采用了新的试验设备，研制了一套沥青胶结料新 的评价系统。
浸水马歇尔 AASHTO 冻融劈裂
T283
高温车辙试验 低温小梁劈裂试验

水敏感性试验
AASHTO T283
3 条件试件
3 非条件试件
真空饱水试件（饱和度65～75%） 冻融循环18小时 浸于 60oC水浴中 24小时 浸于 25oC水中 2小时
水敏感性试验
AASHTO T283 确定两组试件的抗拉劈裂强度 计算劈裂强度比 (TSR) TSR= 条件试件的平均强度 ／非条件试件的平均

12.5 mm (1500 g)
与现行密级配沥青混合料马歇尔设计方法相比，Superpave混合料 体积设计有以下几个重要不同之处: - 旋转压实机更接近现场的压实过程，其工程性质更接近于现场 岩心试件; - 增加了混合料短期老化，使压实和空隙率计算更为符合实际; - 加大了试件尺寸(150mm直径)，使其更适合于大粒径(25mm～ 50mm)的集料; - 实时测量试件高度与旋转次数，画出压实曲线，从而能评价混 合料的压实特性; - 在最大压实次数时规定了一个最大压实度，使混合料的抗车辙 能力更有保障; - 在初始压实次数时规定了一个最大压实度，避免了不稳定混合 料的产生。 这些都是马歇尔方法不可比拟的，另外，现行马歇尔设计方法多 数采用规定级配的中值作为设计级配，实际公路工程证明，满足 马歇尔方法规定级配的中值的混合料不一定是最好的结构 。
Superpave沥青混合料室内压实

Superpave沥青混合料设计方法主要特性是改变了试验 室压实方法 实仪(SGC)成型试件采用Superpave旋转压在 Superpave沥青混合料设计中，采用设计旋转压实次数N 设计来区别不同混合料的压实功。 Superpave旋转压实次数
性能验证

水敏感性试验

扁平细长颗粒：
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
有害物质
有害物质 有害物质含量定义为污染物（泥 块、页岩、木块、云母、煤）等的质量百分 率，可以采用粗集料和细集料来进行分析， 试验采用规定的筛子，进行集料水洗法筛分， 水洗法筛分损失百分率被称作泥块和易脆碎 颗粒含量。
强度≧80﹪
促进行业科技进步




系统引进、研究、推广Superpave路面技术体系， 推动了沥青路面技术进步和变革，为沥青路面早 期损害问题提供了较好的解决方案，在江苏省基 本实现了高速公路沥青路面十年不大修的目标。 近年来课题组在全国18个省份开始推广应用 Superpave路面技术，沥青路面修筑质量得到显 著提升。 Superpave技术在原材料性能标准、混合料设计 方法等方面的理念和技术对我国传统的路面技术 形成显著的影响。 推动了沥青路面施工技术规范修编过程中在级配 范围和级配优选、混合料体积指标计算等多个方 面的改进和完善。
沥青胶结料PG等级规范优缺点：

同传统的针入度、粘度为指标的经验性规 范相比，Superpave胶结料性能规范具有下 列重要特性: 一增加了测量沥青动态的粘弹性指标； 一增加了低温指标； 一既考虑施工期的老化，又考虑了使用期 的老化； 一指标固定，变化试验温度；

Superpave沥青规范特别强调了沥青的路用 性能，即在规范中全面考虑了高温、低温、 疲劳和老化。此外，在选择沥青等级时还 将交通量及行驶速度等交通因素进行了综 合考虑。因此，对于一特定工程项目中沥 青的选用要根据温度及交通条件“量体裁 衣，’。
社会经济效益

社会效益 Superpave技术在不增加初期投 资的前提下，提高了路面抗车辙和抗水损 害能力，延长了沥青路面的使用寿命 对 于管理者，提高意味着收费道路效益的提 高； 对于使用者，通行时间的减少和车 辆使用效率的提高，以及社会物资流通或 物流速度的加快。
谢谢！
大家！
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。 1 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。 2 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。 3 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”。 4 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胶结料规范试验示意图 ：
基于交通速度和交通量水平的沥青胶结料选择
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）
矿质集料：

在Superpave系统中需要的使用两类集料特 性：
◆统一特性（认同） ◆资源特性
集料认同特性：
◆粗集料棱角特性 ◆细集料棱角特性 ◆扁平和细长颗粒 ◆粘土含量（砂含量）
粗集料棱角特性：
0% 破碎面 100% 有 2个或更多破碎面
细集料棱角性：

天然砂: 一般Baidu Nhomakorabea< 45 机制砂: 一般 > 42
集料级配
Superpave混合料采用0.45次方的级配图来 确定允许的级配

沥青混合料体积设计
试件准备
试件高度 混合料设计 –110mm~115 mm 水敏感性设计(AASHTO T283) - 95 mm 松散混合料（真空法测理论密度） 依据最大公称尺寸定 150 mm 19 mm (2000 g)