superpave路面与sma路面.pdf

1superpave路面与SMA路面2美国 1980’s 年代满足规范和实践的路面，仍不能保证性能2 Weeks Old !2 Weeks Old !2 Weeks Old !2 Weeks Old !为什么要为什么要为什么要为什么要 SuperpaveSuperpaveSuperpaveSuperpave? ? ? ?3Superpave Superpave Superpave Superpave 体系体系体系体系Superpave Superpave 是是 美国美国 SHRP SHRP （（1987-19931987-1993年）沥青项目，年）沥青项目，五年、五千万美元的研究主要成果，五年、五千万美元的研究主要成果，是是沥青路面技术沥青路面技术的的里程碑里程碑从从传统的经验规范转变成性能规范传统的经验规范转变成性能规范Superpave Superpave 技术已成为美国热拌沥青路面（技术已成为美国热拌沥青路面（HMA HMA ）标）标准的常规实践，是一项成熟的技术准的常规实践，是一项成熟的技术AASHTOAASHTO已颁布了所有的标准规范和试验方法已颁布了所有的标准规范和试验方法体系已在体系已在 20052005年全部完成年全部完成4Superpave设计方法对于我国《公路工程沥青路 面施工技术规范》（JTG F40－2004）产生了深 远的影响矿料级配组成设计时已不拘泥接近级配范围中值，对原规范的级配适当调粗，增加中间颗粒数量，级配曲线呈“S”型，路面更均匀，离析较少，而且高温稳定性有所提高。

嵌挤有利于抗车辙、均匀有利于减少离析 SuperpaveSuperpaveSuperpaveSuperpave5Superpave技术特点原材料技术体系级配特点试件成型设计指标6SuperpaveSuperpaveSuperpaveSuperpave设计集料级配组成设计集料级配组成设计集料级配组成设计集料级配组成级配选择S型级配嵌挤均匀密实1001000 00.075 0.0750.30.3 2.36 2.36 12.5 12.5 19.019.0设计集料结构设计集料结构设计集料结构设计集料结构78Superpave试件成型试件成型旋转压实机更接近现场的压实过程增加了混合料短期老化加大了试件尺寸（150mm直径）评价混合料的压实特性 9Superpave施工特性拌和、摊铺与传统混合料相同压实功适当增加关注压实标准与渗水系数控制关注离析检测与防治等128.1℃138.9℃130132134136138LI01128.4℃137.5℃137.5℃10Superpave碾压特点碾压Superpave施工中需要更高的压实功，需要 25t以上重型胶轮压路机，钢轮压路机需要开振；碾压中不易推移，可紧 跟压路机碾压。

11典型碾压方案静压1遍CC522双钢轮压路机（1台）终压静压6遍XP300 三台胶轮复压前静后振各1遍CC522双钢轮压路机（2台）初压碾压遍数压路机类型阶段静压1遍DD130双钢轮压路机（1台）终压胶轮静压共6遍YL-25胶轮压路机（1台） XP261胶轮压路机（1台）复压前静后振各1遍DD110双钢轮压路机（1台） DD130双钢轮压路机（1台）初压碾压遍数压路机类型阶段12Superpave路面均匀，密实、不易离析Superpave-25Superpave-25AC-25IAC-25I13SuperpaveSuperpave设计方法的组成设计方法的组成沥青胶结料性能规范沥青混合料设计方法沥青混合料路用性能评价体系14SuperpaveSuperpave胶结料性能规范胶结料性能规范全新的胶结料性能规范全新的胶结料性能规范——PGPG分级体系分级体系PG 64 - 22Performance Grade平均平均7 7天最高路面温度天最高路面温度最低路面温度最低路面温度15模拟胶结料使用过程中的试验模拟胶结料使用过程中的试验在运输、储存和处理阶段——未老化的沥 青在混合料生产和施工期间——旋转薄膜烘 箱老化的沥青（RTFO）在铺筑里面长时间使用后——旋转薄膜烘 箱老化后进行压力老化的沥青（PAV）16SuperpaveSuperpave胶结料试验仪器及目的胶结料试验仪器及目的 模拟硬化（耐久性）特性旋转薄膜烘箱（RTFO） 压力老化容器（PAV）测量低温性质弯曲粱流变仪（BBR） 直接拉伸试验仪（DTT）测量高温性质旋转粘度仪（RV）测量高温和中等温度性质动态剪切流变仪（DSR）目的Superpave胶结料试验仪器17SuperpaveSuperpave沥青胶结料规范标准沥青胶结料规范标准安全性安全性—初始沥青胶结料的闪点最小230℃泵送和操作泵送和操作—初始沥青胶结料135的粘度最大为3Pa*s（PV）永久变形永久变形—初始沥青胶结料的G*/sinδ最小为1.00kPa（DSR）、经旋转薄膜烘 箱试验老化的沥青胶结料的G*/sinδ最小为2.2kPa（DSR）过度老化过度老化—旋转薄膜烘箱（或薄膜烘箱）试验后，沥青胶结料的质量损失最大 为1%18SuperpaveSuperpave沥青胶结料规范标准沥青胶结料规范标准疲劳裂缝疲劳裂缝—已经过RFTO和PAV老化的沥青胶结料的G*sinδ最大为 5000kPa(DSR)低温裂缝低温裂缝—为减轻裂缝，沥青胶结料60s的蠕变劲度最大为300Mpa，m值 最小0.300(BBR）；速度为1.0mm/min，直接拉力试验的破坏应 变最小为1%(DTT）储存引起的物理硬化储存引起的物理硬化—对经过RFTO和PAV老化胶结料进行弯曲试验，至今尚未提出 必须达到的标准值19如何选择胶结料如何选择胶结料PGPG等级等级根据气候条件选择胶结料等级根据交通荷载、交通速度调整胶结料等级20设计温度的确定设计温度的确定路表以下20mm的路面最高设计温度按下式计算 路表最低温度按照下式计算78.179545. 02 .422298. 000618. 02 20atatairmmLLTT7 . 1895. 0/ minairTT式中T20mm——路面下20mm的路面最高设计温度Tair——最高7d温度的平均值Lat——工程所处的纬度式中Tmin——路表最低设计温度T ’air——最低温度的平均值21根据交通情况调整根据交通情况调整PGPG等级等级对于设计荷载下低速度的道路，高温等 级需要高一级，对于停滞的交通荷载、 高温等级应提高两级对于重交通情况，也需根据交通量对高 温等级进行调整根据交通量和速度调整高温等级称为 “grade-bumping”(跳级)22对高温对高温PGPG等级的调整等级的调整静止交通——平均交通速度70km/h交通荷载速度112≥30—1210～30—123～10—120.3～3— ——100mm100mm4.759.52.36>2.364.751.18>1.1868NCATNCAT的研究的研究美国沥青技术中心（美国沥青技术中心（NCATNCAT））的研究表明，对的研究表明，对 于于SMA13~SMA25SMA13~SMA25，，4.75mm4.75mm作为级配的间作为级配的间 断点有着重要意义，断点有着重要意义，4.75mm4.75mm筛孔通过量的大筛孔通过量的大 小直接影响粗集料的嵌挤效果及小直接影响粗集料的嵌挤效果及VMAVMA。

69NCATNCAT的研究的研究NCATNCAT还提出了采用式（还提出了采用式（1 1）来判别混合）来判别混合 料中粗集料是否形成了嵌挤的骨架料中粗集料是否形成了嵌挤的骨架 VCAVCAMIXMIXVCA>VCADRYDRY，，则表明填充的细集料过多，将粗集料相互撑开，则表明填充的细集料过多，将粗集料相互撑开， 没有形成骨架结构，该级配不能接受没有形成骨架结构，该级配不能接受71NCATNCAT的研究的研究NCATNCAT的研究表明，的研究表明，4.75mm4.75mm的通过率与的通过率与 混合料的混合料的VMAVMA密切相关，只有当密切相关，只有当 4.75mm4.75mm的通过率小于的通过率小于30%30% ，，VMAVMA才开才开 始增加，粗集料的嵌挤作用才能逐渐得以始增加，粗集料的嵌挤作用才能逐渐得以 发挥美国的设计规范中美国的设计规范中4.75mm4.75mm的通过量较小的通过量较小 （（20% ~28%20% ~28% ））72SMASMA的应用概况的应用概况—国内国内19921992年开始引入年开始引入成立了交通部成立了交通部SMASMA推广课题组，进行专题研究。

推广课题组，进行专题研究推广课题组于推广课题组于9797年提出年提出了了《《SMASMA推广建议书推广建议书》》，，9999年年6 6月月《《SMASMA路面施工技术指南路面施工技术指南》》20022002年年《《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》》20042004年写入新版年写入新版《《沥青路面施工技术规范沥青路面施工技术规范》》至今已有二十多个省市修筑至今已有二十多个省市修筑了了SMASMA试验路，很多地区已试验路，很多地区已 经大规模推广应用经大规模推广应用SMASMA732.3 SMA2.3 SMA的应用概况的应用概况——江苏省江苏省SMASMA在江苏的应用始于在江苏的应用始于9595年，在宁连、宁通公路上修筑年，在宁连、宁通公路上修筑了了 SMASMA试验路19981998年以来对年以来对SMASMA路面进行了大量试验、研究路面进行了大量试验、研究19991999年：宁合、宁杭年：宁合、宁杭20002000年开始在淮江高速公路等新建公路应用年开始在淮江高速公路等新建公路应用20012001年：连徐年：连徐CDE26CDE26、、宁靖盐宁靖盐WW、、宁宿徐宁宿徐R21R2120022002年：汾灌、连徐、宁靖盐年：汾灌、连徐、宁靖盐20032003年：宁杭、徐宿、京福年：宁杭、徐宿、京福20042004年：宁杭、通启、沿江、扬州西北绕城等年：宁杭、通启、沿江、扬州西北绕城等20052005年：盐通、宿淮、沪宁扩建等年：盐通、宿淮、沪宁扩建等20062006年：宁淮、连盐等年：宁淮、连盐等20072007年：宁常、镇粟等年：宁常、镇粟等7475767778792001 连徐高速SMA13802002 汾灌高速公路81SMASMA配合比设计配合比设计82配合比设计的原则配合比设计的原则选择适当的级配保证粗集料间选择适当的级配保证粗集料间相互嵌挤相互嵌挤使用强度高、立方体状集料使用强度高、立方体状集料较多地使用沥青，较多地使用沥青，空隙率为空隙率为4%4% 左右左右VMA > 17%VMA > 17% ，， VCAVCAMIXMIX