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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 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。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。1.1Marshall混合料设计方法Marshall混合料设计方法是在1939年左右由Bruce Marshall最先发展起来的，随后在美国工程兵部队的应用中得到完善。该方法主要是通过满足合适的稳定度和流值条件下的密实度来控制和选择沥青用量。Marshall设计主要包括以下六个步骤：①集料的选择。包含三个部分：确定集料的物理特性；确定其他的物理指标，对所有采用的集料进行级配组成设计。②沥青胶结料的选择。在这方面并没有明确的步骤，主要是通过试验确定沥青胶结料的粘温关系。③试样的制备。需要先试拌几种不同沥青含量的混合料，然后根据每一种试拌混合料的性能来确定最佳用油量。试拌试件的油量范围应该包含最佳油量，因此要先根据经验预估一下最佳油量。④稳定度和流质实验。该实验为Marshal方法提供了混合料性能预测。稳定度试验可以测定试件在50mm／minute的加载速率下的最大承受能力，加载逐步提升直至最大值开始回落，记录最大值。同时，流值以0.25mm的单位记录下来。⑤密度和空隙率分析。所有的设计方法都会使用密度和空隙率来确定混合料的基本物理特性，密度一般采用毛体积密度和理论最大毛体积密度，之后用这些密度来计算体积参数⑥确定最佳沥青用量。经过上面两个步骤，可以确定最佳油量。首先画出沥青含量分别与密度、稳定度、流值、空隙率、VFA的关系图表，然后根据规定的范围选取中值作为最佳用油量.Marshall沥青混合料设计方法的优点在于它关注了空隙率、强度和耐久性，试验设备相对便宜经济，试验过程易于控制、简洁易推广。但是它的缺点有很多，譬如冲击式的压实方法会对沥青混合料产生不良影响、稳定度和流值试验中的加载方向与压实方向垂直以及没有考虑剪应力的作用等等。道路工程师不断提出新的设计方法，来优化沥青混合料的设计方法。1.2 Superpave设计方法1.2.1 Superpave设计方法来源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。Sp-erpave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