Superpave设计方法与SMA混合料-2017年10月.ppt

Superpave沥青混合料设计方法 主讲人：张瑜 浙江省交通工程建设集团有限公司测试中心 高级工程师 公路工程一级注册建造师 市政工程一级建造师 公路、桥梁工程试验检测工程师 联系电话QQ号码：651285157 邮箱：651285157@ 欢迎联系！ 性 能 分 级（PG） 沥青等级确定 确定7天最高路面温度平均值的n年数据的中值和标准差；从路表以下20cm处测得(n20)； 确定1天路表极端最低气温的n年数据的中值和标准差(n20)； 计算路面设计高温和设计低温 确定满足高低温要求的最低PG分级； 根据交通条件（交通量，车速）调整设计高温； 根据有无添加再生材料调整设计高温。 SHRP温度模型 T(pav)＝(T(air)－0.00618Lat2＋0.2289Lat＋42.4)0.9545-17.78 其中：T(pav)为路面下20mm处的温度值，单位℃ Lat为工程所在地的地理纬度 T(d) = T(air) + 0.051 d -0.000063d 2 其中： T(d) 是路面下d(mm)深处的温度，单位℃ 据交通条件调整温度高限 改性沥青选择 矿质特性 洛杉矶磨耗损失 坚固性 密度(包括粗细集料) 生产加工品质 粗集料棱角性(CAA) 细集料棱角性(FAA) 扁平颗粒含量 砂当量 洛杉矶磨耗试验 级配选择具体步骤 准备集料的配比 选择沥青并测试其密度 准备集料，并清洗，测定粗集料的毛体积密度和表观密度，测定细集料的表观密度，测定矿粉的毛体积密度 按照几种比选级配混合集料 凭经验预估初始沥青用量，或者按规范标准计算 按照每个级配至少2个试件的量拌合混合料 将混合料置于保温箱约2小时，保温箱温度控制为试件成型温度 使用SGC按照Ndesign成型试件并测试试件毛体积密度 确定试件的最大理论密度 计算试件的体积特性参数 预估每种级配在通过调整沥青用量达到设计空隙率4％后的其他体积特性参数的取值 比较每种级配在4％空隙率条件下的体积参数取值 确定满足Superpave标准的设计级配 几个压实次数概念 Ninitial ：用来反映施工时混合料的压实特性. Ndesign：使试件达到实际路面在指定交通量后的空隙率所需要的旋转压实次数。通常目标空隙率是4％. Nmax：试件在达到现场路面的限制最大密度时所需要的旋转压实次数，反映混合料抗车辙性能. 它们都相同吗? 选择4个用量：预估最佳，＋0.5％，＋1.0％，－0.5％ 拌合混合料，并置于压实温度下的鼓风式保温箱2小时 使用SGC对每种沥青用量在Ndesign次加载条件下成型试件 确定每个试件的毛体积密度 用以下步骤确定Ndesign次加载条件下4％空隙率对应的沥青用量： 计算Ndesign次加载条件下的空隙率、VMA、VFA 计算粉胶比P0.075/Pbe 计算三种压实次数下的压实度 画出Ndesign条件下的空隙率、VMA、VFA以及压实度与沥青用量的关系图 确定满足规范要求的沥青用量 验证Ninitial条件下的压实度是否满足规范 在Nmax条件下成型至少2个试件，验证压实度是否满足规范要求 截至2005年，只有水稳性测试被正式应用到Superpave混合料设计； 正在完善中的简单性能测试(Simple Performance Tests)有望引入Superpave混合料设计体系。 旋转压实设备 Troxler 4140 动态角度校验 (DAV) 旋转压实设备校检 压实次数（次） 80 84 88 92 96 100 Gmm（％） Ninitial=9 89％ =96％ Ndesign=125 Nmax=205 98％ （4）最佳沥青用量 确定Ndesign/4%对应的用油量 （4）性能检验 3 Superpave设计方法先进性 （1） 材料选择 提出了基于气候条件和交通量选择沥青和集料； 根据极端温度选择沥青，建立了PG分级方法； 重视集料棱角性，建立交通量－棱角性关系； PG分级 PG分级 集料棱角性 （2） 旋转压实成型方法 旋转压实方法可模拟实际路面压实状态； 建立成型方法－交通量关系； 压实过程获得压实曲线，可用来评价材料压实特性； 可成型150mm试件，适用大粒径混合料设计； 混合料进行短期老化，模拟混合料实际拌和工况。 （3） 体积参数 沥青饱和度VFA与交通量相联系，交通量小，VFA70~80；交通量大，VFA65~75； 提出了有效沥青、集料有效密度等概念，直接影响VMA等参数； 一些思想已经被我国F40规范引用。 4 Superpave设计方法几个问题 （1） Superpave混合料？ Superpave混合料？还是采用Superpave设计方法