superpave沥青混合料设计方法.PPTX

Superpave 沥青混合料组成设计方法 Hello a b c Superpave体系简介 Superpave沥青混合料设计方法介绍 与传统马歇尔试验的比较 主要内容 研究进程 1987 1993 1998 2000 美国战略公路研究计划（Strategic Highway Research Prpgram） SHRP最终研究成果称为Superpave（Superior Performance Asphalt Pavements） 新的胶结料规范全面取代针入度规范和粘结规范 AASHTO 路面设计规范与Superpave 混合料设计接轨，推出了新一代AASHTO2002 路面设计规范 研究进程 Sperpave混合料设计的水平 适用于轻交通，使用旋转压实机（SGC）并根据体积设计要求选择沥青用量 适用于中等交通量，以混合料体积设计为基础，附加一组SST（重复剪切荷载试验）和IDT（间接拉伸试验）试验以达到一系列性能预测 适用于重交通量，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，可提供更可靠的性能预测水平 1 沥青性能分级标准（PG asphalt binder specification） 2 沥青混合料体积设计方法 3 沥青混合料测试方法和性能预估模型 Superpave 沥青路面系统 Superpave沥青混合料设计步骤 01 03 05 02 04 选择材料 试样准备 基本性质测试 选择最佳级配 确定最佳沥青用量 06 性能评价 01 02 03 04 确定n年的7d平均最高气温，n年的1d最低温度，并计算其平均值和标准差 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）调整等级选择 沥青等级的选择 集料的选择 1 2 3 4 5 6 粗集料棱角 细集料棱角 粗集料的扁平与细长颗粒 粘土 含量 集料的坚固性 安定性 有害 物质 7 Your title 级配设计 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 20年累积ESALs(百万) 压实次数 Ninitial Ndesign Nmax 0.3 6 50 75 0.3~3 7 75 115 3~30 8 100 160 ≥30 9 125 205 最佳沥青用量 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 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 确定满足规范画出Ndesign条件下的空隙率、VMA、VFA以及压实度与要求的沥青用量的关系图 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 性能检验 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 目的是获得适用、耐久的沥青混合料 基于沥青混合料的 密度／孔隙率分析 强调的是稳定度／ 流值试验 试件的成型方法为 击实成型法 马歇尔设计方法 无法模拟不同交通量等级、不同行驶速度、不同交通环境条件对沥青混合料路面性能的影响 成型方法为击实法成型，力的形式为冲击夯实产生的垂直冲击力，与压路机械施工或车辆行驶过程中，在搓揉碾压作用下产生的力的形式截然不同 由于马歇尔试验结果的稳定度、流值等来源于实验室的技术指标，不足以评价沥青路面的某些性能(如抗剪强度、抗车辙能力) 仅适用于普通的连续密级配的沥青混合料设计，不适用开级配的沥青混合料设计 马歇尔设计方法的局限性 1 材料选择与评价 对于集料，棱角性与交通量相挂钩，交通量越大．要求棱角性越好。对于沥青结合料的选择．即根据路面的最高温度与最低设计温度和交通条件加以选择 2 旋转压实 不会发生压碎损伤现象。可以成型直径为150mm试件，因而对最大粒径25mm以上的混合料都能够适用 3 压实次数 按交通量大小分成4个等级。交通量不同，试件成型的压实功应该有所不同 4 沥青饱和度VFA 交通量小，VFA为70％-80％ 交通量大，VFA为65％-75％ Superpave 设计方法优点 Superpave设计方法存在的主要问题 1