Superpave技术在开阳高速公路中、下面层的沥青配合比设计及应用.docx

superpave技术在开阳高速公路中、下面层的沥青配合比设计及应用苟意萍赖灿荣(广东冠粤路桥有限公司广东广州510000)摘superpave(裔性能沥青路面)是一种新型珞面结构，沥青昆合料均匀，具有良好的高温稔定性和抗水害性。在广东开阳高速公路局部标段沥青路面施工中枭用SUPerPave,取得了良好效果，本文介绍了广东开阳高速公路SUPerPaYe配合比设计、施工工艺及质量控制等，供其它公路建设工程参考。【关键运】SUPerPave高速公路应用一、概述1. SUPerPaVe技术的简要介绍SUPerPaVe技术是美国公路战略研究方案(SHRP)的重要研究成果。1993年完成后，美国联邦公路局，美国各州公路协会与运输研究委员会对SUPerPaVe技术进行大量推广应用工作，到2001年底82%的热拌沥青混合料采用SUPerPaVe混合料设计和施工。我国江苏省交通科学研究院1995年开始引进这项技术，在国外专家的指导下对这项技术进行研究和传播推广工作。到2001年我国已修筑数百公里的SUPerPaVe路面。路面质量明显优于传统的马歇尔设计路面。该项技术也将成为21世纪HMA沥青混合料设计标准和常规。2、SUPerpaVe主要特点SUPerPaYe体系的三个主要组成局部是赤青胶结料标准,混合料设计和分析体系及计算机的软件系统。至今，沥青胶结料标准和混合料设计体系工作进行很顺利。混合科分析方法，性能模型和计算机软件系统仍在改良中。其特点在于开发了一套全新的试验设备和方法，并建立了沥青放结科和迎合料标准新体系，从根本上改变了现行试聆方法和标准纯经检性。SUPeUaVe沥青胶结料和混合料标准及试验方法和指标是同浙青路面的路用性能直接联系起来。通过控制高温车嫩.低温开裂及夜劳开裂等，来到达全面改良路面性能目的配合比的。二、superpave设计过程k材料选择A.浙青胶结料的选择SUPerPaVe沥青路面技术的精华是足立一套全新的沥青胶结料的试验方法和性能标准。这些性能标准较好地与路用性能有机结合起来O应用传统方法按粘度和针入度分级做的沥青标准，可能把具有不同温度和性能特点的渐青划分为同一等级。而SUDerPaVe浙肯胶结料采用PG等级评定沥青，选择沏育时可直接根裾当地的气候条件和交通量的大小来全面选择具有可靠度的赤青，并绘制沥青粘温曲线，选择最正确的混合料拌和及压实温度。表1为开阳高速公珞中、下面层使用的两种沥青的试脸结果。从试验结果耒看，两种沥青都能满足标准中设计要求。并且，经江苏省交通科学院研究院通过试验对这两种进行PG等级分析，评定等级分别为PG64-22和PG64T6,根据广东的气象密料和开阳高速的交通量分析，所用明者等级应为PG64T6。所以上述两种沥青完全满足设计要求。根据泰普克沥讳粘温曲绘，确定混合料的拌和温度为i6(rc、i65(,击实温度为1，KrCr45cC.表I沥青试脸结果检验工程部策标准要求奉普克AHTO台湾中华AH-70针入度(25r.100g.Ss)(0.1m)60'806962<(5cin.I5,C).不小于(CnI)100>100>100软化点（环球法）（X?）4门54650.5溶解度（三金乙林）不小于<%>99.099.5399.43闪点（COC）不小于（P）230255341含站量（落情法）不大于<%>3.02.31.6定度(15iC)(gc1)实测1.0451.041薄膜加质量粉失，不大于0.80.090.08针入度比.不小于5560.964.5豁1可(警163C5延度(5cmmin.25r>,不小于<cm>50>100>100是度(5cin,151C),不小于(cm)一一>100Ik集料的选择SUPerPaVC集料的统一性（即全国强制性标准，也就是集科共性）包括粗集料的棱角性，细集料的棱角性、扁平与细长颗粒以及粘土含量。另一类是集料的地区性标准，即料源特性是：巩固性、安定性、有害物质含量。Superpave集料的统一特性在我国标准中巳有明确规定,只要适当的选择原材料，严格控制材料的生产过程,染料比较容易满足SUPerPaVe标准要求。如果在实际生产中除尘不好，组集料棱角性和砂当量不一定能满足SUPerPaVe标准要求。表2、表3为升阳高速公路B03标中、下面层使用的禄平石场生产的碎石，该种石料在加工过程中，我部对其质量进行严格控制，生产的碎石干净,软石、粘土含量少，级配稳定，针片状含量低，完全能够满足SUPerPaYe的标准要求。表2集料试验结果表试验工程23石1、2石0.5石石屑技术要求视密度gc11>s2.7892.8032.82.769>2.5毛体积花度g/cm2.7662.7752.7532.6892.5吸水率（%）0.310.370.611.72针片状含量（%>11.611.4/15胆集料<0.075mm核粒含量（）0.40.30.4Z1拍集料<0.075mm犊粒含量（）/8.7W15砂当量R）/68>60款石含量<%）3.6W5冲击值（）9.4W28压评值（%）10.028洛杉矶磨值（%>13.230碎石巩固性（%>212与沥青粘附性（级）4>4表3果科共性流脸及局部料谟特性结果汇总表试骏工程试转值Superpave标准妾求粗一一棱角性(%)100100%细集料校角<%>16>10%扁平颗粒(%)11.5<o*粘土含量<砂当量)(%)68.0>50巩固性(%>13,2<3545%安定性(%>2.0<12'20%注：美国*科柞鹿中相象杯比平题住定义是例*科最小厚度方向和最大长度方向的尺寸之比为5：I,而我百现行忖术定义是短斜最小厚度方向和最大长皮方向的尺寸之比力3：1.2、设计集料结构的选择、确定试骏的统配SUPerPaVe集料的级配控制，主要采用控制点和限制区来初选级配。控制点范围内的级配使各种粒径的集料比例适宜，防止施工中的蕉析现象。限制区防止了级配中细集料靠近最大理论密度疑。级配接近理论密度线往往会使料问隙率(VMA)偏小，沥青用量脩少，这种圾里对沥青用量很敏感。当沥青用量微小变化后，凝合料的抗型性很差，很容易产生可塑性。我们发现通过禁区的级配电合料在施工过程容易产生推移现象，不易压实,且在路面使用过程中抵抗变形转力较差.B03标中、下面层目标配合比设计级把曲线见图1.表4为开阳高速公路B03标在中、下面层配合比设计时果用估算的最正确沥青用量来分析选用级配的体积性质。表4混合料体积性质未巡合料特性下面层设计结果中面层设计结果Superpave要求VA(%)444.OVMA(%)13.113.412VFA(%)70.972.O65'75DP(%)1.301.350.6'1.2*G-0N=887.287.OW89G-N=16097.996.O98法：表示当统能通过禁区下方，机胶比可增加到0.8-1.6.、评价试黔级配并选择最适合的设计级配SUPerPaVe新青混合料设计首先根据交通量的大小选择混合料的压实次数，再对已初选的三种级配依据波转压实结果和空隙率为殁时所需的沥青用量及相应沥青混合科其他性质例如粒料间隙(VM),性和度(VbA),粉胶比等各种评价指标与标准相比较.来确定符合要求的最正确级配曲爱。这种方法级纪选择范围比较宽。三种级配完全是通过试验来选择图1、图2和表4),选择了图中的中值曲线。3、设计级配的沥青用量选择superpave规定沥青混合料在设计旋转压实次数时空隙率为4%计时应的浙青用量为坡正确沥育用量。但空隙率4%时旋转压实的混合料同时必须满足VMA.VFA粉胶比等评价要求指标。且目标配合比设计的空隙率为便时，在路面压实度大于97%时，能铁保证路面的实际空隙率小于7K因此确定设计空喙率为4%是合理的。最正确沥青用量确实定方法为用估算的沥青用量±0.5乐士1%取四种不同用油量，在压实次数到达设计要求条件下的各种体积性质东确定空隙率4%时的最正确渐青用量。表5、表6为开阳高速公路B03标在中、下面层最正确级配选定的条件下，最正确沥青用量的选择结果。表5四种沥青用量在合料体枳性质沥肯用f在设计压实次数时DP<N=831N=100VA(%)VNA(%)VFA()下面层3.65.413.760.51.4985.994.64.13.913.170.31.2987.196.14.63.113.476.81.1485.795.45.12.914.780.31.0285.494.9中e3.95.O13.763.41.5086.695.O4.43.413.474.61.3187.O96.6层4.92.213.583.61.1688.197.85.41.413.889.81.0488.898.6根知而青,1.fit加空困率的关累曲鼓，通过图去插值法律到空瓶率为4、的情;兄下.中下面层设计若青用量分别为4.3、.4.2%.其野到该汨青用量下的体根指标加表6所示。表6设计沥青用量沥青;合料体枳性质沥青用量<%)VA(%)VNA(%)VFA(%)DP%G.8N=8N=1004.2(下面层)4.013.270.91.3087.296.04.3(中面层)4.013.472.01.3587.096.04、最大压实次数胎证表7为设计沥青用量确定后，采用最大压实次数成型试件，进一步的验证沥青混合料体积性质能否满足SUPCrPave设计标准的要求。从结果来看完全满足设计要求。表7最大压实次数下沥青混及土合料体积性质沥青用量<%>在设计压实次数时G三0N=8WJfN=160VA(%)VNA(%)VFA(%)DP4.2(下面层)3.813.872.41.2887.297.94.3(中面层)3.413.174.01.3487.697.75,南温稳定性和水德定性检骁表8、表9为对巳设计好的沥青迎合料配合比.按照标准进行车辙试脸和浸水马枇尔试验.试验结果必须满足标准要求。表8车气试验结果汇总表在合料类型沥青用量(%)动稔定度(次/mn)123平均要求Sup254.218001632196918003800Su204.31500128610501279>1200表9浸水马歌尔律定度试班结果混合料类型沥青用量(%)添加剂用量马歌尔稳定度(KN