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

1、PAGE PAGE 9 supeerpavve技术在在开阳高速速公路中、下面层的的沥青配合合比设计及应用用苟慧萍 赖灿灿荣（广东冠粤粤路桥有限限公司 广东 广州 5100000）【摘 要要】supperpaave（高高性能沥青青路面）是是一种新型型路面结构构，沥青混混合料均匀匀，具有良良好的高温温稳定性和和抗水害性性。在广东东开阳高速速公路部分分标段沥青青路面施工工中采用ssuperrpavee，取得了了良好效果果，本文介介绍了广东东开阳高速速公路suuperppave配配合比设计计、施工工工艺及质量量控制等，供供其它公路路建设工程程参考。【关键词】superpave 高速公路 应用概述1、s

2、upperpaave技术术的简要介介绍superrpavee技术是美美国公路战战略研究计计划（SHHRP）的的重要研究究成果。11993年年完成后，美美国联邦公公路局，美美国各州公公路协会与与运输研究究委员会对对supeerpavve技术进进行大量推推广应用工工作，到22001年年底82%的热拌沥沥青混合料料采用suuperppave混混合料设计计和施工。我国江苏省省交通科学学研究院11995年年开始引进进这项技术术，在国外外专家的指指导下对这这项技术进进行研究和和传播推广广工作。到到20011年我国已已修筑数百百公里的ssuperrpavee路面。路路面质量明明显优于传传统的马歇歇尔设计路路

3、面。该项项技术也将将成为211世纪HMMA沥青混混合料设计计标准和常常规。2、supperpaave主要要特点superrpavee体系的三三个主要组组成部分是是沥青胶结结料规范，混混合料设计计和分析体体系及计算算机的软件件系统。至至今，沥青青胶结料规规范和混合合料设计体体系工作进进行很顺利利。混合料料分析方法法，性能模模型和计算算机软件系系统仍在改改进中。其其特点在于于开发了一一套全新的的试验设备备和方法，并并建立了沥沥青胶结料料和混合料料规范新体体系，从根根本上改变变了现行试试验方法和和规范纯经经验性。SSuperrpavee沥青胶结结料和混合合料规范及及试验方法法和指标是是同沥青路路面的

4、路用用性能直接接联系起来来。通过控控制高温车车辙、低温温开裂及疲疲劳开裂等等，来达到到全面改进进路面性能能目的配合合比的。superrpavee设计过程程1、材料选选择A、沥青胶胶结料的选选择Superrpavee沥青路面面技术的精精华是建立立一套全新新的沥青胶胶结料的试试验方法和和性能标准准。这些性性能标准较较好地与路路用性能有有机结合起起来。应用用传统方法法按粘度和和针入度分分级做的沥沥青规范，可可能把具有有不同温度度和性能特特点的沥青青划分为同同一等级。而supperpaave沥青青胶结料采采用PG等等级评定沥沥青，选择择沥青时可可直接根据据当地的气气候条件和和交通量的的大小来全全面选择

5、具具有可靠度度的沥青，并并绘制沥青青粘温曲线线，选择最佳佳的混合料料拌和及压压实温度。表1为开开阳高速公公路中、下下面层使用用的两种沥沥青的试验验结果。从从试验结果果来看，两两种沥青都都能满足规规范中设计计要求。并并且，经江江苏省交通通科学院研研究院通过过试验对这这两种进行行PG等级级分析，评评定等级分分别为PGG64-222和PGG64-116，根据据广东的气气象资料和和开阳高速速的交通量量分析，所所用沥青等等级应为PPG64-16。所所以上述两两种沥青完完全满足设设计要求。根据泰普普克沥青粘粘温曲线，确确定混合料料的拌和温温度为1660165，击实温温度为1440145。表1 沥沥青试验结

6、结果检验项目部颁规范要要求泰普克AHH-70台湾中华AAH-700针入度（225，1000g，5ss）（0.1mm）608006962延度(5ccm/miin,155)，不小小于（cmm）100100100软化点（环环球法）（）444554650.5溶解度（三三氯乙稀）不不小于（%）99.099.53399.433闪点（COOC）不小小于（）230255341含蜡量（蒸蒸馏法）不不大于（%）3.02.31.6密度（155）（g/cm3）实测1.04551.0411薄膜加热试试验1633，5h质量损失，不不大于0.80.090.08针入度比，不不小于5560.964.5延度（5ccm/miin,

7、255），不小小于（cmm）50100100延度(5ccm/miin,155)，不小小于（cmm）-100B、集料的的选择Superrpavee集料的统统一性（即即全国强制制性标准，也也就是集料料共性）包包括粗集料料的棱角性性，细集料料的棱角性性、扁平与与细长颗粒粒以及粘土土含量。另另一类是集集料的地区区性标准，即即料源特性性是：坚固固性、安定定性、有害害物质含量量。Supperpaave集料料的统一特特性在我国国规范中已已有明确规规定，只要要适当的选选择原材料料，严格控控制材料的的生产过程程，集料比比较容易满满足supperpaave规范范要求。如如果在实际际生产中除除尘不好，细细集料棱角角

8、性和砂当当量不一定定能满足ssuperrpavee规范要求求。表2、表3为开开阳高速公公路B033标中、下下面层使用用的禄平石石场生产的的碎石，该该种石料在在加工过程程中，我部部对其质量量进行严格格控制，生生产的碎石石干净，软软石、粘土土含量少，级级配稳定，针针片状含量量低，完全全能够满足足Supeerpavve的规范范要求。表2 集料料试验结果果表试验项目23石12石0.511石石屑技术要求视密度g/cm32.78992.80332.82.76992.5毛体积密度度g/cmm32.76662.77552.75332.68992.5吸水率（%）0.310.370.611.72针片状含量量（）1

9、1.611.4/15粗集料00.0755mm颗粒粒含量（）0.40.30.4/1细集料00.0755mm颗粒粒含量（）/8.715砂当量(%)/6860软石含量（）3.65冲击值（）9.428压碎值（）10.028洛杉矶磨值值（）13.230碎石坚固性性（）212与沥青粘附附性（级）44表3 集集料共性试试验及部分分料源特性结结果汇总表表试验项目试验值Superrpavee规范要求求粗集料棱角角性（%）100100%细集料棱角角（%）4640%扁平颗粒（%）11.550%坚固性（%）13.235445%安定性（%）2.012220%注：*美国国集料标准准中粗集料料扁平颗粒粒定义是粗粗集料最小小

10、厚度方向向和最大长长度方向的的尺寸之比比为5：11，而我国国现行规范定定义是粗集集料最小厚厚度方向和和最大长度度方向的尺尺寸之比为为3：1。2、设计集集料结构的的选择确定试验的的级配superrpavee集料的级级配控制，主主要采用控控制点和限限制区来初初选级配。控制点范范围内的级级配使各种种粒径的集集料比例合合适，避免免施工中的的离析现象象。限制区区防止了级级配中细集集料靠近最最大理论密密度线。级级配接近理理论密度线线往往会使使矿料间隙隙率（VMMA）偏小小，沥青用用量偏少，这这种级配对对沥青用量量很敏感。当沥青用用量微小变变化后，混混合料的抗抗塑性很差差，很容易易产生可塑塑性。我们们发现通

11、过过禁区的级级配混合料料在施工过过程容易产产生推移现现象，不易易压实，且且在路面使使用过程中中抵抗变形形能力较差差。B033标中、下下面层目标标配合比设设计级配曲曲线见图11。表4为为开阳高速速公路B003标在中中、下面层层配合比设设计时采用用估算的最最佳沥青用用量来分析析选用级配配的体积性性质。表4混合料料体积性质质表混合料特性性下面层设计结果中面层设计结果Superrpavee要求VA(%)444.0VMA(%)13.113.412VFA(%)70.972.065755DP(%)1.301.350.611.2*%GmmN=887.287.089%GmmN=166097.996.098注：*

12、表示示当级配通通过禁区下下方，粉胶胶比可增加加到0.881.66。评价试验级级配并选择择最适合的的设计级配配superrpavee沥青混合合料设计首首先根据交交通量的大大小选择混混合料的压压实次数，再再对已初选选的三种级级配依据旋旋转压实结结果和空隙隙率为4%时所需的的沥青用量量及相应沥沥青混合料料其他性质质例如粒料料间隙（VVMA）、饱和度（VVFA）、粉胶比等等各种评价价指标与标标准相比较较，来确定定符合要求求的最佳级级配曲线。这种方法法级配选择择范围比较较宽。三种种级配完全全是通过试试验来选择择（图1、图2和表表4），选选择了图中中的中值曲曲线。3、设计级级配的沥青青用量选择择super

13、rpavee规定沥青青混合料在在设计旋转转压实次数数时空隙率率为4%时时对应的沥沥青用量为为最佳沥青青用量。但但空隙率44%时旋转转压实的混混合料同时时必须满足足VMA、VFA粉粉胶比等评评价要求指指标。且目目标配合比比设计的空空隙率为44%时，在在路面压实实度大于997%时，能能够保证路路面的实际际空隙率小小于7%。因此确定定设计空隙隙率为4%是合理的的。最佳沥青用用量的确定定方法为用用估算的沥沥青用量0.5%、1%取四四种不同用用油量，在在压实次数数达到设计计要求条件件下的各种种体积性质质来确定空空隙率4%时的最佳佳沥青用量量。表5、表6为开开阳高速公公路B033标在中、下面层最最佳级配选

14、选定的条件件下，最佳佳沥青用量量的选择结结果。表5 四种种沥青用量量混合料体体积性质沥青用量在设计压实实次数时DP%GmmN=8%GmmN=1000VA(%)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中面层3.95.013.763.41.5086.695.04.43.413.474.61.3187.096.64.92.213.583.61.1688.197.85.41.413.889.81.0488.

15、898.6根据沥青用用量和空隙隙率的关系系曲线，通通过图表插插值法得到到空隙率为为4%的情情况下，中中下面层设设计沥青用用量分别为为4.3%、4.22%，并得得到该沥青青用量下的的体积指标标如表6所示。表6设计沥沥青用量沥沥青混合料料体积性质质沥青用量（%）VA(%)VNA(%)VFA(%)DP%GmmN=8%GmmN=10004.2(下下面层)4.013.270.91.3087.296.04.3(中中面层)4.013.472.01.3587.096.04、最大压压实次数验验证表7为设计计沥青用量量确定后，采采用最大压压实次数成成型试件，进进一步的验验证沥青混混合料体积积性质能否否满足suup

16、erppave设设计标准的的要求。从从结果来看看完全满足足设计要求求。表7 最大大压实次数数下沥青混混凝土合料料体积性质质沥青用量（%）在设计压实实次数时%GmmN=8%GmmN=1660VA(%)VNA(%)VFA(%)DP4.2(下下面层)3.813.872.41.2887.297.94.3(中中面层)3.413.174.01.3487.697.75、高温稳稳定性和水水稳定性检检验表8、表99为对已设设计好的沥沥青混合料料配合比，按按照规范进进行车辙试试验和浸水水马歇尔试试验，试验验结果必须须满足规范范要求。表8车辙试试验结果汇汇总表混合料类型型沥青用量(%)动稳定度（次次/mm）123平

17、均要求Sup2554.21800163219691800800Sup2004.3150012861050127912000表9浸水马马歇尔稳定定度试验结结果混合料类型型沥青用量(%)添加剂用量马歇尔稳定度(KKN)浸水马歇尔尔稳定度(KN)残留稳定度度（%）要求（%）Sup2554.2加2%水泥泥11.16610.22291.675Sup2004.3加2%水泥泥12.59912.47799.0756、马歇尔尔试验结果果验证表10为了了对施工过过程进行有有效控制，同同时提供适适合我国规规范的标准准（除饱和和度指标外外）。表10 Supp25和SSup200马歇尔试试验技术指指标试验项目下面层试验

18、结果中面层试验结果部颁规范要求击实次数（次次）757575稳定度(KKN)10.112.67.5流值(0.1mm)24.933.520400空隙率(%)5.65.136沥青饱和度度(%)64.766.570855残留稳定度度(%)101.7799.075superrpavee沥青混合合料试验及及路面施工工控制supeerpavve沥青路路面的生产产配合比尽尽可能接近近目标配合合比的设计计，才能确确保目标配配合比的设设计指标准准确性。在在实际应用用中控制关关键筛孔00.0755mm、22.36mmm、4.75mmm的通过量量。在抽提提试验中以以生产配合合比级配为为准。同时时控制油石石比的误差差范围。在在施工现场场试验用