高性能沥青路面Superpave技术实用手册
江苏省交通科学研究院
二00二年五月·南京
序
Superpave技术是美国公路战略研究计划（SHRP）的重要研究成果，1993年完成后，美国联邦公路局（FHWA）、美国各州公路与运输官员协会（AASHTO）和美国运输研究委员会（TRB）进行了大量的工作以推广Superpave技术，到2001年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，在省外车专家局大力支持下，引进美国专家介绍和传播Superpave技术、对沪宁路进行评估、参加国际比对试验、组织国内比对试验和修筑试验路段，到2001年，全国已修筑数百公里的Superpave路面，路面质量明显比传统的马歇尔设计的路面好，受到了欢迎。
目前，全国有二十多家单位已购置了相应的设备，具备了应用这项技术的条件。
为了促进Superpave技术的应用与发展，我们编辑了这本小册子，称为“Superpave技术实用手册”，包括：
1、“ Superpave沥青混合料设计（SP-2）”2001年版，美国沥青协会出版，本书简要叙述了Superpave的基本原理和方法，是整个Superpave混合料设计的基础。
2、“Superpave沥青混合料设计指南”，它是美国联邦公路局邀请了部分专家在对WesTrack环道失败原因分析的基础上完成的一本指南文件。
3、“Superpave路面施工指南”，这是美国联邦公路局和美国沥青路面协会（NAPA）邀请部分专家讨论而定的文件，它叙述了Superpave混合料路面和常规HMA 路面的差别及注意事项。
4、“Superpave厂拌沥青混合料验证的标准方法”，这是AASHTO 即将出版的标准草稿，供施工单位在生产时控制执行。
本手册的第一部分SP-2翻译工作由中心试验室吴建浩（第一章）、曹荣吉
总目录
1、Superpave混合料设计 (1)
2、Superpave混合料设计指南 (79)
3、Superpave施工指南 (101)
4、Superpave厂拌沥青混合料验证的标准方法 (119)
前言
美国公路战略研究项目（SHRP）是1987由美国国会建立的1亿5千万的研究项目，以改进美国道路的性能和耐久性，使这些道路对同机和公路工人都安全。
SHRP研究项目中的5千万美元用来开发建立在性能基础上的沥青规范，直接将实验室分析与现场性能联系起来。
Superpave（Superior Performing Asphalt Pavements）是SHRP沥青研究的成果，Superpave体系包括性能基础上的沥青材料特性与设计环境条件，通过控制车辙、低温开裂和疲劳开裂来改善性能。Superpave三个主要组成部分是沥青胶结料规范、混合料设计和分析体系和计算机软件系统。至今，沥青胶结料规范和混合料设计体系工作满意，混合料分析方法、性能模型和计算机软件系统仍在改进之中。
本手册给出了Superpave混合料设计方法的详细考虑。Superpave胶结料规范和试验详见沥青协会“性能分级沥青胶结料规范与试验”，Superpave系列丛书（SP-1）。
Superpave混合料设计体系仍在继续改进和评价，并纳入联邦、州和当地规范中，本手册包括了第一版和第二版的许多修订，比较重要的修订和变化包括：
?混合料老化方法
?旋转压实次数表
?体积性质规范
?中等和完全分析，水平2和水平3不再叙述
本手册包括了出版时的所有变化，但将来可能会有另外的变化，读者应保持与工业界和业主的联系以了解Superpave技术的变化和规范推广活动。在设计混合料之前，设计人员应熟悉业主的任何要求。
本手册中的许多材料是在联邦公路局将沥青协会作为Superpave技术全国沥青培训中心（NATC）时产生的，NATC在联邦公路局的技术应用办公室管理下制定了和进行了Superpave 胶结料和混合料技术各一周的培训课程。Superpave TM是美国公路战略研究计划（SHRP）的注册商标。
目录
第一章背景 (1)
引言 (1)
沥青混合料 (2)
沥青胶结料性状 (2)
矿质集料性状 (3)
沥青混合料性状 (4)
第二章混合料设计实践 (9)
沥青规范 (9)
按针入度和粘度分级的规范 (9)
Superpave性能分级沥青胶结料规范 (10)
沥青混合料设计方法 (11)
马歇尔法和维姆法 (11)
Superpave沥青混合料设计方法 (12)
第三章材料选择 (15)
沥青胶结料 (15)
气温选择 (17)
路面温度选择 (18)
建立在路面温度基础上的胶结料等级选择 (18)
按交通荷载及交通速度来调整胶结料的等级（等级提升） (19)
矿料 (20)
集料认同特性 (20)
集料料源特性 (23)
级配 (20)
第四章沥青混合料的体积分析 (28)
引言 (28)
定义 (28)
压实铺路混合料分析 (30)
第五章Superpave 混合料设计 (36)
引言 (36)
Superpave旋转压实仪 (36)
试验设备 (37)
附加试验设备 (39)
选择设计集料结构 (40)
试件的准备与压实 (41)
资料分析与表达 (45)
设计沥青胶结料含量 (49)
水敏感性 (50)
第六章 Superpave 混合料设计实例 (51)
引言 (51)
材料选择 (52)
胶结料选择 (52)
集料选择 (53)
选择设计集料结构 (56)
选择试验沥青胶结料含量 (58)
评价试验混合料 (64)
选择设计沥青胶结料 (68)
N max验证 (73)
水敏感性评价 (74)
附录 A Superpave集料级配控制点 (75)
附录 B 集料限制区界限 (76)
附录 C Superpave混合料设计过程概述 (76)
示图目录
图1.1 集料剪切加载性状 (3)
图1.2 集料骨架 (4)
图1.3 软弱路基车辙 (5)
图1.4 软弱混合料车辙 (6)
图1.5 疲劳开裂 (7)
图1.6 低温开裂 (8)
图2.1 三种粘度等级沥青的变化 (10)
图3.1 设计温度可靠度 (17)
图3.2 气温变化示例 (17)
图3.3 路面温度变化示例 (18)
图3.4 Superpave胶结料等级选择（克得夫兰） (19)
图3.5 细集料棱角性仪器 (22)
图3.6 测量扁平与细长颗粒 (23)
图3.7 砂当量试验 (23)
图3.8 0.45次方图的基础 (25)
图3.9 19mm最大尺寸的最大密度级配 (26)
图3.10 Superpave级配极限 (26)
图4.1 压实铺路混合料中毛体积密度、有效相对密度和视密度以及有效沥青胶结料示意图 (29)
图4.2 压实HMA试件组成图 (29)
图5.1 Superpave旋转压实机 (37)
图5.2 SGC试模配置图 (38)
图5.3 SGC混合料压实特性 (38)
图5.4 温度-粘度关系 (42)
图5.5 试件准备与压实 (44)
图6.1 PG58-34胶结料温度-粘度关系 (53)
图6.2 43号州际公路试验混合物 (57)
图6.3 试验混合物1的压实曲线 (61)
图6.4 试验混合物2的压实曲线 (62)
图6.5 试验混合物3的压实曲线 (63)
图6.6 混合物3的平均压实曲线 (71)
图6.7 4.9%胶结料用量时设计混合料特性 (72)
示表目录
表2.1 Superpave胶结料试验设备 (11)
表3.1 基于交通速度和交通量水平的沥青胶结料的选择 (20)
表3.2 Superpave集料认同特性要求 (21)
表3.3 Superpave混合料级配 (27)
表4.1 路面混合料试样基础数据 (31)
表5.1 Superpave旋转压实次数 (39)
表5.2 Superpave混合料体积设计要求 (48)
表6.1 项目环境条件与胶结料等级 (52)
表6.2 胶结料试验结果 (53)
表6.3 集料密度 (54)
表6.4 粗集料棱角性试验结果 (54)
表6.5 细集料棱角性 (55)
表6.6 扁平与细长颗粒 (29)
表6.7 粘土含量（砂当量） (55)
表6.8 19.0mm公称尺寸的级配标准 (56)
表6.9 IH-43试验级配 (57)
表6.10 估计的集料混合物性质 (58)
表6.11 Superpave旋转压实次数 (60)
表6.12 %G mm @N ini 和 %G mm@N des 汇总表 (64)
表6.13 试验混合物压实数据汇总 (65)
表6.14 试验混合物的粉胶比 (67)
表6.15 在N des的估算的混合料体积特性 (67)
表6.16 估算的混合料压实特性 (67)
表6.17 试验混合3在沥青含量4.3%时的压实数据 (69)
表6.18 试验混合3在沥青含量4.8%时的压实数据 (69)
表6.19 试验混合3在沥青含量5.3%时的压实数据 (70)
表6.20 试验混合3在沥青含量5.8%时的压实数据 (70)
表6.21 试验混合物3的压实特性 (71)
表6.22 试验混合物3的体积特性 (71)
表6.23 胶结料含量为4.9%时的设计混合料特性 (73)
表6.24 试验混合物3在沥青用量4.9% 时N max下的密度资料 (73)
表6.25 混合物3的水敏感性数据 (74)
第一章背景
沥青混合料通常采用经验的试验室设计方法进行设计，这意味着在确定试验室分析是否同路面性能有关时，需要野外的检验。然而，即使完全按照这些方法和提出的混合料设计标准，都不能确保路面性能优良。同样，即使有关机构决定扩充规范，这些规范对建立标准和获得某些性能保证方面也只能作出较小的变动。
1987年美国公路战略研究项目（SHRP）着手开发规范沥青材料的新体系。SHRP沥青研究项目的最终成果是一个被称为Superpave(高性能沥青路面的缩写)的新体系。Superpave包含一个选择和规范沥青胶结料新体系并详细阐述了矿质集料的要求，同时，Superpave还包括一个全新的热拌沥青混合料设计方法。
SHRP研究小组提出的最初Superpave体系，试图随着交通等级的提高增加复杂试验的要求和标准。对中等交通的路面，混合料体积设计和材料要求必须是最适宜的、最经济的，以保证路面有理想的性能；对重交通道路如城市间州际公路，研究人员认为要增加安全系数来确保路面性能。这些重交通道路项目必须对压实沥青混合料进行一系列试验来测试压实混合料基本工程的力学性能。最初的目标是将这些混合料性能输入SHRP研制的路面性能模型，希望输出的结果能预测随时间或在交通作用下路面的破坏形态，但是由马里兰大学领导的研究认识到性能试验和预测模型有缺陷，正在着手解决这些问题，将来某个时候，整合所有体系要素计算机软件，性能预测模型开发成功后，性能试验和预测将被作为混合料的标准方法。
Superpave胶结料规范和混合料设计体系包括不同的试验设备、试验方法和标准。Superpave体系独具特色在于其基于性能的规范体系。其试验与分析同野外性能相关。Superpave胶结料试验同样在服务路面所碰到的温度下进行。
本手册的目的在于说明Superpave体系中沥青混合料设计部分。Superpave 混合料设计包括选择满足Superpave规范的沥青与集料，然后对用Superpave
旋转压实仪压实的HMA试件进行体积分析。手册中也提供了沥青混合料与材料
性状的背景资料和传统的方法同Superpave 胶结料规范、混合料设计的比较讨论。Superpave 沥青胶结料规范和试验的全部细节，请见沥青协会的Superpave 丛书第一册（SP-1）“性能分级沥青胶结料规范与试验”。
手册的以前版本包括了混合料分析的简述，这些章节在本版中被删去详细描述性能试验和分析的章节可能作为以后版本的内容。
沥青混凝土（有时称为“热拌沥青混凝土”或简“HMA ”）
是由沥青胶结料和矿质集料组成的铺路材料 ，沥青胶结
料，即沥青或改性沥青起到把集料颗粒结成密实休并使混合料防水的胶粘剂的作用。当粘结一起时，矿质集料起着赋与体系强度和韧度的石料骨架作用。混合料性能既受各个组成成分特性的影响又受它们在体系中相互作用的影响。
沥 青 胶 结 料 性 状
在沥青混合料性能中下列三个沥青胶结料特性最为重要：温度敏感性，粘弹性和老化。
沥青特性在于对温度的敏感——在较冷的温度，沥青劲度更大。这就是为什么每一种沥青和混合料的试验都必须伴随一个规定的试验温度。没有规定试验温度，试验结果就不能作有效的解释。同理，沥青性状也依赖于加载时间——加载时间越短，沥青劲度越大。沥青性状对温度和荷载历时的依赖性意味着这两种因素可以互换作用。即缓慢的加载速率可用高温模拟，而快速的加载速率可用低温模拟。
沥青因其同时显示粘性和弹性特征，故为一种粘弹性材料。在高温时（如>100 。C ）沥青几乎完全如粘性液体，显现也像电动机润滑油类的稠度。在很低温度（如<0 。
C ）时，沥青性状几乎有如弹性固体，当加荷和卸荷时可恢复其初始形状。在大部分路面所处的中午温度，沥青具有粘性液体和弹性固体两者的特性。
由于沥青是化学有机物，它与环境中的氧起反应。氧化改变沥青分子的结构与组成。氧化使沥青变得更脆，导致时间氧化或老化。在温度较高时氧化反应更快速。在HMA 生产过程中为利于拌和与压实而加热沥青时形成大量硬化。
这也是为什么在热的或沙漠气候使用沥青时将对氧化给于更大关注的原因。
沥青在不同温度，不同加载速率和不同老化阶段的特性，决定了它作为路面体系胶结料的行为能力。在沥青协会Superpave丛书第一册“性能分级沥青胶结料规范和试验”中论述了用于测试和控制在Superpave体系中这些特性的试验和规范。
矿质集料性状
用于生产HMA的矿质集料品种繁多。天然集料系简单地从河流或冰川沉积中采集，无需进一步加工即可用于生产HMA。这些集料通常称作“河岸”或“料坑”材料。加工集料是经过采石、轧碎，分成不同尺寸、清洗或其他方式加工，达到HMA要求的性能特征。人造集料无需采集或采掘，通常为工业副产品材料，如高炉渣。偶尔，也加入人造集料以增强HMA的某种特殊性能，例如，也可用回收的旧路面材料重新加工生产新的HMA。所以，回收沥青路面材料（或RAP）是沥青路面集料的重要来源。
无论来源、加工方式或矿物学的情况如何，集料必须提供足够的抗剪强度来抵抗重复荷载作用。当集料体超载时，剪切面发展，集料颗粒间相互滑动或“剪切”，形成永久变形（图1.1），沿剪面的“剪应力”超过集料休的“剪切强度”。由于集料为混合料提供主要的车辙抗力，因此集料的抗剪强度极为重要。
集料具有相对较小的内聚力，因此，剪切强度主要取决于由集料提供的滑
动抗力或内摩阻力。立方体的粗糙纹理的集料比圆形的平滑纹理集料提供更大的抗力（图1.2）。当加载时因为荷载应力将集料紧紧的束缚在一起，增加了抗剪强度，从而集料也有增强的趋势。即使立方体集料和圆形片状集料可能具有相同的内在强度，但立方体集料颗粒趋向于相互嵌锁而形成更强的物体。圆形集料颗粒则趋向于互相滑动。内摩阻力提供集料相互嵌锁能力，从而形成几乎同单个片状集料相同强度的块体。
为了保证HMA有坚固的集料混合物，常规定增强集料内摩阻力的特性，通常以规定集料混合物中粗粒部分有一定比例的破碎面来满足这一要求。同样，因天然砂都接近于圆形，内摩阻力很小，故通常要限制混合物中天然砂的数量。
沥青混合料性状
当轮载作用于路面时，有两种主要的应力传至HMA：沥青层中的垂直压应力和沥青层底部的水平拉应力。HMA必须具有A足够的强度有抵抗压应力和剪应力从而防止混合料的永久变形（高温车辙）。同样，材料还必须具有足够的抗拉强度来承受沥青底部的拉应力从而防止裂缝发生，以承受很多的荷载次数而不疲劳开裂。沥青混合料还必须抵抗因B迅速降温和极端低温而产生的应力（低温开裂、应力松弛）。
虽然HMA成分各自的特性是重要的，但只有通过考虑沥青与矿质集料的共同作用，才能对沥青混合料性状作出最好的解释。了解沥青混合料性状的途径这一在于考虑工程师力图避免的沥青路面的主要破坏类型：永久变形，疲劳开裂和低温开裂。这些就是在Superpave中所分析的破坏
永久变形永久变形由不再在其原先设计位置的横截面来表征。由于它代表由每一次加载所形成的小的不可恢复变形的累积，因而被称为“永久”变形。轮迹车辙是永久变形最普遍的形式。车辙的来源可能很多（如因水损害下卧HMA变弱、磨耗、交通压密等），但有两个主要原因。
一种情况，作用于沥青层下的土基（或垫层或基层）的重复应力太多土基无法承受而引起车辙（图1.3）。虽然刚度较大的铺路材料将部分减小这种类型的车辙，但通常将其考虑为结构问题，而不是材料问题，本质上是路面强度或厚度不足，不能将作用应力减小到容许水平所致。它也可能因水分的侵入使路面层出乎意料也变弱所引起。这类永久变形出现于下卧层而非沥青层。
沥青混合料设计者最为关注的车辙类型是沥青层中的变形。这类车辙是因沥青混合料抗剪强度不足不能抵抗重复重载的作用所致（图1.4）。故软弱混合料会把每一次车辆通过时产生的微小的而永久的变形累积起来，最终形成以混合料向下或侧向移动为表征的车辙，这种车辙可能在沥青面层中形成，或表现在表面的车辙可能因软弱的下卧层沥青层引起。
不稳定混合料的车辙一般都在夏季较高的路面温度下形成。虽然可以假定车辙仅只是沥青问题，但把矿质集料和沥青胶结料的组合抗力的因素考虑进去，能更准确地认识车辙。
由于车辙为微小的永久变形的累积，因此，增强混合料抗剪强度途径之一是使用不仅劲度较大的沥青胶结料而且在路面温度高时其性状更像弹性固体的胶结料。这样，当荷载作用时，沥青胶结料将如同橡胶带那样弹回到原先的位置不会产生永久变形。
增强HMA抗剪强度的另一途径是选择具有高内摩阻力的集料，这种集料是立方体的、表面纹理粗糙且能形成颗粒间相互接触的级配。当荷载作用于混合料时，集料颗粒紧紧地嵌锁在一起，其功能更像大的单一的弹性石料，加上沥青胶结料，集料将如像胶板的条的作用，在卸荷时将回弹至其初始位置。这样，便不存在永久变形积累。
疲劳开裂当作用荷载超过沥青材料引起裂缝出现的限度时，在沥青路面中便出现疲劳开裂。疲劳开裂的早期信号是在交通轮迹带上出现断续纵向裂缝。疲劳开裂是逐渐发展的，因为在某点初始裂缝将会愈合，并引起更多裂缝的形成。疲劳开裂的晚期阶段称为龟裂，由横向裂缝与纵向裂缝相互联接来表
征（图1.5）。在极端情况，当路面材料被交通带走时将形成坑洞。
疲劳开裂通常是由同时出现的多种因素所致。显然，重荷载的重复作用无疑是原因之一，薄的路面或下卧层软弱的路面在重轮载下都容易形成大的弯沉。大的弯沉（重复弯拉）导致沥青层底部水平拉应力的增加，从而导致疲劳开裂。排水不良，铺筑质量差，或设计不安全都会促进这类问题的发生。
通常疲劳开裂仅是路面已经承受设计荷载作用次数的标志，在此情况下路面仅是需要有计划地翻修。假定疲劳开裂出现于设计期末，则可视为路面设计策略自然的结果，如观察到的开裂出现比设计年限早得多，则可能是对交通荷载估计不足的标志。因而，克服疲劳开裂最好的途径是：
?足够的考虑设计期的重荷载作用次数；
?采用较厚的路面；
?保持土基干燥；
?采用受潮后不过度变弱的路面材料；
?采用具有足够回弹性质以适应正常变形的HMA材料。
最后，对于材料选择和混合料设计，要特别强调对回弹性材料的选择。HMA 必须具有足够的抗拉强度以承受沥青层底部的拉应力，而且必须具有良好的回弹性，足以承受重复荷载而不开裂。这样，必须把HMA设计为其性状有如柔软的弹性材料，当加载受拉时能克服疲劳开裂。主要由设置一个沥青胶结料劲度特性的上限来实现，这是由于HMA的抗拉性状受沥青胶结料影响很大的原因。实际上，软沥青比硬沥青具有更好的疲劳特性。
低温开裂低温开裂是不利的环境条件而不是交通荷载引起的。它由人们意想不到地按一定间距出现的横向裂缝来表征（图1.6）。
低温开裂因沥青路面层在寒冷气候发生收缩而形成。路面收缩时，在层中引起拉应力，沿路面某点拉应力超过其抗拉强度，则沥青层开裂。低温开裂最实由一个低温的单循环引起，但通过多个低温循环的重复得以发展。
沥青胶结料在低温开裂方面起关键作用。一般而言硬沥青胶结料比软沥青胶结料更容易形成低温开裂。过度老化的沥青胶结料由于过度氧化或（和）在铺筑混合料中具有过大空隙，更容易导致低温开裂。这样，为了克服低温开裂，工程师必须使用不易过度老化的较软的胶结料，并控制路面现场空隙率使胶结料不会过量氧化。
第二章 混合料设计实践
按 针 入 度 和 粘 度 分 级 的 规 范
由于化学上的复杂性，沥青规范都围绕物理性试验提出。传统的规范采用诸如针入度、粘度和延度试验。这些物理性试验都在标准试验温度进行，其试验结果用以确定材料是否满足规范标准。
然而，传统的试验所提供的结果存在局限性，许多这类试验都是经验性的，意味着需要现场经验才能用试验结果提供有意义的信息。针入度即是一例，针入度试验代表沥青的劲度，但沥青针入度与性能之间的任何关系都必须由经验获得。
经验的试验方法和传统规范的另一局限性为试验不能给出典型路面温度全范围的信息。虽然粘度是液体流动的基本量度，但它仅提供较高温度的粘性信息，标准试验温度为60。C 和135。C 。通过地资料不能真实确定较低温度时的弹性性状因而不能完善地预测性能。同样，针入度只说明中等温度（25。C ）时的稠度。在现行分级体系中无法直接测量低温特性。
应用按粘度和针入度分级的沥青规范，可能把具有不同温度和性能特征的沥青划分为同一等级。例如图2.1所示的三种沥青，具有相同的粘度等级，因为它们在60。C 时都位于规定的粘度范围内，在25。C 具有最小的针入度，在135。C 达到最小粘度。虽然沥青A 和B 展示了同样的温度依存性，但在所有温度范围内其稠度都有很大差异。沥青A 和C 在低温具有相同稠度，但高温稠度却明显不同。沥青B 与沥青C 在60。C 有相同稠度，但两者相互无类似之处。由于这些沥青满足相同等级的规定，人们可能错误地期望它们在铺筑过程中具有相同特征及期望它们在热和冷的气候条件下有相同的性能。
由于这些缺陷，不少州公路业主已经修改标准试验方法和规范，以更好地适应当地条件。在美国的某些地区，这类试验和规范的增多，给几个州出售相同等级沥青的沥青供应者带来了麻烦，往往性能条件和材料非常相似的
州对沥青胶结料要求的规定会极不相同。此外，现行沥青规范中的试验都用未老化或“槽装”（Tank ）沥青和模拟铺筑老化的（人工老化的）沥青进行。但没有为模拟服务老化而处治的沥青胶结料进行试验。
Superpave 性能分级沥青胶结料规范
Superpave 沥青胶结料规范不同于其它沥青规范，在该规范中通过利用工程原理测试的物理性质能直接与野外性能建立起联系。包括在附录的Superpave 胶结料规范，需要一套全新的试验设备和方法。它被称为“胶结料”规范是因为它可供改性沥青和非改性沥青两者使用。
Superpave 胶结料规范的显著特色在于，它取代了固定温度进行试验而改变规定值的作法，而采用规定值固定不变，而用于获得规定值的试验温度变化的作法。例如，考虑两个建设项目——一项赤道，另一项在北极圈。在两个地区者期望良好的沥青性能，但达到胶结料良好性能的温度条件却极为不同。
性能分级（PG ）胶结料由诸如PG64-22的术语来定义，前面的数字64为“高温等级”，意思是胶结料在高达64。C 温度时仍具有足够的物理特性相应于胶结料所期望的服务气候的路面高温。同样，后面的数字（-22）为“低温等级”，意指胶结料在路面温度降至至少-22。
C 时仍具有足够的物理特性。
Superpave 胶结料规范的精髓在于，在模拟胶结料寿命期三个重要阶段的
情况下进行沥青胶结料试验。用原样沥青进行的试验，代表运输、储存和装卸的第一阶段。第二阶段代表在拌和铺筑过程中的沥青老化，规范借助于旋转薄膜烘箱中老化胶结料的方法进行模拟。这种方法是将胶结料薄膜暴露于热和空气，相当于在热拌过程中、运输中和摊铺时的胶结料老化。第三阶段体现了作为热拌沥青路面层部分的胶结料的长期老化。规范中用压力老化箱模拟这一阶段，该方法将沥青试样暴露于热和压力条件，以模拟路面服务期间的老化年分。
规范及其试验方法现今由AASHTO和ASTM两者进行评价。表2.1列出用于规范的Superpave胶结料试验设备及其在规范中使用的简要说明。对Superpave胶结料规范如何进行试验的细节及试验结果同现场性能这间的关系在沥青协会Superpave丛书第一册（SP-1）“性能分级沥青胶结料规范与试验”中作了介绍。
马歇尔法和维姆法
大多数公路单位传统上采用马歇尔混合料设计法。该法由密西西比州公路局的布鲁斯·马歇尔（Bruce Marshall）提出，由美国陆军工程兵部队加以改进并增加某些性能，已作为ASTM D1559和AASHTO T245的正式方法固定下来。马歇尔法需要进行室内试验，旨在通过稳定度/流值与密实度/孔隙订分析，提出适合的沥青混合料。
马歇尔法的优点是它注意到沥青混合料的密实度和孔隙特性，进行这样
的分析以强调合适的空隙性质以获得耐久HMA混合料。另一优点是所需设备价格适中且便于携带，因而适于进行远距离质量控制管理。但是，许多工程师认为用于马歇尔的冲击压实没有模拟实际路面形成的混合料压密状况，而且马歇尔稳定度不足以评估HMA的抗剪强度。这两种情况使其难以保证设计混合料的抗车辙能力。因此，在沥青技术专家中越来越感觉到马歇尔法对现代沥青混合料设计已经过时了。
维姆混合料设计法由加得福尼亚的运输局的弗朗西斯·维姆（Francis Hveem）提出。维姆和其他人改进了此法。该法详述于ASTM D1560和ASTM D1561中。维姆法用于HMA混合料设计队西部州外，没有被普遍采用。
维姆法也需进行密实度/孔隙率和稳定度分析。对混合料抵抗因水的存在而引起膨胀的力也予确定。维姆法具有两个主要优点。首先，室内压实的搓揉法被认为较好地模拟了实际路面的压密特性。其次，维姆稳定度是对抗剪强度中的内摩阻成分的直接量度，它测试在垂直荷载作用下试件抵抗侧向位移的能力。
维姆法的缺点在于试验设备较为昂贵且不便携带。而且与混合料耐久性相关的重要的混合料体积特性并未作为维姆法的一部分加以常规确定。某些工程师认为维姆法中选择沥青用量的方法过于主观，并可能因沥青太少造成HMA不耐久。
为将标准的马歇尔和维姆法加以扩展，许多单位越来越多地采用适合于自身条件的室内设计法和（或）体系，佐治亚的轮载试验机就是用以取代或附加于其他设计体系方法的设备实例，这些体系的优点在于业主能提出由真实路面性能资料支持的明确标准。然而，业主还必须进行许多试验以取得经验，该经验只适用于试验的材料和环境条件。新产品和新材料需要另外的试验以获得经验。
Superpave沥青混合料设计方法
采用特有的各个步骤选择沥青和集料，并进行混合料设计把材料组合起来。Superpave混合料设计体系依据项目的气候和设计交通量将材料选择和混合料设计方法集成一体。Superpave沥青胶结料规范在本章已先作讨论，下面将讨论集料和混合料设计规范。
矿质集料矿质集料特性对沥青混合料性能至关重要。然而，在马歇尔法和维姆法中并未考虑集料标准。相反，集料标准已直接纳入Superpave混合为设计方法。虽未提出新的集料试验方法，却将现行试验方法加以改进以适应Superpave体系。
在Superpave体系中对两种集料特性做了规定：认同特性（Consensus Properties）和料源特性（Source Properties）。
认同特性是SHRP研究者认为获得高性能HMA最关键的集料特性。这些特性必须满足取决于交通量和路面所处位置的不同水准。大交通量和面层混合料（即浅的路面位置）要求更严格的认同特性值。
许多业主已采用这些特性作为某种质量要求用于HMA。Superpave的认同特性为：
?粗集料棱角性
?细集料棱角性
?扁平与细长颗粒
?粘土含量
Superpave通过对粗、细集料的棱角性作出规定，以探求获得内摩阻力高抗剪强度高的HMA，以抵抗车辙。限制细长片块以保证在操作，铺筑过程中和交通条件下HMA的集料不易破碎。限制粘土数量以增强沥青胶结料之间的粘结。
资源特性是业主通常用来鉴定当地集料资源是否合格的集料特性。这些特性虽然重要，但由于资料的特殊性，Superpave的规范不对资源特性的临界值作出规定。Superpave中确认的资源特性为：
?韧度
?安定性
?有害物质
韧度用洛杉矶磨耗试验进行试验，安定性用硫酸钠或硫酸镁安定性试验进行测试，在豁口物质用粘土块和易碎颗粒量度。
为规定集料级配，Superpave采用0.45次主的级配图，并用级配控
浅谈高性能沥青路面 徐鹏华 1前言 由于交通量的剧增，轮胎气压和轴载的增加，许多完全满足现行规范的沥青路面却达不到设计的寿命，主要表现为车辙、剥落、低温开裂等病害，即现行的规范无法控制沥青路面的某些早期损坏。从1987年开始，美国公路战略研究计划(SHRP)进行了一项为期5年、耗资5000万元的沥青课题研究，占整个SHRP经费的三分之一，旨在制定一套新的沥青和沥青混合料规范、试验和设计方法。这就是高性能沥青路面(Superpave)。 Superpave技术不仅对沥青工业界产生巨大影响，也引起了世界各国的普遍关注，很多国家均在进行相关的对比试验和验证。我国从1997年引入Superpave，近年来各省市科研单位都在研究探索中，也有不少省份已将Superpave应用于高速公路建设中。 西安—户县高速公路上面层是陕西省第一条高性能沥青路面，是施工单位—中铁十二局路面公司同长安大学课题组合作完成的。现就Superpave的主要研究方法和在西户高速公路上的设计施工情况作一介绍。 2级配要求 Superpave混合料体积设计的级配选择是通过设置控制点和限制区来进行的。设置控制点是要求集料级配必须通过其间的范围,控制点分别设于公称最大尺寸，中等尺寸(2.36mm)和最小尺寸(0.075mm)处，而限制区则为不允许级配线通过的区域,它沿最大密实度曲线(0.45次方级配线)存在于中等尺寸(2.36mm)和0.3mm尺寸之间。由于限制区具有驼峰特征，故通过限制区的级配称为“驼峰级配”。设置限制区的目的有两个，一是为了限制砂的用量；二是为了使矿料具有足够的矿料间隙率（VMA）。在多数情况下，驼峰级配表示为含砂过多的混合料或相对于总砂量来说细砂太多的混合料，这种级配的混合料在施工期间经常存在压实问题，并表现为在使用期抗永久变形能力不足，而且级配通过限制区容易造成VMA过小，这种级配对沥青含量极为敏感，因此，应使集料设计级配位于控制点之间并避开限制区以满足Superpave的要求。图1示出了Sup—19矿料的控制点和限制区。
浅谈沥青路面早期破坏原因 本文从路面设计、路面施工、养护管理及其他环节,结合本人的工程实践,分析了沥青路面早期破坏的原因。 标签：道路工程沥青路面破坏原因 0 引言 瀝青路面的主要类型有沥青表面处治、沥青贯入式、热拌沥青混合料和乳化沥青混合料路面等,因其具有造价相对较低、行车舒适、修复方便,能够利用石化企业副产品等优点而被广泛用于公路和城市道路、机场等基础设施的面层处理。沥青路面早期破坏的现象有:泛油、波浪、壅包、滑溜、裂缝、坑槽、局部沉陷、松散、车辙等九种。这些病害极具普遍性和严重性,为公路工程质量通病之一。 1 路面设计 1.1 结构设计不合理 沥青面层结构选用不当、混合料类型不合理。根据沥青路面设计规范,沥青面层除应满足车辆的使用要求外,还应满足雨水不渗等要求,宜选用粒径较小,空隙也小的级配混合料,尽量采用小粒径沥青砼,以提高沥青路面面层的防渗性。对于选用中粗粒砼或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面,必须在沥青面层下设下封层,防止雨水渗入。 1.2 设计与路段实际情况相差大 我县一条沥青路面砼路穿过土基过湿地段,但设计按一般正常情况设计,全部利用挖方和就地借方填筑路基,采取逐层碾压法施工,又是雨季施工,造成极大的窝工,严重影响了工期。施工单位只好申报监理工程师并经业主同意借方填筑,仅此一项就较原设计增大投资,现该段沥青路面破坏较为严重,已多处修补。 1.3 油路补强段的路面厚度考虑不足 我县在加快实现乡镇通油、水泥路路面工程,但为充分利用老路并节约土地及投资,利用旧路的线位及结构层。按照公路补强设计的一般要求和科学态度,宜先对所利用的路段状况进行客观评估,根据旧路的状况(特别是强度弯沉指标)确定利用旧路的方案及补强厚度。但设计单位没有认真细致的调查,大致给出一个补强厚度及路段桩号就草草了事,结果导致许多补强路段补强后弯沉值大于设计值,造成新路强度不足,早期破坏严重。 1.4 岩石路段石质类型确定有误
苏高技（2003）18号 高性能沥青路面(Superpave-19)中面层施工指导意见 (SBS改性沥青) 一、概述 高性能沥青路面（Superpave），采用了全新的沥青混合料设计方法。Superpave沥青混合料设计方法，采用旋转压实仪成型试件，依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计，然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上，结合我省试验研究成果，制定了《高性能沥青路面（Superpave-19）中面层施工指导意见(SBS改性沥青)》，以指导我省高速公路沥青路面中面层施工。 沥青路面中面层厚度6-7cm，采用石灰岩集料，Superpave19结构。 二、配合比设计 配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计以及生产配合比验证三个阶段。由于技术及试验设备限制，目标配合比设计统一委托省交通科研院设计，并提供相关的马歇尔试验技术指标。 根据工程实际使用的材料和设计配比要求，计算出材料配比，在室内拌制沥青混合料，用旋转压实机成型混合料试件，计算沥青混合料的体积指标应满足表1的规定，从而确定矿料的比例和最佳沥青的用量。据此作为目标配合比，供拌和楼冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。 生产配合比设计是将二次筛分后进入热料仓的材料取出筛分，再次确定各热料仓的材料比例，同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡，并以目标配合比设计的最佳用油量及最佳用油量的-0.3%、+0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验，检验各项指标是否满足规范要
Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ沥青路面设计与应用 介绍了Superpave混合料的详细设计过程和检测数据。通过对设计实例的探讨，以求指导路面设计与施工。 标签：Superpave 配合比设计施工应用 0 引言 Superpave（Superior Performing Asphalt Pavements）即高性能沥青路面，它是美国公路战略研究计划(SHRP)的重要研究成果。由于采用了新的沥青混合料设计方法，其集料级配更趋于嵌挤、密实，高温稳定性好，适于交通量大和抗车辙要求高的公路。在施工确保合适空隙率的前提下，抗水害性能和抗疲劳性能也较好。本文以在江苏南通204国道海安段扩建工程的改性沥青混合料Sup20下面层配比设计为基础，对Superpave混合料设计方法进行探讨。 1 原材料 所用1#、2#集料为浙江长兴产石灰岩，3#、4#集料为宜兴佳乐产石灰岩，沥青为泰州中海产70＃道路石油沥青，矿粉为溧阳中亚产，进行集料性质试验和沥青的密度试验。 2 设计集料结构的选择 2.1 集料筛分及配合比设计依据Superpave设计方法，在选择设计集料结构时，首先调试选出粗、中、细三个级配，根据集料的性质算出三个级配的初始用油量。然后用初始用油量成型试件，根据试验计算出三个级配的沥青混合料在空隙率为4%时的沥青用量及相应体积性质、矿料间隙率（VMA）、饱和度（VFA）、矿粉与有效沥青之比（F/A）等。级配曲线见图1。 2.2 试验级配的评价根据各个级配的估算沥青用量和以往经验，用4.2%的沥青用量成型试件，普通沥青混合料的拌和及成型温度由粘温曲线确定，采用旋转压实仪成型试件，设定旋转压实仪的单位压力为0.6MPa。根据交通量数据选择压实次数N最初=8次，N设计=100次，N最大=160次。根据Superpave设计标准，在进行估算用油量成型试件时，将旋转压实次数设定在N设计，本次试验为N设计=100次，依据估算沥青用量下各级配旋转压实试验结果可以得出级配1、2满足Superpave设计要求，根据经验选择级配2为设计级配。 2.3 选择设计级配的沥青用量所谓设计沥青用量就是指在设计旋转压实次数下得到空隙率为4%的沥青用量。根据Superpave 设计方法，选择四种沥青用量，它们分别为Pb、Pb±0.5%、Pb+1%。根据经验取Pb为4.2%，因此四个沥青用量分别为： 3.7%、 4.2%、4.7%、 5.2%，试验结果见表1。在试验时，压实次数应设定在N设计，本次N设计=100次。
浅谈我国沥青路面的发展趋势 摘要：在我国，沥青路面在高速公路中占90%以上，通过对国内沥青路面的调查和研究，从沥青材料和养护两个方面对沥青路面的发展做出预测。环保、节约资源以及具有特殊功能的改性沥青应用前景广阔，沥青路面的预防性养护和就地热再生会在很大程度上得到推广。 关键词：沥青材料；预防性养护；就地热再生 近年来, 随着交通量和车辆荷载的激增以及平均行车速度的提高, 沥青混凝土路面往往在建成通车后1至2年甚至更短的时间内就产生严重的破坏, 如泛油、内部松散、坑洞、唧浆等。这就对对高速公路沥青路面提出了新的要求，要求研制性能更加优良的沥青材料。 根据对国内现有沥青路面的调查，本文从沥青材料和养护方面对未来我国沥青路面的发展趋势进行了预测。采用新型改性沥青可以有效改善沥青路面的高低温性能，还可以对废弃材料合理利用，进而保护资源和环境。提前发现沥青路面隐藏的隐形病害的存在，并施以正确的预防性养护措施，可以有效的延长沥青路面的使用寿命。对旧沥青路面的再生利用，可以保护环境，节约资源，有利于实现人类的可持续发展。 1 沥青材料 改性沥青同时拥有良好的高温及低温性能，可以根据需要开发出高技术高性能的路面材料，在我国的应用较为广泛。随着经济的发展，人们对改性沥青的要求越来越高。我国的改性沥青以后主要向环保型和功能型方向发展[1]。 1.1 环保、节约资源的改性沥青产品利用废旧物资来做改性剂，如废旧橡胶粉改性沥青，废旧塑料薄膜改性沥青等。一方面降低改性沥青的成本，另一方面也很好地利用了废旧物资，解决环境污染问题，较典型的有橡胶粉改性沥青产品。在全世界范围，橡胶轮胎的废弃已成为一种公害，我国每年报废轮胎近亿条，只有其中极少数能再回收利用，绝大多数为废料，需要数百年才能分解为无害物质，占用了大量的土地资源，造成环境污染，而以废旧轮胎橡胶粉作为改性剂生产改性沥青，具有很好的弹性回复性能，使用在半刚性基层作为应力吸收层，能够很好抵抗发射裂缝的发展，具有高温稳定性。不但节约了社会资源，保护环境，而且延长了路面使用寿命，为废旧轮胎再生利用开辟了新途径。1.2 特殊功能的改性沥青产品开发特殊功能的改性沥青产品，能弥补现有改性沥青某些性能不足的特点。如抗车辙沥青产品，是针对现有改性沥青的高温抗车辙能力偏低的缺点，开发的一种专门抗车辙添加剂来提高改性沥青的抗车辙能力。又如阻燃沥青产品，通过添加特殊的阻燃剂而制成改性沥青。阻燃剂在高温下受热分解产生一层不易燃烧的膜覆盖在沥青表面，隔断沥青和氧气的接触，阻止沥青燃烧。阻燃沥青在隧道路面的铺装，可在沥青路面发生火灾时减小灾情，为争取时间营救人员生命及保护国家财产具有显著的意义。又如应力吸收层，也是一种改性沥青混合料，其要求作为粘结料的改性沥青必须具有非常好的弹性，能够在一定条件
一、沥青路面的开裂 沥青路面开裂直接影响路面的使用寿命，由于开裂致使路面上的雨水下渗到基层，加上行车的作用，形成唧浆现象，导致路面基层破坏，从而毁坏路面形成坑洞。导致路面开裂的原因大致有三种情况：一是沥青本身材质的影响，如沥青含蜡量大、易老化；二是路基不均匀沉降导致路面开裂，如修筑在软土地基和路面常出现这种情况；三是路面基层的反射裂缝，由于路面基层的裂缝，反射到路面面层，导致面层开裂的一种情况。 二、沥青路面的泛油、油包、车辙、推拥沥青路面出现泛油、油包、推拥、车辙的原因主要是： 1、沥青路面施工规范的缺陷 表现在沥青油石比的不准确，象油石比设计主要由室内马歇尔稳定度控制，如满足流值、稳定度、空隙率三大主要指标后，确定油石比，缺乏象日本、美国增加的动稳定度指标、确定油石比和集料配合比。 2、透层油、粘层油对油石比的影响 为了保证层与层之间具有良好的粘结力，往往采用洒透层油和粘层油的设计方案，由于这些粘层油和透层油对未来油石比的影响往往被人忽视，因此，很容易导致油石比偏大出现泛油现象，下面我们不妨计算一下： （1）假定粘层油为乳化沥青，设计为O.8kg/m2，沥青加乳化剂和水的比例为50:50，沥青砼表层4cm，密度按2.42g/cm3，由于粘层油的洒布，每平方米增加沥青量0.4kg,而每平方米沥青砼总重量为： 100×100×4×2.42g/cm3=96800g．油石比增加量为400÷96800=0.4％ （2）规范要求实际沥青用量只能在最佳沥青用量±0.3％之内，可见实际油石比已经超过了规定值。 （3）此外，由于路面基层不可能十分平整，有坑洼现象，而沥青粘层油，则为流动的液体，因此，往往在低洼处粘层油过量集中，这也是导致局部路面泛油严重拥包的主要原因之一。
S u p e r p a v e沥青混合料配合比设计方法的实 践应用 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
性及沥青混合料最佳用油量。 1 单质材料要求 1.1集料要求 集料应采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质的安山岩并要求使用反击和锤式破碎机经三级破碎加工而成，并特别强调集料的破碎面含量(三个破碎面含量至少为90%)和一定的粗糙度。矿粉采用石灰石研磨而成。主要检测结果见表1。 1.2 改性沥青 由于长余高速公路所处地理位置属于东北寒冷地区及根据SMA结构特点，长余高速公路采用热塑橡胶SBS型改性沥青并满足美国SHRP规范PG64-34等级要求。改性沥青检测指标及结果见表2。
2 SMA沥青混合料试验检测 2.1级配选择 通过将个别材料的级配数学组合为单一级配混合料的方式来确定设计集料结构，然后将混合料级配同长余高速公路规范进行比较。级配设计根据4个控制筛孔和限制区要求，按照Superpave规定合成级配尽量避开限制区，表3为试验用4种合成试验级配和长余高速公路SMA-16级配规范要求，合成级配见图1。
3 SMA-16面层级配Superpave旋转压实评价 3.1旋转压实参数的确定 根据美国沥青协会(AASHTOPP28-00)试验规程，SMA沥青混合料旋转压实参数与单轴荷载(ESALs)能力的对应关系见表4。长余高速公路设计交通期望值在10×106和30×106单轴载之间，因而旋转压实参数采用N初试=8、N设计=100、N最大=160。
沥青混合料短期老化条件为135℃烘箱中烘2h，然后在135℃条件下进行沥青混合料试件的旋转压实。 3.2粗集料的间隙率VCA DRC VCA DRC是根据4.75mm以上粗集料毛体积相对密度r ca及用捣实法测定4.75mm以上粗集料的松方毛体积相对密度r s计算得到。4种试验级配VCA DRC计算结果见表5。 3.3试件制备 用Superpave旋转压实仪，对每种试验级配混合料至少压实2个试件。为确定混合料最大理论密度还需准备2个试样，对压实试件通常4700g集料质量即可，对确定最大理论密度测定通常2000g即可。 为最大限度模拟沥青混合料拌和情况，对选定的PG64-34结合料，在相应的拌和温度165～175℃拌和试样，再将该混合料放进135℃烘箱放置2h对试样进行短期老化。然后将短期老化的试样置于另一烘箱，
高性能沥青路面（道路石油沥青Superpave-25） 下面层施工指导 Superpave沥青混合料采用旋转压实仪成型试件，依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计，然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上，结合试验研究成果，制定了《高性能沥青路面（道路石油沥青Superpave25）下面层施工指导意见（修订版》，以指导高速公路沥青路面下面层施工。 沥青路面下面层采用Superpave25结构时其厚度不小于8cm。其沥青混合料级配应满足表一和表二，技术指标应满足表三和表四。 Superpave25设计集料级配限制区界限表一 Superpave25设计集料级配控制点界限表二 Superpave25技术指标表表三 *注：当级配在禁区下方通过时，粉胶比可取值0.8～1.6。
Superpave25混合料马歇尔技术指标表表四 一、材料要求 1、沥青沥青面层采用优质道路石油沥青，标号70号，技术要求见表五。 沥青性能整套检验由省高指委托有关试验单位进行，各施工单位和驻地监理组工地试验室、市高指中心试验室按xx高技（XX）203号《关于进一步明确高速公路沥青路面原材料检测项目和检测频率的通知》规定对到场沥青进行检测，并留样备检。 2、粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石，粒径大于2.36mm。下面层采用石灰岩等碱性石料，应选用反击式破碎机轧制的碎石，严格控制细长扁平颗粒含量，以确保粗集料的质量。集料质量应从源头抓起，派专人进驻集料加工厂，对不合格的集料不得装车、装船，对进场粗集料按xx高技（XX）203号文规定进行检验。粗集料技术要求见表六。 3、细集料采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂，石质为石灰岩，不能采用山场的下脚料。对进场细集料，按xx高技（XX）203号文规定进行检查。细集料规格见表七。 4、填料宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁，矿粉质量技术要求见表八，进场填料按xx高技（XX）203号文规定进行检验。拌和机回收的粉料不能用于拌制沥青混合料，以确保沥青面层的质量。 道路石油沥青技术要求表五
Superpave沥青混合料的质量控制 借鉴美国公路研究计划（SHRP）的成功经验，Superpave路面在我国高速公路中逐渐得到推广应用，本文从原材料控制、级配控制、温度控制三个方面，对Superpave沥青混合料的质量控制提出了几点建议。 标签：Superpave沥青混合料原材料控制级配控制温度控制 0 引言 美国自上世纪50年代起，随着交通量的日益增加，沥青路面产生了严重的早期破坏，通过调查分析，认为一直以来采用的沥青混合料的设计方法即马歇尔设计方法有必要改进，为此1987-1992年，美国耗资5千万美元进行沥青部分Superpave研究，在美国联邦公路局的大力推广下，美国大部分州已开始修建Superpave路面。在我国，借鉴其成功经验，也逐渐开始在高速公路中推广应用Superpave路面结构。要修筑高质量的Superpave沥青混凝土路面，就必须保证Superpave沥青混合料的质量。通过对苏州绕城高速公路西南段HAL1标Superpave沥青混合料配合比设计和质量控制，我认为应主要从以下几个方面严格控制。 1 原材料控制 原材料的质量是整个施工质量保证的基础，只有合格的原材料才能生产出合格的沥青混合料，才能铺筑出性能优良的路面。 1.1 提高集料的质量 1.1.1 选用质量稳定的生产厂家，保证料源一致，规格统一 生产中所用集料尽量选用同一料源,同一料源的级配、密度基本相差不大，便于混合料级配、体积指标的控制；对于有多个料厂供料的施工单位，应统一振动筛尺寸，同时，不同石料厂生产的石料的密度应大体一致。 1.1.2 把好进料关 应从源头抓起，采取料源石料厂和拌和场双控。西南段HAL1标便派专人长驻石料厂控制质量，不合格的料不允许装车装船；船到码头后必须先通知试验室，经试验室检验合格后方可卸料。对于常规指标，如＜0.075mm、针片状颗粒含量、砂当量等，这些属于集料的加工性指标，同加工质量及加工过程有关，变异性较大，必须严格控制。 1.1.3 原材料运至拌合场即料厂应合理存放
成人高等教育毕业设计（论文）题目：沥青砼路面病害分析及防治 学生姓名：×××函授站点：南阳 学号：12252167 专业名称：土木工程 学习层次：高起本学习形式：函授 指导老师：×××审核签字： 二0一六年八月
摘要 沥青作为一种路用结合料，在公路建设中得到了广泛的应用，从乡村道路到城市道路，从三级路到高速公路，从路面底基层到路面面层，均普遍采用。但由于沥青材质本身的差异，以及受设计和施工水平的影响，沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽等常见病害，这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全，加大了汽车磨损，缩短了沥青路面使用寿命，影响了道路投资效益。本文分析了沥青路面出现病害的原因，并提出了根治措施。 关键词：沥青路面；工程病害；防治
Abstract As a kind of road asphalt binder, has been widely used in highway construction, from rural to urban road roads, from level 3 road to expressway, from the pavement subbase to surface, are widely used. But due to differences in asphalt material itself, and the influence of the design and construction level, often appear cracking of asphalt pavement, flushing, loose, pit slot common diseases, such as the emergence of these diseases seriously affected the driving speed, driving safety, increased car wear, shorten the service life of asphalt pavement, affects the road investment benefit. This paper analyses the causes of defect arise from asphalt pavement, and cure measures are put forward. Key Words：Asphalt pavement; common disease; prevention
沥青与沥青混合料课程论文 Method for the Design of Superpave Asphalt Mixture 院系：土木工程 班级：道路2班 学号：201301010809 姓名：王弘宇 2017-01-05
Abstract: Based on the brief introduction of the method for the design of Superpave Asphalt Mixture, the differences between Superpave and Marshall Design Method are discussed in the aspects of Molding Method, V olume Calculation and Optimum Asphalt Dosage, by comparing Superpave and Marshall Method for the design of Asphalt Mixture, and give some suggestions on Marshall Method. Key words: highway; asphalt mixture; Superpave Design Method; Marshall Design Method Due to the rapid increase of traffic volume, tire pressure and axial load, as well as the changes in environment and material, asphalt pavement technology is facing a huge change. A lot of practice has proved that the relationship between Marshall Stability, flow value and the long-term performance of asphalt pavement is not significant, usually the high-temperature rut of the asphalt pavement whose flow value is qualified is still very serious. Asphalt penetration specification that has been used for nearly a century and Marshall Asphalt Mixture design method that has been used for nearly half a century cannot control the destruction of asphalt pavement, Early Damages of a lot of pavements which met the existing norms, designed according to the traditional method still occurred, which cannot be separated with its limitations. Therefore, it is necessary to realize the transition from the traditional empirical method to the road-performance-oriented method so as to prolong the service life of the asphalt pavement. 1Brief introduction of Superpave Design Method Strategic Highway Research Program (SHRP), which was completed in 1993, proposed a method of kneading molding specimens using a Superpave Gyratory Compactor (SGC). This molding method establishes a closer relationship between compaction conditions and traffic conditions, and the compaction process is closer to the compaction effect of actual pavement, reducing the crush of aggregate in the compaction process, the arrangement of the aggregate shape is closer to conditions of actual pavement. Height measurement of the test specimen is an important function of SGC. In compaction process, the density of the specimen can be estimated by the mass of the material, the inner diameter of the test-piece and the height of the specimen. The height is measured by recording the position of the loading head during the experiment, and the compaction properties of the specimen are obtained from these measurements. In Superpave, the compaction level is a function of N, which is the design Gyratory Compaction frequency. The design value of N is used to distinguish the different compaction functions of the design mixture, which is a function of traffic level. Traffic level is expressed by Equivalent Standard Axle Loads (ESALs). The
浅谈沥青路面病害及治理措施 由于公路使用时间的增长或施工质量控制不好会造成沥青路面的种种病害，严重的路面病害会引起车辆交通事故，危害不容忽视。本文列举了几种沥青路面常见的病害，并针对每种病害提出了相应的处理措施，希望能为今后的沥青路面施工提供参考依据。 标签：沥青路面裂缝波浪 1 沥青路面的拥包、波浪及处理措施 沥青路面上有一道道软硬程度不同和厚度不等凸起的坎子，多出现于重车行驶的车适上，这叫拥包，又叫油包。顺路方向出现纵向的波峰相距较长的凹凸现象，叫做波浪。波峰相距较近，而且距离相等，连续起伏的叫做样板。产生拥包相波浪（搓板）的主要原因是用油量偏大，沥青稠度低。集料级配不兴，细料偏多；沥青混合料拌和及摊铺不匀，以及沥青面层与基层粘结不良等。这样沥青面层在车轮水平力作用下，尤其是在陡坡、停车站、交叉口等经常刹车的位置。使沥青面层抗剪力强度不足，发生整层或翻修基层部位推移而形成拥包或波浪。相应的处治方法，由于面层与基层结合不好应刨悼油层，清除基层表面浮土或翻修基层然后铺上油层。由于面层原因引起的油包或波浪则用挖补方法修补。将拥包波浪供热软化铲平，当前国内有些城市应用铣刨机铣削波浪与拥包，效果甚好。小面积的油层搓板，也可以在峰谷内项铺油料找平处治。总之，出现拥包或波浪后要及时维修以免影响行车。 2 沥青路面的麻面、松散及处理措施 麻面不同于粗面，表现为表面不够平整、坚实和致密。路表石料之间留有空隙，颗粒1/3以上的高度没有沥青粘结。油量少、主集料过大，嵌缝料少是形成麻面的主要原因，沥青的老化也能形成麻面。麻面易渗水，影响路面的使用年限。石料与沥青之间粘结不足全造成松散。造成松散的原因很多，沥青用量过少；矿料含土或表面潮湿而导致矿料与沥青的粘结不牢，沥青粘度偏低，混合料温度过高以及碾压不足等。另外，沥青路面干涩、老化也就达成松散。松散不仅降低路面使用品质，行车作用下易于发展成坑槽。轻微的麻面可撤砂养护，使砂填充空隙，防止石料震松、脱落，天热反油时能逐步缓和，严重的麻面及松散破坏宜及时罩面，有的局部应铲除进行修复。 3 沥青路面的光滑面及改善措施 石料的磨光、磨损、泛油等使沥青路面的表面形成光滑面。在雨天滑溜危及行车安全。形成光滑的原因，一是由于沥青用量过大，造成泛油；二是罩面材料颗粒较细不具备足够粗糙度；三是沥青面层的矿料不耐磨，如采用石灰石等。防止出现光滑面的方法是在施工中严格控制沥青用量，必要的道路加铺防滑面。当出现光滑面后，如因泛油引起的，则在热天趋面层较软时可以撤一些5-15毫米
高等级公路沥青路面施工质量控制技术研究摘要：随着经济的不断发展，我国的高等级公路建设飞速发展，然而由于各种原因，高等级公路的质量一直不能令人满意，本文将针对高等级公路沥青路面施工质量控制技术进行简要的分析，供大家学习借鉴之用。 关键词：高等级公路沥青路面质量控制配合比 中图分类号： u416.217 文献标识码：a 文章编号： abstract: with the development of economy, china’s rapid development of high grade highway construction, however, due to various reasons, the quality of high grade highway has been not satisfactory, the paper will be in high grade highway asphalt pavement construction quality control technology brief analysis, for everybody to learn from use. keywords: high grade highway asphalt pavement quality control are introduced 随着经济的不断发展和科学技术的不断进步，以及一些新材料的不断涌现，我国高等级公路越来越普遍采用沥青路面，然而随着交通量及车载重量的增大，需要沥青路面具有更高的结构强度和施工质量水平。本文将以某一条高等级公路为例，从集料离析（指集料生产、运输、堆放等环节的离析）、混合料级配离析（指沥青拌合楼生产、储存、装料、摊铺机收斗、布料器分料等工艺环节存在的离析）和温度离析（指运输距离过长、未采取保温措施、机械故
高性能沥青路面（Superpave-20）中面层施工指导 意见(AH-70沥青) 苏高技（2003）20号 一、概述 高性能沥青路面（Superpave），采用了全新的沥青混合料设计方法。Superpave沥青混合料设计方法，采用旋转压实仪成型试件，依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计，然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上，结合我省试验研究成果，制定了《高性能沥青路面（Superpave20）中面层施工指导意见（AH-70沥青）》，以指导我省高速公路沥青路面中面层施工。 沥青路面中面层厚度6cm，采用石灰岩集料，Superpave20结构。 二、配合比设计 配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计以及生产配合比验证三个阶段。由于技术及试验设备限制，目标配合比设计统一委托省交通科研院设计，并提供相关的马歇尔试验技术指标。 根据工程实际使用的材料和设计配比要求，计算出材料配比，在室内拌制沥青混合料，用旋转压实机成型混合料试件，计算沥青混合料的体积指标应满足表1的规定，从而确定矿料的比例和最佳沥青的用量。据此作为目标配合比，供拌和楼冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。 生产配合比设计是将二次筛分后进入热料仓的材料取出筛分，再次确定各热料仓的材料比例，同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡，并以目标配合比设计的最佳用油量及最佳用油量的-0.3%、+0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验，检验各项指标是否满足规范要求，不满足要求应重新调整热料仓比例，进行级配设计。同时按生产
浅谈沥青路面设计原理 摘要沥青与矿料之间的相互作用是沥青混合料结构形成的决定性因素，它直接关系到混合料的强度、温度稳定性、水稳定性及老化速度等一系列重要性能。本文着重分析沥青混凝土强度形成机理，研究沥青路面设计原理，以期达到提高沥青路面的使用品质和耐久性的目的。 关键词沥青；路面；设计原理 0前言 沥青与矿料之间的相互作用是沥青混合料结构形成的决定性因素，它直接关系到混合料的强度、温度稳定性、水稳定性及老化速度等一系列重要性能。本文着重分析沥青混凝土强度形成机理，研究沥青路面设计原理，以期达到提高沥青路面的使用品质和耐久性的目的。但同时沥青路面相对于水泥混凝土路面的缺点是：养护费用成本较高，使用期限短，耐久性差。由于建设施工期间选料、施工工艺控制不当，将会加剧沥青路面的破坏。为此许多路面出现了不少的病害，因此，认识沥青混合料路面强度形成机理，提高沥青路面设计质量，以期达到提高沥青路面的使用品质和耐久性的目的尤为重要。 1沥青混合料工作机理 沥青混合料的强度由两部分组成：矿料之间的嵌挤力与内摩阻力、沥青与矿料之间的粘聚力。就对沥青混凝土强度形成机理以及混合料强度措施进行探讨，从而达到沥青路面使用品质和耐久性的目的。矿料之间的嵌挤力与内摩阻力的大小，主要取决于矿料的级配、尺寸均匀度、颗粒形状、表面粗糙度和沥青含量。沥青混合料按级配构成原则的不同可分为下列3种方式： 1）悬浮密实结构：由连续级配矿质混合料组成的密实混合料，各种级配连续存在，同一档较大颗粒都被较小一档颗粒挤开，大颗粒以悬浮状态处于较小颗粒之中。这种结构通常按最佳级配原理进行设计，密实度与强度较高，水稳定性好，但受沥青的性质和物理状态影响较大，温度稳定性较差。传统的I型和Ⅱ型沥青混凝土（AC）属于此类型结构。 2）骨架空隙结构：较粗颗粒矿料彼此紧密相连，较细集料数量较少，不足以充分填充空隙，其空隙率大。这种结构中，骨料的之间的内摩阻力和嵌挤力起着重要作用，受沥青的性质和物理状态影响较小，温度稳定性好，水稳定性差。抗滑表层（AK）、沥青碎石（AM）属于此类型结构。 3）骨架密实结构：是综合以上两种方式组成的结构。混合料中既有一定数量的粗骨料形成骨架，又根据粗骨料的空隙的多少加入一定细料，形成较高的密实度。
河南交通--->交通科技--->公路工程 高等级公路沥青面层结构类型及特点 常创新 (河南省高等级公路建设监理部) 提要本文介绍了高等级公路沥青面层结构类型及特点。 关键词传统沥青混凝土多碎石沥青混凝土沥青玛蹄脂碎石混合料 High level Asphalt Pavement Structure Layer Style and Characte ristic Chang Chuangxin (Henan High level Highway Construction Supervision Department) Abstract This paper introduce several pavement structures and their characteristics Key words AC SAC SMA 面层是直接承受行车荷载作用和大气降水、温度变化影响的路面结构层，应具有足够的结构强度，良好的温度稳定性，耐磨、抗滑、平整和不透水性。高等级公路沥青面层可分上、中、下3层或上、下2层。较少的裂缝，较轻的车辙，良好的平整度，较强的抗滑能力及经久耐用，是高等级公路对沥青面层的基本要求。能否达到这些使用要求，则与面层所使用的沥青材料，沥青混合料的类型和性质以及沥青面层的厚度有较大的关系。在实际工程中应根据当地的交通状况、气候条件、降雨量、材料情况、施工工艺、经济造价等因素选择合适的沥青面层类型。从我国目前高等级公路沥青路面来看，主要有以下几种结构形式：(1)传统的沥青混凝土面层(AC)；(2)多碎石沥青混凝土面层(SAC)；(3)沥青玛蹄脂碎石混合料面层(SMA) 。 1传统的沥青混凝土面层(AC) 《公路沥青路面设计规范》JTJ014—97，根据“七五”国家科技攻关研究及修订该规范的专题研究，统一将沥青混合料中集料粒径标准由圆孔筛标准改为方孔筛标准。其主要原因为：①计量标准向ISO国际标准靠近；②便于参考国外同类结构形式的级配标准；③世行项目增多，便于国际招标、监理及质量检验；④许多国外拌和设备均以方孔筛为标准。沥青混凝土的符号由原LH 改为AC。 1.1按沥青混合料集料的粒径分类 a、细粒式沥青混凝土：AC—9.5mm或AC—13.2mm。 b、中粒式沥青混凝土：AC—16mm或AC—19mm。
高性能沥青路面(Superpave-13)上面层 施工指导意见(SBS改性沥青) 一、概述 高性能沥青路面（Superpave），采用了全新的沥青混合料设计方法。Superpave沥青混合料设计方法，采用旋转压实仪成型试件，依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计，然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上，结合我省试验研究成果，制定了《高性能沥青路面（Superpave-13）上面层施工指导意见(SBS改性沥青)》，以指导我省高速公路沥青路面上面层施工。 沥青路面上面层厚度4cm，采用玄武岩集料或辉绿岩集料，Superpave-13结构。 二、配合比设计 配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计以及生产配合比验证三个阶段。由于技术及试验设备限制，目标配合比设计统一委托省交通科研院设计，并提供相关的马歇尔试验技术指标。 根据工程实际使用的材料和设计配比要求，计算出材料配比，在室内拌制沥青混合料，用旋转压实机成型混合料试件，计算沥青混合料的体积指标应满足表1的规定，从而确定矿料的比例和最佳沥青的用量。据此作为目标配合比，供拌和楼冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。 生产配合比设计是将二次筛分后进入热料仓的材料取出筛分，再次确定各热料仓的材料比例，同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡，并以目标配合比设计的最佳用油量及最佳用油量的-0.3%、+0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验，检验各项指标是否满足规范要求，不满足要求应重新调整热料仓比例，进行级配设计。同时按生产配合
高性能沥青路面（SBS改性沥青Superpave-20）中面层施工指导意见（修订版） Superpave沥青混合料采用旋转压实仪成型试件，依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计，然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上，结合我省试验研究成果，制定了《高性能沥青路面（SBS改性沥青Superpave20）中面层施工指导意见（修订版）》，以指导我省高速公路沥青路面中面层施工。 沥青路面中面层采用Superpave20结构时其厚度不小于6cm。其沥青混合料级配应满足表一和表二，技术指标应满足表三和表四。 Superpave20设计集料级配限制区界限表一 Superpave20设计集料级配控制点界限表二 一、材料要求 1、沥青沥青面层采用SBS改性沥青，其技术要求见表五。 沥青性能整套检验由省高指委托有关试验单位进行，各施工单位
和驻地监理组工地试验室、市高指中心试验室按苏高技（2004）203号《关于进一步明确高速公路沥青路面原材料检测项目和检测频率的通知》规定对到场沥青进行检测，并留样备检。 Superpave20技术指标表表三 Superpave20混合料马歇尔技术指标表表四 2、粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石，粒径大于2.36mm。中面层采用石灰岩等碱性石料，应选用反击式破碎机轧制的碎石，严格控制细长扁平颗粒含量，以确保粗集料的质量。集料质量应从源头抓起，派专人进驻集料加工厂，对不合格的集料不得装车、装船，对进场粗集料按苏高技（2004）203号文规定进行检验。粗集料技术要求见表六。 3、细集料采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂，石质为石灰岩，不能采用山场的下脚料。对进场细集料，按苏高技（2004）203号文规定进行检查。细集料规格见表七。 4、填料宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁，矿粉质量技术要求见表八，进场填料按苏高技（2004）