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Superpave沥青混凝土的应用和控制- 结构理论论文导读：同时在上面层中采用SBS改性沥青。
在本工程中，生产配合比在施工现场完成，用生产配合比进行试拌，沥青混合料的技术指标合格后铺筑试铺段（K8+160-K9+000）。
关键词：Superpave-13，SBS改性沥青，配合比我国从建设高等级公路以来沥青路面的设计一直采用马歇尔设计方法，其混合料类型的选择一般是：采用空隙率小、不透水的连续级配沥青混凝土AC型，AC型是一种密实型沥青混凝土结构，其矿料级配按最大密实原则设计，属于连续性级配，强度和稳定性主要取决于混合料的粘聚力和内摩阻力，因为结构密实、空隙率小，所以AC型路面的水稳定性较好。
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但是，由于其表面不够粗糙，耐磨、抗滑、高温抗车辙等性能明显不足，并且矿料间隙率也难以满足要求，通常采用减少沥青用量的方法来满足间隙率的要求，这样使沥青路面的耐久性能降低，因此，AC型在高等级公路的上面层中已很少采用，主要用于中、下面层。
鉴于以上原因，在S243省道句容段的路面设计中将原设计中AC型调整为superpave型。
同时在上面层中采用SBS改性沥青。
一、具体设计：4cm superpave-13 （SBS改性沥青）上面层7cm superpave-20下面层二、施工中的配合比设计及控制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。
在本工程中，生产配合比在施工现场完成，用生产配合比进行试拌，沥青混合料的技术指标合格后铺筑试铺段（K8+160-K9+000）。
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取试铺用的沥青混合料进行旋转压实检验、马歇尔试验检验和沥青含量、筛分试验，检验标准配合比矿料合成级配中，至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近目标配合比级配值，并避免在0.3mm~0.6mm处出现驼峰。
Superpave 配合比设计与应用------湖北省襄十路路面二标SP12.5配比技术总结杨宝廉则哲(路桥集团第二公路工程局第四工程处) 摘要本文简要介绍高性能沥青路面(Superpave)的概况和有关技术要求，结合项目路面施工实际情况，浅析高性能沥青路面(Superpave)从配合比设计到施工过程中工艺的控制和有关试验检验等。
关键词Superpave 配合比设计应用一概况改革开放二十年来，我国公路逐渐形成了以高速、国道为主的公路网，为使沥青砼达到更高的性能，在我国主要采用改性沥青，提高路面抗永久变形的能力，抗低温开裂能力，抗疲劳开裂及抗水损能力，Superpave是在1987年由美国公路战略研究计划（SHRP）研制的一种全新的试验系统。
Superpave 沥青混合料设计系统采用旋转压实仪成型，它能较好地揉搓、模拟实际路面在气候与荷载的作用下所能达到的密实度，这样试验结果才能与实际路面的适用情况大致相同，Superpave 设计要求集料具有类似于立方体的形状，具有粗糙纹理表面，具有较高内摩擦角的集料，以提高沥青混合料抗剪强度。
高性能沥青路面(Superpave)设计采用旋转压实模拟现场施工，马歇尔方法进行设计验证和现场质量控制，它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、填料和有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计，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，级配选择是通过不得超出规定的区间，控制点分别设在0.075mm、2.36mm、9.5mm、12.5mm、19mm，限制区处于0.3mm与2.36mm之间。
本项目路面结构型式上面层为SP12.5，共407250㎡。
二有关技术要求表1 SP12.5级配控制点和限制区表2 集料筛分结果汇总三材料选择粗细集料选用省指指定的湖北省三阳石料厂生产的玄武岩（各项指标附后）矿粉选用湖北省老河口市宝石水泥厂。
Superpave20沥青路面目标配合比设计探讨摘要：近年来，随着人们对Superpave沥青混合料认识的不断加深，以及在一些工程中的成熟应用，Superpave沥青混合料作为沥青面层的中下面层，正在逐渐替代原有的AC型沥青混合料，而Sup13混合料作为沥青混凝土上面层也开始在一些地方道路中推广应用，Superpave沥青混合料与AC型沥青混合料相比，能很好地防止沥青路面常见的高温变形、抗滑不足及车辙等病害。
文章通过Superpave20沥青混合料的室内试验，介绍了Superpave沥青混合料矿料最优级配及路用性能。
关键词：Superpave20；沥青路面；目标配合比设计Abstract: in recent years, as the Superpave asphalt mixture the deepening of understanding and, in some engineering application of mature, Superpave asphalt mixture of asphalt layer below the surface as, is gradually replace the old AC type of asphalt mixture, and Sup13 mixture asphalt concrete as it is beginning to some place of road applied Superpave asphalt mixture asphalt mixture with AC type compared, can be very good to prevent the asphalt pavement of high temperature deformation, the common problems and the rut of sliding disease. In this paper, through Superpave20 indoor test results of asphalt mixture, and introduces the Superpave asphalt mixture mineral aggregate gradation and the optimal way with properties.Keywords: Superpave20; The asphalt pavement; Mix proportion design goal Superpave沥青混合料在设计过程中充分考虑了气候环境条件和交通量的影响，试件成型采用旋转压实的方法模拟路面的实际施工过程。
《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》篇一一、引言随着交通量的不断增加和道路使用年限的延长，沥青路面的疲劳性能逐渐成为道路工程领域关注的重点。
Superpave沥青混合料因其优异的性能在道路建设中得到广泛应用。
然而，如何准确评估其疲劳性能并预测其长期使用性能，是当前研究的热点和难点。
本文将针对Superpave沥青混合料的疲劳性能进行实验研究，并探讨分数阶灰色预测模型在沥青路面使用性能预测中的应用。
二、Superpave沥青混合料疲劳性能实验研究2.1 实验材料与方法本实验选用Superpave沥青混合料作为研究对象，通过制备不同配比的试件，进行疲劳性能实验。
实验中采用的控制变量法，保证了实验结果的可靠性。
2.2 实验结果与分析通过疲劳实验，我们得到了不同配比下Superpave沥青混合料的疲劳性能数据。
数据显示，合理的配比能够有效提高沥青混合料的疲劳性能。
此外，我们还发现沥青混合料的疲劳性能与温度、荷载等因素密切相关。
三、分数阶灰色预测模型在沥青路面使用性能预测中的应用3.1 灰色预测模型简介灰色预测模型是一种基于不完全的、非精确的信息进行预测的方法。
它通过对原始数据进行累加生成和灰微分方程建模，实现对未来发展趋势的预测。
3.2 分数阶灰色预测模型在沥青路面使用性能预测中的应用分数阶灰色预测模型在传统灰色预测模型的基础上，引入了分数阶微分概念，提高了模型的精度和适用性。
在沥青路面使用性能预测中，我们可以利用该模型对沥青路面的使用性能进行长期预测，为道路维护和养护提供依据。
四、Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型的结合应用4.1 结合应用思路我们将Superpave沥青混合料的疲劳性能实验结果与分数阶灰色预测模型相结合，通过实验数据验证模型的准确性，并利用模型对沥青路面的长期使用性能进行预测。
4.2 结合应用实例以某路段Superpave沥青混合料为例，我们首先进行疲劳性能实验，得到该路段沥青混合料的疲劳性能数据。
高性能沥青路面（Superpave）混合料配合比设计摘要：随着经济的迅速发展，甘肃省沥青路面公路建设在应用越来越广泛，人们对于公路工程沥青路面的行车安全、行车速度及行车舒适度等都提出了更高的要求。
而沥青路面的配合比设计是施工技术与质量控制关键因素，因此在公路沥青路面施工过程中，应不断完善配合比设计，加强对整个工程的质量控制，从而确保公路沥青路面施工质量。
关键词：Superpave 沥青混合料目标配合比1 Superpave结构沥青混合料特点1）Superpave混合料在设计过程中充分考虑到了气候环境条件和交通量的影响，试件成型采用旋转压实的方法模拟路面的实际施工过程。
2）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。
3）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。
2 Superpave结构沥青混合料目标配合比设计1）设计流程2）级配要求2.1）级配分类：混合料级配分成粗级配和细级配，当级配主要控制筛（PCS）的通过率小于下表主要控制点通过率时，定义为粗级配，其他级配为细级配。
2.2）最大密度级配：最大密度级配表示一种集料颗粒以最密实的方式排列在一起的级配。
是种要避免的级配，因为这样就会在集料中有极少的空间，因而不能有足够厚度的沥青膜以形成耐久性结构。
2.3）控制点：控制点的功能为级配必须通过的范围，设置在公称最大尺寸、中等尺寸（2.36mm）和粉尘尺寸（0.075m）。
2.4）限制区：限制区在最大密度级配线附近，在中等尺寸（475mm或2.36m，取决于最大尺寸）和0.30mm尺寸之间，形成一个级配不应通过的区域，通过限制区的级配被称为“驼峰级配”。
因为通过限制区的级配曲线，会引起混合料变软，导致混合料抗永久变形能力下降。
2.5）设计集料结构：用以描述集料颗粒尺寸累计分布的术语叫设计集料结构。
位于控制点之间并避开限制区的设计集料结构满足 Superpave级配的要求。
浅谈Superpave混合料的设计方法及应用前景余涛（重庆交通大学重庆400067）摘要：由于沥青路面优点众多，沥青混凝土目前已成为公路主要结构类型，并得到了广泛的使用。
选择合适沥青混合料设计方法，是满足沥青的路面性能要求的关键。
本文分别介绍马歇尔设计方法和Superpave设计方法，通过对比分析两种设计方法，得出它们比有良好的相关性。
根据我国国情，指出Superpave混合料的设计方法中的不足，最后Superpave设计方法在我国有良好的应用前景。
关键词：沥青混合料设计；Superpave设计方法；应用前景0.引言随着国民经济的持续增长，我国道路交通事业也在迅速发展，公路建设日新月异，道路在综合运输中发挥着越来越重要的作用，尤其是高速公路发展更为迅猛。
人们对公路行驶质量的要求也越来越高。
沥青路面具有施工便利、施工期短、行车平稳舒适、噪音低且易于养护修补等优点，在国内外公路和城市道路中，作为高级路面的主要结构类型而广为应用[1]。
高等级路面中，大部分路面选用热拌沥青混合料作为沥青面层材料，并取得了良好的效果。
热拌沥青混合料是一种相当复杂的材料，它必须拥有耐久性、行车舒适，能够抵抗变形、开裂、水损坏，同时还要达到经济和施工和易性等方面的要求。
一般的沥青混合料配合比设计通过集料的选择、胶结料的选择和确定最佳用油量三个方面来达到这些要求的。
为了满足沥青的路面性能，选择合适沥青混合料的设计方法，变得越来越重要。
1.公路沥青混合料配合比设计方法自20世纪初以来，有关沥青混合料设计方法如哈费氏设计方法、维姆设计方法、马歇尔设计方法和高性能沥青路面(Superpave)设计方法等相继产生。
沥青混合料设计方法的不断发展、完善，不仅扩大了沥青的使用范围，同时对承受不断增加的交通量和荷载的混合料提出了更高的要求。
目前。
目前沥青混合料设计方法大致有三种：Marshall、Hveem以及Superpave，本文主要对介绍Marshall和Superpave设计方法。
Superpave沥青混合料配合比设计方法的实践应用目前国内热拌沥青混合料配合比设计大多采用马歇尔试验方法，其特点是它注意到沥青混合料的密实度和空隙特性，进行这样的分析以确保满足HMA混合料耐久性要求所适合的空隙比例；但是，随着各种功能性路面结构的出现，如多碎石沥青混合料、开级配抗滑磨耗层(OGFC)、SMA结构等采用的是间断级配或开级配形式的沥青混合料。
而美国沥青协会出版的沥青混合料设计中规定马歇尔法仅适用于连续级配密实沥青混合料。
同时由于马歇尔试验采用的击实方式不可避免地会造成集料破碎，影响试件的最终试验结果，如空隙率和用油量等。
更为重要的是马歇尔试验方法无法模拟路面碾压实际情况，不能正确评价沥青混合料的抗剪强度，正是在充分考虑上述各种因素情况下，剪切旋转压实仪(Shear Gyratory Compactor 简写SGC)应运而生。
剪切旋转压实仪(SGC)是柔性路面在荷载作用下的机械模拟。
它可以近似地模拟荷载在公路上行驶时轮胎与路面的相互作用，通过旋转压实，使试件中沥青混合料的密实度达到汽车轮胎实际作用于路面时所产生的密实度，既模拟荷载在路面上产生的垂直压应力。
在试件压实的过程中，剪切旋转压实仪能够通过采集的试件混合料压实数据(空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、压实度及有效沥青含量等)，建立与旋转压实次数的对应关系，根据在一定条件下的Superpave交通水准及路面设计交通荷载情况，确定级配的合理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(ESAL s)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VCADRC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1 65～175℃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，使其温度达到压实温度135～145℃，然后取出试样冷却至室温以便测定混合料最大理论密度。
3.4 数据处理分析
采用Superpave旋转压实仪，按确定的旋转压实次数，初始油石比采用6.2%，得到有关沥青混合料各项性能指标数据，4种试验级配SMA-16旋转压实试验结果汇总见表6。
粗集料的吸水率可以满足交通部规范要求，鉴于集料的吸水率与吸附沥青没有直接的关系，因此本试验采用集料的有效比重代替合成集料的毛体积比重方式，即：
G s e= G sb + 0.8(G sa - G sb) (1)
式中：G se为合成集料的有效密度，g/cm3；G sb为合成集料的毛体积密度，g/cm3；G sa为合成集料的表观密度，g/cm3。
比较表5和表6，可以发现2号(粗级配上限)的VCA mix小于VCA DRC，而且VMA小于17.0%的最低要求，同时从表4亦可发现2号试验级配4.75mm通过率达30%，这说明2号级配偏细，无法形成粗集料的嵌挤，也没有足够的空间供玛蹄脂填充。
在同样压实次数(100次)时的压实度高达99.2%，这说明2号级配不是SMA结构，需要进行调整。
1号(粗级配下限)尽
管可以实现SMA嵌挤结构，但空隙率(5.43%)高于4%的要求，100次压实的压实度(94.4%)也小于95%的最低要求，4.75mm通过率为22%，级配偏粗，可以通过调整级配或增加用油量进行微调。
3号(粗级配中值)和4号(细级配中值)可以完全满足要求。
用3号和4号试验级配通过变化油石比(±0.3%)，测定空隙率，确定最佳油石比。
试验结果见表7。
从表7可以发现，如果试验采用5.9%的油石比，尽管其他各项指标满足SMA结构要求，但3号和4号空隙率分别为4.16和4.17，高于SMA-16空隙率3%～4%的要求，如果按4%的空隙率控制，则此时油石比应提高到6.03。
试验采用油石比为6.5%可以满足SMA结构各项指标要求，而此时按4%的空隙率控制，油石比可以降低到6.24%。
从节省沥青用量的角度出发，长余高速公路最终确定采用最佳油石比OAC为6.0%～6.2%，目标空隙率为3%～4%。
4 沥青混合料高温稳定性试验
按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052—2000)进行油石比为6.2%的SMA-16粗级配中值(3号)沥青混合料车辙试验，试验检测结果见表8，其动稳定度满足改性沥青混凝土配合比设计检测指标中车辙动稳定度大于3000次/mm的要求。
5 水损害试验结果
按AASHTOT283规程进行了油石比为6.2%的SMA-16粗级配中值(3号)沥青混合料冻融劈裂试验，检测结果见表9。
其冻融劈裂残留强度比TSR平均值为92.7%，满足改性沥青混凝土配合比设计检验指标中冻融劈裂强度比大于80%的要求。
6 粉胶比
由于回收矿粉中不可避免会含有少量泥土和其他不洁杂质，相当一部分含量并不是真正意义上的矿粉(研细的石灰石)，回收矿粉的存在将严重影响到沥青混合料的动稳定度和马歇尔稳定度，因此长余高速公路不允许使用回收矿粉。
长余高速公路统计表明回收矿粉占矿粉总量的10%。
同时考虑矿料要吸收一部分沥青，因此在计算粉胶比时采用有效沥青含量。
采用3号(粗级配中值)试验级配，计算结果见表10。
其中G b、P ba、P b、P be分别代表沥青密度(g/cm3)、矿料吸附沥青含量(%)、沥青含量和有效沥青含量(%)。
国外有些资料统计显示SMA结构的粉胶比在2%左右，这是由于国外的集料比较洁净，允许使用回收矿粉的缘故。
7 结论
(1)本试验在考虑骨料吸收部分沥青后，利用Superpave旋转压实仪验证4个试验级配后，2号试验级配4.75mm通过率达到30%以上时由于细集料含量较大，已不能有效形成SMA -16粗骨架结构，因此比较长余高速公路级配上限可以发现4.75mm通过率达到30%，因此有必要调整级配4.75mm通过率到22%～28%，但是由于4.75mm通过率范围较窄，在实际工程中较难控制，同时也会造成材料成本上升，因此放宽到22%～30%还是切实可行的。
(2)通过4个试验级配试验表明在工程实践中尽量采用接近长余高速公路级配规范的中值，即尽量接近3号和4号试验级配，较理想的SMA结构级配应当是粗集料偏低些，矿粉含量偏高些，这是因为考虑到部分矿粉同粉尘一同被废弃的缘故，否则会造成沥青玛蹄脂填充效果不明显，空隙率偏高。
比较3号和4号试验级配，在实际施工过程中应尽量采用3号级配作为目标配合比。
(3)改性沥青混合料油石比范围在6.0%～6.5%之间，但考虑长余高速公路所处地理气候环境和从节省沥青的角度出发，长余高速公路实际采用油石比为 6.0%～6.2%，空隙率控制
在3%～4%，压实度按沥青混合料最大理论密度的95%控制，通过对长余高速公路8个拌和站沥青混合料拌和及路面碾压统计表明按上述要求控制在实际工程施工中是可行的。
(4)考虑到粗集料的吸水率较大，在进行沥青混合VMA和粉胶比计算时，本试验既不采用国内的合成毛体积密度也不采用美国的表观密度计算法，而是采用集料的有效合成密度计算法。
(5)沥青混合料的粉胶比为 1.85%，可以形成有效的沥青玛蹄脂胶砂，析漏试验和飞散试验满足交通部规范要求。
(6)沥青混合料的高温稳定性和水损害试验均表明可以满足交通部规范要求。
