Superpave沥青混合料设计方法研究

超级沥青混合料（Superpave）设计方法是由美国国家公路和交通安全
管理局（NHTSA）提出的一种新的沥青混合料设计方法，它能够更好
地反映沥青混合料在使用中的性能。

Superpave结合了受控实验和数理
优化的原理，不仅关注路面技术性能，还关注经济性、社会影响等因素，同时融合多个专业知识，极大提高了沥青路面设计的质量。

Superpave设计过程一般分为三个主要步骤：1. 使用受控实验建立标准
路面组合；2. 通过平行狭窄法来确定组合用量；3. 针对现有环境和性
能要求上的特定条件的控制实验，确定平行狭窄法的沥青配方。

首先，通过对自然混合料的均质性、填充性、抗滑移性等性质的测试，确定沥青混合料的终验控理模式，即Superpave标准路面组合（MPV），并确定各种物料的正确比例和用量，以确定一组满足性能要求的路面
组合方案。

其次，利用狭窄平行法（NIP）来设定组合用量，这是沥青混合料超级路面设计的核心部分，其目的是确定合理的组合用量，以确保沥青混
合料的最终封层性能是环境和动力要求下的最优解。

最后，是要经过控制实验，也就是根据当前环境和性能要求来确定平
行狭窄法确定的沥青配方，为此，我们可以对不同温度下的沥青混合
料进行抗压、抗冲击、冷性混合等性能测试，确定其良好的性能。

超级沥青混合料设计方法以其高效率、科学性和多功能替代了旧有的
路面设计方法，广泛应用于全球的沥青路面设计，它的使用能够保证
沥青路面的质量，实现疲劳抗裂抗环境和气候损伤的标准化，为建设
高质量高性能的沥青路面提供技术支持。

美国Superpave沥青混合料设计方法一、美国superpave沥青混合料设计方法superpave(superiorperformingasphaltpavements)是shrp(strategichighwayresearchprogram)的沥青研究部分的最终系列成果的代称.shrp是美国战略公路研究计划的简称，其目的是通过将混合料设计与路面结构设计相联系，以路面使用性能。

它历时5年（1987―1992），耗资1亿5千万美元，是公路研究史上最大的研究项目之一，取得了130多项科研成果。

superpave设计法就是创建在路用性能基础上的设计方法，就是通过路面模型的方法去推论路面性能。

superpave沥青混合料就是力图将试验方法与指标同沥青路面的野外性能创建起至轻易的联系，通过掌控高温车辙、低温、烦躁脱落，以全面废止路面性能。

1、superpave设计方法的全套技术涵盖以下五个方面：①含水料与集料规范；②混合料体积设计；③混合料施工；④混合料性能预测；⑤相关软件、试验方法及设备等；这些体系一起共同组成完备的superpave技术，边缘化的应用领域其中部分技术很难达至superpave整体应用领域所应用领域的效果。

2、superpave体积设计方法的主要特点如下：①提出了三个水平设计沥青混合料的思想，见下表1―1；②通过限制孔隙率、矿料间隙和沥青饱和度，来实现沥青胶结料、集料和空隙三要素间合理的体积比例；沥青混合料设计水平表1―1设计水平iiiiii交通量（easls）轻交通，交通量≤1×106中等交通，1×106交通量q1×107按体积设计选择材料试验要求重交通1×1073、设计方法及评价指标superpave体积设计方法以集料酿制沥青混合料，确认空隙率为4%，利用混合料的体积参数估计起始沥青用量。

主要步骤为：①测量集料的密度参数与矿料制备级分体式设计。

Superpave简介Superpave是Superior Performing Asphalt Pavement的缩写，中文意思就是“高性能沥青路面”。

Superpave沥青混合料是美国战略公路研究计划（SHRP）的研究成果之一。

Superpave沥青混合料设计法是一种全新的沥青混合料设计法，包含沥青结合料规范，沥青混合料体积设计方法，计算机软件及相关的使用设备、试验方法和标准。

Sperpave混合料设计分为三个水准：混合料体积设计也称水准I设计，使用旋转压实机（SGC）并根据体积设计要求选择沥青用量。

混合料中等路面性能水平设计也称水准II设计，以混合料体积设计为基础，附加一组SST和IDT试验以达到一系列性能预测。

混合料最高路面性能水平设计也称水准III设计，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，完全分析可提供更可靠的性能预测水平。

Superpave沥青混合料设计系统是根据项目所在地的气候和设计交通量，把材料选择与混合料设计都集中在体积设计法中，该方法要求在设计沥青路面时，充分考虑在服务期内温度对路面地影响，要求路面在最高设计温度时能满足高温性能地要求，不产生过量地车辙；在路面最低温度时，能满足低温性能地要求，避免或减少低温开裂；在常温范围内控制疲劳开裂。

对于沥青结合料，采用旋转薄膜烘箱试验来模拟沥青混合料在拌和和摊铺工程中的老化；采用压力老化容器模拟沥青在路面使用工程中的老化。

对于集料，在进行混合料级配设计时，采用控制点和限制区的概念来限定，优选试验级配设计。

对于沥青混合料，在拌好后，采用短期老化来模拟沥青混合料在拌和摊铺压实过程中的老化，沥青混合料试件采用旋转压实仪准备。

试件压实过程中，记录旋转压实次数与试件高度的关系，从而对沥青混合料体积特性进行评价。

所谓Superpave混合料体积设计是根据沥青混合料的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率等体积特性进行热拌沥青混合料设计的，方法主要有设计材料选择、沥青混合料拌和、沥青混合料体积分析以及混合料验证，包括体积性质和水敏感性。

superpave配合比设计特点现如今我国的公路建设发展速度非常快，人们对公路的要求也在逐渐上升，为了满足当前与日俱增的交通量，很多新工艺和新技术随之研究出来，发挥出了巨大的作用。

公路的质量同路面面层的质量有着直接的关系，因此沥青混合料的设计必须要具备稳定性和安全性，其中superpave设计法被广泛的应用。

标签：沥青混凝土；配合比；superpavesuperpave是美国开发出的一种新型沥青混合料设计方法，采用的是旋转压实成型试件，把沥青混合料的受力状况清晰的体现出来，具有抗滑抗裂的特点，另外稳定性和耐久性能也很强。

文章就沥青混合料实例对superpave的配合比进行探讨。

1 设计说明公路沥青混合料的级配采用superpave级配；工程级配范围采用superpave 级配范围。

拌合沥青混合料的材料都为出厂原材料，细集料为石灰石石屑，粗集料为石灰石碎石，矿粉为石灰石矿粉，沥青为SBS改性沥青。

在进行混合料的拌合时，沥青的温度要达到165度，集料的温度要达到175度，成型温度要为160度。

混合料和原材料的试验要依照我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》来开展试验，对二者的技术要求要依照我国《公路沥青路面施工技术规范》中要求进行。

配合比的实验以《superpave沥青混合料设计标准》中的公式来进行计算。

通过对沥青混合料配合比进行实验，最终明确了SBS改性沥青混合料的最佳油石配合比为4.1%，因此在实际情况中，配合混合料时要尽量同目标配合比保持一致。

2 设计集料结构的选择2.1 总述根据superpave配合比的设计，在设计集料结构之前，先分为三个级配：细、中、粗，依照集料的吸水性和密度求出每种级配的初始用油量，结合实验的最终结果求出三个级配各自的沥青使用量以及各类性质，包括饱和度、矿料间隙率、压实度、矿粉和沥青的比例等。

如表1为估算沥青用量的综合图表。

表中的实验级配依次分别为毛体积密度、表观密度、有效密度、吸收的沥青胶结料体积、有效的沥青胶结料体积、集料质量以及沥青用量。

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。

Superpave与Marshall沥青混合料设计方法的探讨李晓明（辽宁省交通工程质量与安全监督局，沈阳110000）摘要：从沥青混合料的级配、试件成型方法、油石比的确定等方面，探讨了Superpave与Marshall设计方法的特点。

关键词：Superpave;马歇尔法;沥青混合料;级配;最佳沥青用量中图分类号：U414．01文献标识码：B文章编号：1673－6052（2012）11－0036－03目前沥青混合料配合比的常用设计方法主要有马歇尔法和Superpave两种方法。

马歇尔配合比设计方法是由美国布鲁斯·马歇尔（Brue Marshall）提出的，在20世纪40年代美国陆军工程兵部队对该方法进行了完善，并且添加了一些试验来测试沥青混合料的性能，最后发展成为沥青混合料配合比设计的标准之一。

Superpave设计方法是1987年至1992年美国SHRP计划中沥青项目的一个研究成果，该配合比方法提出了建立在使用性能基础上的与交通量和气候有关的材料选择与混合料的一种全新设计方法，Superpave体系的特征就是试验在模拟路面实际服务状况下的温度和老化条件下进行的。

马歇尔设计法主要是依据现场经验发展起来的一种设计方法，在试件成型、试验检测指标等方面与现场实际存在着一定的差异，因此存在一定的局限性。

而Superpave设计法是一套全新的设计方法，该方法在试件成型、油石比确定等方面与现场实际结合紧密，但由于设备比较昂贵等原因，目前只在科研机构使用，在我国尚未大面积推广应用。

这两种设计方法在混合料的级配、试件成型方法、油石比的确定等方面均存在差异，这两种配合比设计方法在工程上的应用效果哪一个更好是道路工程研究人员所关心的课题。

本文主要从以下几个方面来讨论：1沥青等级的划分方法不同沥青化学成分复杂，使之体现的是一种粘弹塑体，材料本身受温度、荷载以及荷载作用时间的共同影响。

沥青等级分类的方法有很多，主要有针入度分类法、粘度分类法、老化后粘度分类法和PG分类法，目前我国在采用针入度分类法。