淺談superpave瀝青混合料體積設計法 superpave與sac能否有機結合

1、淺談淺談Superpave瀝青混合料體積設計法瀝青混合料體積設計法1現(xiàn)行馬歇爾瀝青混合料設計方法的局限性現(xiàn)行馬歇爾瀝青混合料設計方法的局限性該法由密西西比州公路局布魯斯馬歇爾（BruceMarshall）提出，其特點是注意到瀝青混合料的穩(wěn)定度流值，密實度孔隙率特性。進行這樣的分析以產(chǎn)生HMA混合料耐久性所適合的空隙比例。但是，馬歇爾擊實方式不可避免的會造成集料破碎，影響試件的最終試驗結果，如空隙率和用油量?，F(xiàn)行的馬歇爾設計的一套指標主要

2、是針對密級配常規(guī)瀝青混合料制定開發(fā)的，對某一些聚合物改性瀝青，例如SBS改性瀝青，流值超過40仍然能用，雖然新版規(guī)范的技術指標作了一些改進，但仍需進行深入研究。根據(jù)眾多學者的研究，馬氏沖擊壓實沒有模擬實際路面形成的混合料壓密特性。產(chǎn)生的指標，如穩(wěn)定度，流值等不能反映熱拌瀝青混合料（HMA）的抗剪強度。從而與路面的破壞，如車轍、疲勞和低溫開裂并不相關，也就不能預防路面早期破壞。因此，這個帶有經(jīng)驗性質(zhì)的方法逐漸顯示出局限性。2Superpa

3、ve瀝青混合料體積設計法的概念瀝青混合料體積設計法的概念為了克服現(xiàn)行瀝青混合料設計方法存在的一些缺點，建立瀝青混合料性能與瀝青路面使用性質(zhì)的直接關系，美國經(jīng)過1987~1993年6年的努力，提出了一套全新的瀝青混合料設計方法——Superpave瀝青混合料體積設計法。Superpave混合料設計系統(tǒng)根據(jù)項目所在地的氣候和設計交通量，把材料選擇與混合料設計都集中在方法中，該方法要求在設計瀝青路面時，充分考慮在服務期內(nèi)溫度對路面的影響，要求

4、瀝青路面在最高設計溫度時能滿足高溫性能的要求，不產(chǎn)生過量的車轍；在路面最低設計溫度時，能滿足低溫性能的要求，避免或減少低溫開裂；在常溫范圍內(nèi)控制疲勞開裂。對于瀝青膠結料，采用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗來模擬瀝青混合料在拌和站與攤鋪過程中的老化；采用壓力老化容器模擬瀝青在路面使用過程中的老化。對于集料，在進行瀝青混合料集料級配設計時，采用控制點與限制區(qū)的概念來限定、優(yōu)選試驗級配設計。對于瀝青混合料試件采用旋轉(zhuǎn)壓實儀制備。在試件壓實過程中，記錄旋轉(zhuǎn)壓

5、實次數(shù)與試件高度的關系，從而對瀝青混合料的體積特性進行評價。3我國的我國的SAC沙慶林院士曾經(jīng)撰文（《公路》2003.8第6期）詳細介紹了當前密實式熱拌混合料礦料級配的發(fā)展方向是粗集料斷級配。SAC系列就是我國自主研究開發(fā)成功的粗集料斷級配瀝青混凝土。它從1988年11月底初完成的正定試驗路，至今經(jīng)過16年的不懈努力，潛心研究，已在2000Km以上的高速公路上得到應用。4Superpave與SAC的比較的比較Superpave與SAC兩

6、個最顯著的區(qū)別：一是儀器設備的不同Superpave使用旋轉(zhuǎn)壓實儀，SAC主要還是馬氏擊實儀；二是礦料級配，Superpave雖然提出最大密實度線，但級配的確定依賴于經(jīng)驗，沒有建立與結構行為有關的級配設計方法，SAC則不然。Superpeave的主要內(nèi)容之一是提供礦料級配組成的方法和具體的礦料級配。Superpave雖然不再直接使用應的礦料級配，供做目標配合比應用。其基本原理是以風干粗集料的不同密度（如干搗密度，一般密度和疏松密度）時的

7、孔隙率VCADR為基礎，將其減去預留空隙率Va，即VCADRVa后的可用孔隙率（用VCADRU表示）為標準，對于骨架密實結構，細集料，填料和瀝青的體積率之和（可簡稱瀝青膠砂體積，并用VOLmaB表示）恰好填滿VCADRU。VCAAC方法是用于對制成的瀝青混凝土試件進行礦料級配檢驗，調(diào)整以及最終取得符合要求的配合比和相應的礦料級配，供做生產(chǎn)使用。其基本原理是，對于骨架密實結構瀝青混凝土中粗集料骨架間的孔隙率，恰好被細集料，填料和瀝青的體積

8、率之和（可簡稱瀝青膠砂體積，并用VOLmaB表示）以及預留空隙率Va所填滿。通過檢測建立與結構行為有關的礦料級配設計方法，使粗集料真正實現(xiàn)嵌擠作用。這是SAC設計的一個突破。5Superpave與SAC能否有機結合能否有機結合既然SAC與Superpave各有其優(yōu)缺點，那么能否實現(xiàn)二者的完美統(tǒng)一，譬如：使用SAC的體積法級配設計理念，Superpave的旋轉(zhuǎn)壓實儀、膠結料PG分級及混合料性能評估、材料選擇方法等。綜上所述綜上所述，提出一

9、種新的混合料設計方法設想，筆者稱之為中國式Superpave混合料設計過程如下：1材料選擇材料選擇根據(jù)工程所在地的氣溫條件選擇瀝青膠結料，依據(jù)交通量標準選定集料。2集料級配選擇集料級配選擇按照SAC礦料級配設計方法選擇集料級配，對級配組成的控制仍然使用FHWA0.45次冪圖。3確定瀝青用量確定瀝青用量按估算的初始瀝青用量；初始瀝青用量的0.5%和1.0%用SGC成型試件，按Superpave水準Ⅰ選擇瀝青用量。4對選定的混合料進行體積性

10、質(zhì)和水敏感性驗證對選定的混合料進行體積性質(zhì)和水敏感性驗證按我國《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》（JTGF402004）要求進行車轍試驗和水損害試驗?；旌狭侠匣鶕?jù)PP2短期老化試驗，水敏感性根據(jù)T283（或可根據(jù)我國《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ0522000T07292000方法進行，但空隙率應與T283相同，Va=7%）。以上是筆者在總結前輩科研成果的基礎上，提出的一種瀝青混合料體積法設計的新思路，正確與否還有待實踐檢驗，譬