《SUPERPAVE演讲》PPT课件

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1、第二章　高性能沥青路面1987年，美国国家研究理事会确立了一个耗资1．5亿美元的研究项目——美国公路战略研究计划(SHRP)，历时5年，提出了一套全新的沥青混合料设计方法，即SuperpaveSuperior　performing　Asphalt　Pavements混合料设计体系。它由沥青胶结料规范、混合料设计和分析体系、计算机软件系统3个部分组成，研究成果共21项：沥青胶结料10项，混合料体积设计3项，混合料分析和性能预测8项。Superpave是20世纪90年代沥青路面科研和设计方面突破性的成就，已

2、在世界范围内引起了广泛关注，对世界道路建设产生了重要的影响。许多国家都在学习和借鉴这一成果，包括我国在内。第一节Superpave沥青混合料设计沥青混凝土(有时称为“热拌沥青混凝土”或简称“HMA”)――由沥青胶结料和矿质集料组成的铺路材料。其中，沥青胶结料(即沥青或改性沥青)起：（1）防水（使混合料具有防渗功能）（2）粘结作用（使矿料粘结在一起）。矿质集料构成混合料的骨架。一.Superpave对沥青路用性能的试验方法影响沥青路用性能的主要因素：温度　　　加载速率　　　老化程度不同温度、不同的老化阶段

3、、不同加载时长的情况下性能有很大差别。（其中，加载速率对沥青性能（主要是沥青劲度）的影响可用温度来模拟：缓慢的加载可用低温来模拟，快速加载可用高温来模拟。）Superpave胶结料规范的精髓在于，它是在模拟胶结料寿命期3个重要阶段的情况下进行沥青胶结料试验的。（1）用原样沥青进行的试验，代表运输、储存和装卸的第一阶段；（2）第二阶段代表在拌和铺筑过程中沥青的老化，Superpave的胶结料“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中，相当于在热拌过程中、

4、运输中和摊铺时的胶结料老化.）（1）三阶段则体现了作为热拌沥青路面部分的胶结料的长期老化过程，“规范”中用压力老化箱模拟这一阶段，将沥青试样暴露于热和压力条件下来模拟路面服务期间的老化。Superpave胶结料试验设备及目的旋转薄膜烘箱--模拟胶结料施工期的老化特性动态剪切流变仪--测试胶结料高温和中温性能旋转粘度仪--测试胶结料高温性能弯曲梁流变仪、直接拉伸试验机--测试胶结料低温性能旋转式簿膜烘箱（RTFO）--模拟施工期的老化压力老化容器（PAV）试验--模拟路面使用期的老化旋转式粘度计（RTV）

5、试验-保证沥青在泵送和拌和时具有足够的流动性。弯曲梁流变仪（BBR）试验--主要测定沥青的蠕变劲度（S）和沥青劲度变化率（m）直接拉伸试验（DTT）-检验低温性能沥青胶结料的选择Superpave沥青等级Superpave气候数据库可靠性原始气温路面温度的转化选择胶结料的等级荷载等级对胶结料选择的影响交通等级对胶结料选择的影响PG(PerformanceGrade)PG64-22性能分级七天平均最高路面设计温度最低路面设计温度一般的Superpave等级Superpave气候数据库Superpave软

6、件提供美国和加拿大6500个观测站的温度数据库，设计人员可以根据所在地区的温度选择胶结料的等级。每个观测站根据观测结果，计算7天最高温度的区间及对应的温度的平均值，通过对所有这些观测计算的平均值和标准差计算分析；同样，可以计算最低温度的平均值和标准差。可靠性Superpave设计系统中，可靠性指某一年的实际温度不超过设计温度的百分率。Superpave设计系统提供不同的可以采用的高温和低温的可靠度水平。路面最高温度的转化在Superpave路面设计体系中，在路面下20mm的路面最高设计温度按下式

7、计算：式中：T20mm--路面下20mm的路面最高设计温度；Tair—最高7天的温度的平均值；Lat—工程所处的纬度，。路面最低温度路面最低温度的转化有两种确定路面最低温度的方法，第一，路面最低温度简单地假定与最低气温相同，这种方法最初由SHRP研究人员提出，这是一种很保守的假定，因为在冬天，路面的温度高于气温。第二用以下由加拿大研究人员提出的方法：式中：Tmin--路表的最低设计温度；Tair—最低温度的平均值。荷载等级对胶结料选择的影响A:SHRP胶结料选择方法假定路面承受快速移动荷载。B:动态

8、剪切流变仪的荷载变化速率是10转/分，对应的汽车速度为90Km/h.小的旋转速度对交叉口和收费站比较合适,有些情况须按静止荷载设计，则胶结料必须具有高的劲度以抵抗材料的蠕变。C:为了满足以上特殊情况，胶结料必须至少提高一到二个等级。D:如果基于温度的胶结料等级为PG64-22，为了减少低速荷载对路面的破坏，设计的胶结料等级应该为PG70-22，对静止荷载，设计的胶结料等级应该为PG76-22，E:荷载速率对低温等级没有影响。交通等级对胶结