Superpave技術(shù)在開陽高速公路中、下面層的瀝青配合比設(shè)計及應用

1、PAGE PAGE 12 superpave技術(shù)在開陽高速公路中、下面層的瀝青配合比設(shè)計及應用茍慧萍 賴燦榮（廣東冠粵路橋橋有限公司 廣東 廣州 55100000）【摘 要】ssuperppave（高高性能瀝青路路面）是一種種新型路面結(jié)結(jié)構(gòu)，瀝青混混合料均勻，具具有良好的高高溫穩(wěn)定性和和抗水害性。在在廣東開陽高高速公路部分分標段瀝青路路面施工中采采用supeerpavee，取得了良良好效果，本本文介紹了廣廣東開陽高速速公路supperpavve配合比設(shè)設(shè)計、施工工工藝及質(zhì)量控控制等，供其其它公路建設(shè)設(shè)工程參考。【關(guān)鍵詞】suuperpaave 高速公路 應用用概述1、superrpave技技術(shù)

2、的簡要介介紹superpaave技術(shù)是是美國公路戰(zhàn)戰(zhàn)略研究計劃劃（SHRPP）的重要研研究成果。11993年完完成后，美國國聯(lián)邦公路局局，美國各州州公路協(xié)會與與運輸研究委委員會對suuperpaave技術(shù)進進行大量推廣廣應用工作，到到2001年年底82%的的熱拌瀝青混混合料采用ssuperppave混合合料設(shè)計和施施工。我國江蘇省交通通科學研究院院1995年年開始引進這這項技術(shù)，在在國外專家的的指導下對這這項技術(shù)進行行研究和傳播播推廣工作。到到2001年年我國已修筑筑數(shù)百公里的的superrpave路路面。路面質(zhì)質(zhì)量明顯優(yōu)于于傳統(tǒng)的馬歇歇爾設(shè)計路面面。該項技術(shù)術(shù)也將成為221世紀HMMA瀝青混

3、合合料設(shè)計標準準和常規(guī)。2、superrpave主主要特點superpaave體系的的三個主要組組成部分是瀝瀝青膠結(jié)料規(guī)規(guī)范，混合料料設(shè)計和分析析體系及計算算機的軟件系系統(tǒng)。至今，瀝瀝青膠結(jié)料規(guī)規(guī)范和混合料料設(shè)計體系工工作進行很順順利?；旌狭狭戏治龇椒ǎ孕阅苣Ｐ秃陀嬘嬎銠C軟件系系統(tǒng)仍在改進進中。其特點點在于開發(fā)了了一套全新的的試驗設(shè)備和和方法，并建建立了瀝青膠膠結(jié)料和混合合料規(guī)范新體體系，從根本本上改變了現(xiàn)現(xiàn)行試驗方法法和規(guī)范純經(jīng)經(jīng)驗性。Suuperpaave瀝青膠膠結(jié)料和混合合料規(guī)范及試試驗方法和指指標是同瀝青青路面的路用用性能直接聯(lián)聯(lián)系起來。通通過控制高溫溫車轍、低溫溫開裂及疲勞勞開裂等

4、，來來達到全面改改進路面性能能目的配合比比的。superpaave設(shè)計過過程1、材料選擇A、瀝青膠結(jié)料料的選擇Superpaave瀝青路路面技術(shù)的精精華是建立一一套全新的瀝瀝青膠結(jié)料的的試驗方法和和性能標準。這這些性能標準準較好地與路路用性能有機機結(jié)合起來。應應用傳統(tǒng)方法法按粘度和針針入度分級做做的瀝青規(guī)范范，可能把具具有不同溫度度和性能特點點的瀝青劃分分為同一等級級。而supperpavve瀝青膠結(jié)結(jié)料采用PGG等級評定瀝瀝青，選擇瀝瀝青時可直接接根據(jù)當?shù)氐牡臍夂驐l件和和交通量的大大小來全面選選擇具有可靠靠度的瀝青，并并繪制瀝青粘粘溫曲線，選擇最佳的的混合料拌和和及壓實溫度度。表1為開開陽高

5、速公路路中、下面層層使用的兩種種瀝青的試驗驗結(jié)果。從試試驗結(jié)果來看看，兩種瀝青青都能滿足規(guī)規(guī)范中設(shè)計要要求。并且，經(jīng)經(jīng)江蘇省交通通科學院研究究院通過試驗驗對這兩種進進行PG等級級分析，評定定等級分別為為PG64-22和PGG64-166，根據(jù)廣東東的氣象資料料和開陽高速速的交通量分分析，所用瀝瀝青等級應為為PG64-16。所以以上述兩種瀝瀝青完全滿足足設(shè)計要求。根根據(jù)泰普克瀝瀝青粘溫曲線線，確定混合合料的拌和溫溫度為1600165，擊實溫度度為140145。表1 瀝青試試驗結(jié)果檢驗項目部頒規(guī)范要求泰普克AH-770臺灣中華AH-70針入度（25，100gg，5s）（00.1mm）6080696

6、2延度(5cm/min,115)，不小于于（cm）100100100軟化點（環(huán)球法法）（）44454650.5溶解度（三氯乙乙?。┎恍∮谟冢?）99.099.5399.43閃點（COC）不不小于（）230255341含蠟量（蒸餾法法）不大于（%）3.02.31.6密度（15）（gg/cm3）實測1.0451.041薄膜加熱試驗1163，5h質(zhì)量損失，不大大于0.80.090.08針入度比，不小小于5560.964.5延度（5cm/min,225），不小于于（cm）50100100延度(5cm/min,115)，不小于于（cm）100B、集料的選擇擇Superpaave集料的的統(tǒng)一性（即即全國強

7、制性性標準，也就就是集料共性性）包括粗集料的的棱角性，細細集料的棱角角性、扁平與與細長顆粒以以及粘土含量量。另一類是是集料的地區(qū)區(qū)性標準，即即料源特性是是：堅固性、安安定性、有害害物質(zhì)含量。Superpave集料的統(tǒng)一特性在我國規(guī)范中已有明確規(guī)定，只要適當?shù)倪x擇原材料，嚴格控制材料的生產(chǎn)過程，集料比較容易滿足superpave規(guī)范要求。如果在實際生產(chǎn)中除塵不好，細集料棱角性和砂當量不一定能滿足superpave規(guī)范要求。表2、表3為開陽高速公路B03標中、下面層使用的祿平石場生產(chǎn)的碎石，該種石料在加工過程中，我部對其質(zhì)量進行嚴格控制，生產(chǎn)的碎石干凈，軟石、粘土含量少，級配穩(wěn)定，針片狀含量低，完

8、全能夠滿足Superpave的規(guī)范要求。表2 集料試驗驗結(jié)果表試驗項目23石12石0.51石石屑技術(shù)要求視密度g/cmm32.7892.8032.82.7692.5毛體積密度g/cm32.7662.7752.7532.6892.5吸水率（%）0.310.370.611.72針片狀含量（）11.611.4/15粗集料0.0075mm顆顆粒含量（）0.40.30.4/1細集料0.0075mm顆顆粒含量（）/8.715砂當量(%)/6860軟石含量（）3.65沖擊值（）9.428壓碎值（）10.028洛杉磯磨值（）13.230碎石堅固性（）212與瀝青粘附性（級級）44表3 集料共共性試驗及部部分料

9、源特性結(jié)果果匯總表試驗項目試驗值Superpaave規(guī)范要要求粗集料棱角性（%）100100%細集料棱角（%）4640%扁平顆粒（%）11.550%堅固性（%）13.23545%安定性（%）2.01220%注：*美國集料料標準中粗集集料扁平顆粒粒定義是粗集集料最小厚度度方向和最大大長度方向的的尺寸之比為為5：1，而而我國現(xiàn)行規(guī)范定義是是粗集料最小小厚度方向和和最大長度方方向的尺寸之之比為3：11。2、設(shè)計集料結(jié)結(jié)構(gòu)的選擇確定試驗的級配配superpaave集料的的級配控制，主主要采用控制制點和限制區(qū)區(qū)來初選級配配?？刂泣c范范圍內(nèi)的級配配使各種粒徑徑的集料比例例合適，避免免施工中的離離析現(xiàn)象。限

10、限制區(qū)防止了了級配中細集集料靠近最大大理論密度線線。級配接近近理論密度線線往往會使礦礦料間隙率（VVMA）偏小小，瀝青用量量偏少，這種種級配對瀝青青用量很敏感感。當瀝青用用量微小變化化后，混合料料的抗塑性很很差，很容易易產(chǎn)生可塑性性。我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)通過禁區(qū)的的級配混合料料在施工過程程容易產(chǎn)生推推移現(xiàn)象，不不易壓實，且且在路面使用用過程中抵抗抗變形能力較較差。B033標中、下面面層目標配合合比設(shè)計級配配曲線見圖11。表4為開開陽高速公路路B03標在在中、下面層層配合比設(shè)計計時采用估算算的最佳瀝青青用量來分析析選用級配的的體積性質(zhì)。表4混合料體積積性質(zhì)表混合料特性下面層設(shè)計結(jié)果中面層設(shè)計結(jié)果Super

11、paave要求VA(%)444.0VMA(%)13.113.412VFA(%)70.972.06575DP(%)1.301.350.61.22*%GmmN=887.287.089%GmmN=16097.996.098注：*表示當級級配通過禁區(qū)區(qū)下方，粉膠膠比可增加到到0.811.6。評價試驗級配并并選擇最適合合的設(shè)計級配配superpaave瀝青混混合料設(shè)計首首先根據(jù)交通通量的大小選選擇混合料的的壓實次數(shù)，再再對已初選的的三種級配依依據(jù)旋轉(zhuǎn)壓實實結(jié)果和空隙隙率為4%時時所需的瀝青青用量及相應應瀝青混合料料其他性質(zhì)例例如粒料間隙隙（VMA）、飽飽和度（VFFA）、粉膠膠比等各種評評價指標與標標準

12、相比較，來來確定符合要要求的最佳級級配曲線。這這種方法級配配選擇范圍比比較寬。三種種級配完全是是通過試驗來來選擇（圖11、圖2和表表4），選擇擇了圖中的中中值曲線。3、設(shè)計級配的的瀝青用量選選擇superpaave規(guī)定瀝瀝青混合料在在設(shè)計旋轉(zhuǎn)壓壓實次數(shù)時空空隙率為4%時對應的瀝瀝青用量為最最佳瀝青用量量。但空隙率率4%時旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)壓實的混合合料同時必須須滿足VMAA、VFA粉粉膠比等評價價要求指標。且且目標配合比比設(shè)計的空隙隙率為4%時時，在路面壓壓實度大于997%時，能能夠保證路面面的實際空隙隙率小于7%。因此確定定設(shè)計空隙率率為4%是合合理的。最佳瀝青用量的的確定方法為為用估算的瀝瀝青用量0.

13、5%、1%取四種種不同用油量量，在壓實次次數(shù)達到設(shè)計計要求條件下下的各種體積積性質(zhì)來確定定空隙率4%時的最佳瀝瀝青用量。表表5、表6為為開陽高速公公路B03標標在中、下面面層最佳級配配選定的條件件下，最佳瀝瀝青用量的選選擇結(jié)果。表5 四種瀝青青用量混合料料體積性質(zhì)瀝青用量在設(shè)計壓實次數(shù)數(shù)時DP%GmmN=8%GmmN=100VA(%)VNA(%)VFA(%)下面層3.65.413.760.51.4985.994.64.13.913.170.31.2987.196.14.63.113.476.81.1485.795.45.12.914.780.31.0285.494.9中面層3.95.013.7

14、63.41.5086.695.04.43.413.474.61.3187.096.64.92.213.583.61.1688.197.85.41.413.889.81.0488.898.6根據(jù)瀝青用量和和空隙率的關(guān)關(guān)系曲線，通通過圖表插值值法得到空隙隙率為4%的的情況下，中中下面層設(shè)計計瀝青用量分分別為4.3%、4.2%，并得到該該瀝青用量下下的體積指標標如表6所示。表6設(shè)計瀝青用用量瀝青混合合料體積性質(zhì)質(zhì)瀝青用量（%）VA(%)VNA(%)VFA(%)DP%GmmN=8%GmmN=1004.2(下面層層)4.013.270.91.3087.296.04.3(中面層層)4.013.472.01

15、.3587.096.04、最大壓實次次數(shù)驗證表7為設(shè)計瀝青青用量確定后后，采用最大大壓實次數(shù)成成型試件，進進一步的驗證證瀝青混合料料體積性質(zhì)能能否滿足suuperpaave設(shè)計標標準的要求。從從結(jié)果來看完完全滿足設(shè)計計要求。表7 最大壓實實次數(shù)下瀝青青混凝土合料料體積性質(zhì)瀝青用量（%）在設(shè)計壓實次數(shù)數(shù)時%GmmN=8%GmmN=160VA(%)VNA(%)VFA(%)DP4.2(下面層層)3.813.872.41.2887.297.94.3(中面層層)3.413.174.01.3487.697.75、高溫穩(wěn)定性性和水穩(wěn)定性性檢驗表8、表9為對對已設(shè)計好的的瀝青混合料料配合比，按按照規(guī)范進行行車

16、轍試驗和和浸水馬歇爾爾試驗，試驗驗結(jié)果必須滿滿足規(guī)范要求求。表8車轍試驗結(jié)結(jié)果匯總表混合料類型瀝青用量(%)動穩(wěn)定度（次/mm）123平均要求Sup254.21800163219691800800Sup204.315001286105012791200表9浸水馬歇爾爾穩(wěn)定度試驗驗結(jié)果混合料類型瀝青用量(%)添加劑用量馬歇爾穩(wěn)定度(KN)浸水馬歇爾穩(wěn)定定度(KN)殘留穩(wěn)定度（%）要求（%）Sup254.2加2%水泥11.1610.2291.675Sup204.3加2%水泥12.5912.4799.0756、馬歇爾試驗驗結(jié)果驗證表10為了對施施工過程進行行有效控制，同同時提供適合合我國規(guī)范的的標準

17、（除飽飽和度指標外外）。表10 SSup25和和Sup200馬歇爾試驗驗技術(shù)指標試驗項目下面層試驗結(jié)果中面層試驗結(jié)果部頒規(guī)范要求擊實次數(shù)（次）757575穩(wěn)定度(KN)10.112.67.5流值(0.1mmm)24.933.52040空隙率(%)5.65.136瀝青飽和度(%)64.766.57085殘留穩(wěn)定度(%)101.799.075superpaave瀝青混混合料試驗及及路面施工控控制superppave瀝青青路面的生產(chǎn)產(chǎn)配合比盡可可能接近目標標配合比的設(shè)設(shè)計，才能確確保目標配合合比的設(shè)計指指標準確性。在在實際應用中中控制關(guān)鍵篩篩孔0.0775mm、22.36mmm、4.755mm的通過

18、過量。在抽提提試驗中以生生產(chǎn)配合比級級配為準。同同時控制油石石比的誤差范范圍。在施工工現(xiàn)場試驗用用旋轉(zhuǎn)壓實和和馬歇爾擊實實兩種方法來來控制，確保保路面的工程程質(zhì)量。Superpaave瀝青混混合料拌和過過程中，由于于粗集料多，細細集料少，溫溫度降低較快快，所以它的的拌合溫度比比常規(guī)AC-I混合料溫溫度要提高110-15，而且supperpavve混合料必必須控制高溫溫碾壓才不會會產(chǎn)生推移現(xiàn)現(xiàn)象，所以要要確保施工機機械噸位和臺臺數(shù)必須滿足足施工要求。由由于supeerpavee粗骨料較多多，在復壓過過程中必須采采用大噸位膠膠輪壓路機跟跟蹤錯揉碾壓壓才能滿足壓壓實度的要求求。Supeerpavee級配的混合合料，當溫度度在93-115時含有一個個敏感區(qū)，即即混合料在該該溫度