Superpave高性能沥青混合料研究

发表时间:2019/6/13   来源:《建筑学研究前沿》2019年2期   作者:陈雷雨
[导读] Superpave沥青混合料的设计参数主要包括体积指标和路用性能指标。

中铁十局
  摘要:Superpave沥青混合料设计方法作为一种新型的沥青混合料设计方法,相较传统的马歇尔设计方法而言,因良好的水稳定性和高温稳定性,使得Sup沥青混合料在全国各大高速公路中下面层施工中得到广泛应用。本文以试验为基础,依据Superpave沥青混合料设计实例对其研究,以期指导路面设计与施工。
  关键词:Superpave;体积指标;水稳定性;高温稳定性
  
  
  Superpave沥青混合料的设计参数主要包括体积指标和路用性能指标。沥青混合料的体积指标包括空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、粉胶比等,混合料在初始、设计、最大三种旋转压实次数时试件的体积指标必须满足设计要求。Sup混合料的路用技术指标与马歇尔方法相同,使得Sup混合料与马歇尔设计方法的主要区别就在于其设计压实状态考虑了交通量的影响因素,压实方式能够更好的模拟现场压实状态,其设计关键在于矿料级配组成的设计。
  一、Sup20改性沥青混合料设计实例
  Superpave沥青混合料设计包括四个部分:选定原材料,级配组成设计,选定最佳沥青用量,各项技术指标的验证。本文以大围山至浏阳高速公路24标的Sup20沥青混合料设计为实例,对Superpave沥青混合料设计方法进行探讨。
  1、选定原材料
  试验选用浏阳市东南建材厂生产的矿粉,浏阳市狮岩碎石厂生产的集料,江苏宝利集团生产的SBS改性沥青。所用原材料技术指标符合《公路沥青路面施工技术规范》相关要求即可,无其他特殊要求。
  2、级配组成设计
  1)初选级配
  Superpave沥青混合料的级配组成设计与马歇尔设计方法不同,其级配范围通过控制点和限制区进行控制,因其宽泛的控制点范围较易满足,使得级配设计的关键就在于控制限制区。
  级配选定时,控制级配曲线尽量在控制点内且不通过限制区,在控制点内限制区下方选择3个试验级配[1]进行试验比选,确定最佳级配,该级配混合料的水稳定性和高温稳定性较好。大量研究表明,通过限制区下部区域的级配常称作“驼峰级配”,驼峰级配会引起混合料变软,导致混合料抗永久变形能力下降。
  依据Superpave设计的的限制区和控制点的要求初步确定粗、中、细三种矿料级配。具体试验结果详见:表1初选三种级配表,图1初选三种级配曲线图。
  

       


  
  

从表6可以看出,本次设计的Sup沥青混合料的水稳定性和高温稳定性均满足Superpave标准的要求。
  二、数据整理
  对Sup20沥青混合料试铺路段的路面压实度进行统计汇总,现场路面压实密度为旋转压实试件密度的98-101%,马歇尔密度的99-102%,现场路面渗水和车辙试验均能满足要求。事实证明,Superpave沥青混合料设计方法在施工控制中能够较好的结合实际,考虑了交通量和气候条件的影响,对现场施工有较好的指导作用。
  三、结语
  Superpave沥青混合料设计方法在我国各大高速公路项目已经屡见不鲜,其优点在于通过控制点和限制区控制级配,同时旋转压实的成型工艺也较传统的马歇尔击实方法更能模拟实际路面车轮的搓揉作用[3]。然而Superpave设计方法作为一种新的设计方法,还有许多方面需要我们去研究探讨,例如:在混合料设计中只是单一的以体积指标为标准,力学性能指标还需通过马歇尔等试验进行检验。Superpave混合料设计中的限制区大多是直接从美国引进标准,对于我国现有的石料性质是否适用还需要加强试验验证。本文是对Superpave混合料设计的一些简单探讨,如何使Superpave设计方法更好的结合我国实际还有待研究和改进。
  参考文献
  [1]袁迎捷.高性能沥青混合料技术研究[D].西安:长安大学,2001。
  [2]张争奇.沥青混合料旋转压实密实曲线信息及其应用.西安:长安大学,2005。
  [3]王彦军. Superpave沥青混合料设计方法探讨.2006。
  

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