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1、朱云升朱云升 1 Superpave 沥青混合料沥青混合料 设计与施工设计与施工 主讲 朱云升主讲 朱云升 Email Zhuyunsheng Tel 18971543542 15327156776 朱云升朱云升 2 主 要 内 容 主 要 内 容 SuperPave沥青混合料设计体系概述 SuperPave沥青混合料设计方法 SuperPave沥青混合料施工工艺介绍 朱云升朱云升 3 概概 述述 研究领域 研究领域 公路运营公路运营 混凝土结构混凝土结构 0 50 5个亿个亿 沥青沥青 0 50 5个亿个亿 路面长期性能 路面长期性能 LTPPLTPP 0 50 5个亿个亿 SHRPSHRP
2、研究目的 研究目的 改善道路的质量性能 延长使用寿命改善道路的质量性能 延长使用寿命 研究成果 研究成果 SuperpaveSuperpave 高性能沥青路面 技术 高性能沥青路面 技术 1 1 美国公路战略研究计划美国公路战略研究计划SHRPSHRP StrategicHighway ResearchProgramStrategicHighway ResearchProgram 朱云升朱云升 4 概概 述述 SuperpaveSuperpave技术主要包括三个方面 技术主要包括三个方面 1 1 沥青胶结料性能规范 沥青胶结料性能规范 2 2 沥青混合料体积设计方法 沥青混合料体积设计方法 3
3、 3 沥青混合料性能预测 沥青混合料性能预测 1 1 美国公路战略研究计划美国公路战略研究计划SHRPSHRP StrategicHighway ResearchProgramStrategicHighway ResearchProgram 朱云升朱云升 5 概概 述述 SuperpaveSuperpave沥青混合料的特点 沥青混合料的特点 1 1 抗车辙能力强 抗车辙能力强 2 2 有较好的密实性 有较好的密实性 3 3 有较好的构造深度 有较好的构造深度 4 4 施工工艺与普通沥青混合料相同 施工工艺与普通沥青混合料相同 1 1 美国公路战略研究计划美国公路战略研究计划SHRPSHRP S
4、trategicHighway ResearchProgram StrategicHighway ResearchProgram 朱云升朱云升 6 概概 述述 基本内容 基本内容 1 1 I I级设计 混合料体积设计 低交通量 级设计 混合料体积设计 低交通量 2 2 IIII级设计 中等路面性能水平混合料设级设计 中等路面性能水平混合料设 计 中等交通量 计 中等交通量 3 3 IIIIII级设计 高级路面性能水平混合料级设计 高级路面性能水平混合料 设计 大交通量 设计 大交通量 2 Superpave2 Superpave沥青混合料体积设计法概念沥青混合料体积设计法概念 朱云升朱云升 7
5、 概概 述述 2 Superpave2 Superpave沥青混合料体积设计法概念沥青混合料体积设计法概念 设计水平 设计水平 设计设计 水平水平 SuperpaveSuperpave 设计分析设计分析 交通量交通量 80KN 80KN 试验要求试验要求 I I 体积设计体积设计 10106 6 材料选择与材料选择与 体积设计体积设计 IIII 中等分析中等分析 10106 6 10107 7 体积设计体积设计 性性 能试验能试验 IIIIII 完全分析完全分析 10107 7 体积设计体积设计 增增 强性能试验强性能试验 朱云升朱云升 8 概概 述述 2 Superpave2 Superpa
6、ve沥青混合料体积设计法概念沥青混合料体积设计法概念 性能试验 性能试验 SSTSST Superpave Shear TestSuperpave Shear Test 体积试验 体积试验 单轴应变试验 单轴应变试验 等高度简单剪切试验 等高度简单剪切试验 等应力比重复剪切试验 等应力比重复剪切试验 等高度重复剪切试验 等高度重复剪切试验 等高度频率扫描试验 等高度频率扫描试验 IDTIDT IndirectTesileTestIndirectTesileTest 劈裂试验劈裂试验 朱云升朱云升 9 概概 述述 2 Superpave2 Superpave沥青混合料体积设计法概念沥青混合料体积
7、设计法概念 我国现行沥青混合料设计方法 我国现行沥青混合料设计方法 选择沥青时采用针入度级规范选择沥青时采用针入度级规范 选择混合料级配一般采用规范中值选择混合料级配一般采用规范中值 配合比设计采用马歇尔标准击实和稳定度试验配合比设计采用马歇尔标准击实和稳定度试验 稳定度 流值 空隙率 沥青饱和度 残留稳定度 稳定度 流值 空隙率 沥青饱和度 残留稳定度 马歇尔法优点 马歇尔法优点 注意到沥青混合料密实度和空隙特性 以确保注意到沥青混合料密实度和空隙特性 以确保 获得耐久的混合料所适应的空隙率 获得耐久的混合料所适应的空隙率 设备便宜 携带方便 设备便宜 携带方便 朱云升朱云升 10 概概 述
8、述 2 Superpave2 Superpave沥青混合料体积设计法概念沥青混合料体积设计法概念 马歇尔法的缺点 马歇尔法的缺点 不能精确判别不同交通量对沥青混合料技术指不能精确判别不同交通量对沥青混合料技术指 标的要求 只把交通量分成轻 中 重三种 标的要求 只把交通量分成轻 中 重三种 并以不同击实次数来模拟 并以不同击实次数来模拟 与路面结构设计不挂钩 与路面结构设计不挂钩 不能预防路面早期破坏 不能预防路面早期破坏 不适用于大粒径沥青混合料 不适用于大粒径沥青混合料 不适用于开级配沥青混合料 不适用于开级配沥青混合料 试件成型方法不能模拟行车压实试件成型方法不能模拟行车压实 朱云升朱云
9、升 11 概概 述述 2 Superpave2 Superpave沥青混合料体积设计法概念沥青混合料体积设计法概念 SuperpaveSuperpave体积设计法特点 体积设计法特点 选择沥青结合料等级时与路面最高设计温度和选择沥青结合料等级时与路面最高设计温度和 最低设计温度联系起来 考虑高温稳定性 低最低设计温度联系起来 考虑高温稳定性 低 温抗裂性并控制疲劳开裂 温抗裂性并控制疲劳开裂 集料级配采用控制点和禁区来优选试验级配 集料级配采用控制点和禁区来优选试验级配 沥青混合料采用短期老化模拟拌和与摊铺压实沥青混合料采用短期老化模拟拌和与摊铺压实 过程中的老化 采用长期老化模拟路面使用过过
10、程中的老化 采用长期老化模拟路面使用过 程中的老化程中的老化 历混合料试件采用旋转压实成型 历混合料试件采用旋转压实成型 根据气候条件和交通量资料选择旋转压实次数根据气候条件和交通量资料选择旋转压实次数 进行一系列与路面性能相关的检验 永久变形 进行一系列与路面性能相关的检验 永久变形 疲劳 低温开裂 疲劳 低温开裂 朱云升朱云升 12 概概 述述 2 Superpave2 Superpave沥青混合料体积设计法概念沥青混合料体积设计法概念 SuperpaveSuperpave体积设计法精华 体积设计法精华 集料级配 提出了控制点和禁区 集料级配 提出了控制点和禁区 沥青混合料体积法设计标准
11、沥青混合料体积法设计标准 集料采用有效密度 考虑集料吸入沥青的实际集料采用有效密度 考虑集料吸入沥青的实际 情况 提出有效沥青概念 以空隙率情况 提出有效沥青概念 以空隙率4 4 为设 为设 计标准 以减轻老化 提高路面耐久性 计标准 以减轻老化 提高路面耐久性 水损害试验及车辙 疲劳开裂 低温开裂的制水损害试验及车辙 疲劳开裂 低温开裂的制 样标准以空隙率样标准以空隙率7 7 为准 相当于新路质量验收 为准 相当于新路质量验收 标准 以控制路面早期损坏 标准 以控制路面早期损坏 朱云升朱云升 13 沥 青 混 合 料 体 积 设 计 法 沥 青 混 合 料 体 积 设 计 法 1 1 体积定
12、义和标准体积定义和标准 四相体积定义 四相体积定义 空隙率 空隙率 VaVa 沥青裹覆集料间的空隙百分率 沥青裹覆集料间的空隙百分率 矿料间隙率 矿料间隙率 VMAVMA 混合料内部矿料以外体积 混合料内部矿料以外体积 百分率百分率 吸入沥青体积 吸入沥青体积 VbaVba 吸入集料内的沥青体积 吸入集料内的沥青体积 百分率百分率 沥青含量 沥青含量 PbPb 沥青质量占沥青混合料总质量 沥青质量占沥青混合料总质量 百分率百分率 沥青填隙率 沥青填隙率 VFAVFA VMAVMA中沥青占据的体积中沥青占据的体积 有效沥青体积 有效沥青体积 VbeVbe 没有被集料吸入的 没有被集料吸入的 沥青
13、体积沥青体积 朱云升朱云升 14 沥 青 混 合 料 体 积 设 计 法 沥 青 混 合 料 体 积 设 计 法 沥青混合料四相体积组成 沥青混合料四相体积组成 朱云升朱云升 15 沥 青 混 合 料 体 积 设 计 法 沥 青 混 合 料 体 积 设 计 法 1 1 体积定义和标准体积定义和标准 体积标准 体积标准 1 1 压实度 压实度 N N设计 设计 0 96Gmm0 96Gmm N N初始 初始 0 89Gmm0 89Gmm N N最大 最大 0 98Gmm0 98Gmm 2 2 空隙率 空隙率VaVa 所有等级设计空隙率 所有等级设计空隙率4 4 3 3 矿料间隙率 矿料间隙率VM
14、AVMA 4 4 沥青填隙率 沥青填隙率 5 5 粉胶比 一般 粉胶比 一般0 60 6 1 21 2 如果级配通过禁区下 如果级配通过禁区下 方 增加到方 增加到0 80 8 1 61 6 如果 如果2 36mm2 36mm或或4 75m4 75m在最大密度线以上 粉胶在最大密度线以上 粉胶 比比 1 41 4 级配通过或低于最大密度线 则粉 级配通过或低于最大密度线 则粉 胶比胶比 1 61 6 朱云升朱云升 16 沥 青 混 合 料 体 积 设 计 法 沥 青 混 合 料 体 积 设 计 法 1 1 体积定义和标准体积定义和标准 设计设计 ESALsESALs 10106 6 要求密度要
15、求密度 最大理论密度 最大理论密度 最小矿料间隙率 最小矿料间隙率 最小沥最小沥 青填隙青填隙 率 率 粉胶粉胶 比比 最大公称尺寸 最大公称尺寸 mmmm N N初始 初始 N N设 设 计计 N N最大 最大 3737 2525 1919 12 512 5 9 59 5 0 30 3 91 591 5 9696 9898 1111 1212 1313 1414 1515 7070 8080 0 60 6 1 21 2 0 30 3 3 3 90 590 5 6565 7878 3 3 1010 8989 6565 7575 1010 3030 3030 朱云升朱云升 17 沥 青 混 合
16、料 体 积 设 计 法 沥 青 混 合 料 体 积 设 计 法 2 2 体积设计方法概要体积设计方法概要 1 1 选择材料 满足环境与交通量要求的沥青和集 选择材料 满足环境与交通量要求的沥青和集 料 测定集料毛体积密度和沥青相对密度 料 测定集料毛体积密度和沥青相对密度 2 2 选择设计集料级配 选择 选择设计集料级配 选择1 1 3 3种级配 每种级种级配 每种级 配试算初始沥青用量成型试件 测定体积指配试算初始沥青用量成型试件 测定体积指 标 选择一种级配 类似目标配合比设计 标 选择一种级配 类似目标配合比设计 3 3 设计沥青用量确定 用估算沥青用量 设计沥青用量确定 用估算沥青用量 0 50 5 1 1 四种沥青用量成型试件测定体 四种沥青用量成型试件测定体 积指标选择设计沥青用量 类似生产配合比 积指标选择设计沥青用量 类似生产配合比 4 4 评价水敏感性 评价水敏感性 设计步骤 设计步骤 朱云升朱云升 18 沥 青 混 合 料 体 积 设 计 法 沥 青 混 合 料 体 积 设 计 法 2 2 体积设计方法概要体积设计方法概要 仅需一台仅需一台SHRPSHRP旋转压实仪
