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1、1SBSSBS 改性沥青改性沥青 Superpave20Superpave20 路面施工工法路面施工工法公路运输业的发展，热拌沥青混合料在重交通路面上的应用不断增加，但其使用效果却并不尽如人意。由于交通量的剧增，轮胎气压和轴载的增加，更严格的环境要求，以及新材料层出不穷，许多完全满足现行规范的沥青路面仍发生了车辙和剥落，低温开裂等早期破坏，也就是说现行规范不能完全控制沥青路面的某些早期损坏。Superpave 是一个全新的、内容广泛的沥青混合料设计和分析体系，也是美国公路战略研究计划（SHRP）的一个成果，是开发基于性能的沥青胶结料规范和研究改进混合料设计方法。Superpave 体系的特性是
2、在于试验是在更能体现路面实际服务状况的温度和老化条件下进行的。为切实提高高速公路沥青路面施工质量，推广 superpave 新技术在浙江省内应用，省交通厅要求，在浙北某高速公路首次采用 Superpave 配合比设计方法设计的沥青混合料路面，经过试铺和不断总结提高，施工过程顺利，铺筑好的沥青路面，经交通厅质监局组织的严格检测，各项指标都好于普通改性沥青混凝土路面，满足规范要求。一、工法特点1.Superpave 混合料在设计过程中充分考虑到了气候环境条件和交通量的影响，试件成型采用旋转压实的方法模拟路面的实际施工过程。2.集料级配更趋于嵌挤、密实，高温稳定性好，适于交通量大和抗车辙要求高的公路
3、。3.在施工确保合适空隙率的前提下，抗水害性能和抗疲劳性能也较好。4.Superpave 与传统的 AK 型和 AC 型沥青混合料相比，施工难易程度和工程造价基本相当。二、适用范围二、适用范围同普通沥青混合料设计方法，适用于新建和改建公路的路面各结构层次。三、三、SBSSBS 改性沥青改性沥青 Superpave20Superpave201 设计原理。Superpave 混合料设计系统根据工程所在地的气候和设计交通量，把材料选择与混合料设计都集中在方法中，该方法要求在设计沥青路面时，充分考虑在服务期内温度对路面的影响，要求沥青路面在最高设计温度时能满足高温性能的要求，不产生过2量的车辙；在路面
4、最低设计温度时，能满足低温性能的要求，避免或减少低温开裂；在常温范围内控制疲劳开裂。对于沥青胶结料，采用旋转薄膜烘箱试验来模拟沥青混合料在拌和站与摊铺过程中的老化；采用压力老化容器模拟沥青在路面使用过程中的老化。对于集料，在进行沥青混合料集料级配设计时，采用控制点与限制区的概念来限定、优选试验级配设计。对于沥青混合料试件采用旋转压实仪制备。在试件压实过程中，记录旋转压实次数与试件高度的关系，从而对沥青混合料的体积特性进行评价。2原材料（1）沥青：根据路面服务的气候条件选择胶结料等级。不同胶结料的区别在于，必须满足各自规定的最高和最低路面温度时的规范值，同时根据交通荷载、交通速度调整胶结料等级。
5、（2）集料：根据集料的两大特性选择集料。集料两大特性包括材料的认同特性和料源特性。认同特性包括粗集料的棱角性、细集料的棱角性、扁平细长颗粒含量、和粘土含量四个部分。料源特性包括集料的坚固性、安定性、有害物质。这些特性都是由材料的料源确定的。2 配合比设计（1）根据选定的原材料进行各项密度、筛分、棱角性、针片状、磨耗等原材指标试验。（2）根据级配控制点、限制区控制要求，试配三条粗、中、细级配。原则上三条曲线都应在控制点之内，限制区之外。一般级配曲线都是在限制区下方。Superpave 允许但不建议级配通过限制区上方。（3）试拌合成级配确定之后，根据比例计算集料混合料的合成毛体积密度和合成表观密度
6、。（4）下一步是通过旋转压实仪压实试样和确定每种试拌合成级配的体积特性，进行试拌合成级配的评估。每种级配至少旋转压实两个试样。 用于旋转压实的试拌混合料沥青用量可以用相似材料的经验为基础作估计。如果没有经验，可以通过估计合成级配的有效相对密度和采用下面的计算方法对每个试拌合成级配进行尝试胶结料含量的确定。 合成级配的有效相对密度按下式估算：Gse=Gsb+C*(Gsa-Gsb)C-一般取值 0.8，可以根据设计者的判断调整，吸水性材料可以要求接近 0.6或 0.5 的值。Gse-合成有效相对密度3Gsa-合成表观相对密度Gsb-合成毛体积相对密度)吸收进集料中的沥青胶结料按下式估计：Vba=P
7、s*(1-Va)/(Pb/Gb+Ps/Gse)*(1/Gsb-1/Gse)Vba-吸收的胶结料的体积，cm3/cm3(混合料)Pb-胶结料含量(假定 0.04) Ps-集料的百分数(假定 0.96)Gb-沥青胶结料的相对密度(假定 1.02，或实测)Va-空隙体积（假定 0.04 cm3/cm3混合料）有效胶结料 Vbe体积可以通过下式确定：Vbe=0.081-0.02931*ln(Sn)Sn-集料合成级配的公称最大筛孔尺寸（英寸）最后，初始试拌沥青胶结料(Pbi)的含量可以通过下式计算：Pbi=Gb*(Vbe+Vba)/(Gb*( Vbe+Vba)+Ws)*100%Pbi-胶结料的百分数Ws
8、-集料的质量，g。Ws= Ps*(1-Va)/( Pb/Gb+Ps/Gse)根据上式，试拌沥青用量确定后，采用拌和机拌制混合料，每种级配至少需拌四盘混合料，用于旋转压实成型和最大理论密度试验。试样要在规定的温度下拌和，然后以松散混合料的形式置于烘箱中的平底盘里，放入设为压实温度的烘箱中进行两小时的短期老化，最后取出试样，压实成型试件或允许松散状态冷却进行理论密度试验。进行压实前对旋转压实的试模也放入烘箱中加热。将旋转压实仪的旋转次数设定在设计旋转次数。在混合料两小时老化后马上进行试样成型，试模底下和上面也需垫滤纸，在旋转压实过程中需记录在初始压实次数时和设计压实次数时的高度。达到设计旋转次数后
9、旋转压实仪自动停止，然后卸下顶盖，脱摸。成型试件要求高度需达到115mm5mm。试样冷却后进行表干法密度检测即可。4对另两盘混合料冷却分散后进行最大理论密度试验，理论密度试验宜采用进口仪器检测。对试拌合成级配的试验结果进行评价。根据试验结果计算每种级配的空隙率、矿料间隙率等。Superpave 混合料体积设计的主要前提就是，每次试拌的沥青胶结料的量要准确，这样才能精确达到在设计旋转次数下，压实度为 96%或者空隙率为 4%。很显然对于三种级配的试拌就不会有这样的结果。由于试样在设计旋转次数下表示出不同的空隙率，其他体积和压实特性就不能完全比较。因此需用另外一个公式确定为达到 4%空隙率的预估胶
10、结料含量、初始压实度、间隙率等其他一些性能指标。然后通过评价选定一个合适的级配。预估公式如下：P预估=Pbi-0.4*(4-Va) P预估-预估胶结料的百分数Pbi-初始（试拌）胶结料百分数Va-在设计旋转次数下的空隙率VMA预估=VMA初始+C*（4.0-Va）VMA初始-对应试拌沥青胶结料量的 VMA。C-恒定（或 0.1 或 0.2）如果 Va 大于 4.0%，C=0.2。如果 Va 小于 4.0%，C=0.1。VFA 预估=100%*（VMA预估-4.0）/VMA预估对于在初始压实次数时的压实度%Gmm预估N初始=%Gmm试验N初始-（4.0-Va）%Gmm试验N初始-试拌初始压实度粉
11、胶比 D.P.=P0.075/Pbe 预估Pbe 预估-有效沥青胶结料含量（以混合料质量的百分数表示）Pbe 预估=（Ps*Gb）*(Gse-Gsb)/(Gse*Gsb)+ Pb 预估（5）在级配选定之后，接下来进行最佳沥青用量的确定。根据选定级配和预估沥青用量，预估沥青用量0.3、预估沥青用量0.5，及+1%。分别进行旋转压实试验和理论密度试验，试验方法如上，根据试验结果绘制沥青用量与各项指标的关系曲线图。根据设计空隙率 4%对应的沥青用量即为最佳沥青用量。从各关系曲线上查的最佳沥青用量对应的各项指标即可。5（6）最佳沥青用量的验证在级配曲线及最佳沥青用量确定之后，接下来进行最大旋转次数压实
12、度的验证，是否符合设计要求。如我们标的设计要求（见表 1）Superpave20Superpave20 技术指标表技术指标表 1 1压实度 (%)混合料类型N 初始N 设计N 最大Sup20899698在符合要求后，接下来根据需要委托进行各项性能指标如：动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂试验。 （7）最后根据规范要求进行马歇尔击实试验验证级配和沥青用量。由于旋转压实的压实功大于马歇尔击实，因此在旋转压实空隙率为 4%时，对应的马歇尔击实空隙率将大于旋转压实空隙率 0.81.2%,即 4.85.2%。对于马歇尔指标要求及 Superpave 指标要求（设计要求）如下表 2，表 3：表表 2 2 Su
13、perpave20Superpave20 技术指标技术指标压实度 (%)混合料类型N 初始N 设计N 最大VMA（%）VFA（%）F/AAASHTO T283(%)Sup208996981365750.61.280注：当级配在禁区下方通过时，粉胶比可取值 0.81.6。表表 3 3 Superpave20Superpave20 混合料马歇尔技术指标混合料马歇尔技术指标沥青混合料类型空隙率（%）稳定度（KN）流值(0.1mm)VFA（%）VMA（%）残留稳定度(%)冻融劈裂强度比(%)Sup2046820506070138580四、施工工艺要点四、施工工艺要点1.下承层检查。在下面层经监理工程师
14、检验合格后方可进行粘层的施工。清扫下面层上的杂物，在施工段落两端设置标志牌，禁止非施工车辆和行人通行。62.洒布粘层油。粘层油采用全电脑自动控制的沥青洒布车喷洒。该车配置计算机控制系统、雷达测速系统和自动加热系统，喷洒均匀，可精确控制洒布量，并能根据施工需要调节洒布宽度。施工前，根据要求的喷洒量设定程序并输入电脑，然后检查洒布车油泵系统，加热使每一个喷头均能自由喷洒。根据现场情况调节喷头高度及喷洒角度，根据路面宽度设置每幅喷洒宽度。调节完成后，沥青洒布车按事先画出的标线前进，接缝要顺直，纵向搭接宽度 1015cm，喷洒不留空白。粘层油的喷洒量为 0.30.6L/m2。粘层油洒布要求一次喷洒均匀
15、。3.沥青混凝土拌和。沥青拌和楼采用生产能力大于 300t/h 的间歇式沥青砼拌和楼，集料用装载机送入拌和楼的冷料仓内，矿粉装入矿粉储存罐内。按照生产配合比，采用电脑自动加入各种集料的数量，沥青加热温度控制在 160165，集料加热温度控制在190220，混合料出料温度控制 170185，出料温度超过 195则予以废弃，出场时设专人检测混合料外观及出厂温度，不符合要求的混合料不得出厂。拌和时间不少于50s，干拌时间不少于 5 秒，拌和厂拌和的沥青混合料应均匀一致、无花白料、无结团成块或严重离析现象。4.沥青混合料运输。应根据拌和楼、摊铺机施工能力和混合料运距确定运料车数量，确保运输能力满足施工
16、要求。自卸车装料前要清扫车厢，为防止沥青与车厢板粘结，车厢侧板和底板可涂一薄层乳化沥青，但不得有余液积聚在车厢底部。运输车装料时，采用多次移动车位卸料，并在车厢侧板焊接钢板，以减少粗细料离析，在运输及卸料全过程中覆盖苫布防止温度离析。运输车在途中不得随意停歇，按指定路线进入施工场地。开始摊铺时在施工现场不少于 5 辆运输车等候，运料车倒车时距摊铺机 0.10.3 米时应停止，不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空档，靠摊铺机推动前进。5.沥青混合料摊铺。沥青混合料到达施工现场后，温度应不低于 165。摊铺机在摊铺前，需分二次加热，当熨平板加热到 100以上时，方可进行摊铺，单幅路面采用两台 ABG423 摊铺机进行摊铺，前后相距 1020 米。摊铺机找平采用两台（每台摊铺机各一台）非接触式平衡梁。摊铺机初起前 20 米采用 11.5 米/分钟速度摊铺，当运行到正常后，速度
