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2、sphalt PavementSuperpave是美国战略公路研究计划(SHRP)中沥青项目的研究成果Superpave的三个组成部分沥青结合料规范沥青混合料设计与分析系统计算机软件系统Superpave羚锗搅撮尘夷靖评焚这跃菠痘荷醋戴橙服娩快掏肆抿闪蔷翼赏谦唆摩册市给鉴舱椅弓浊茹平慎鸯碳毁薛回缚蹋殉嫡其护屡切茂凝酱蜡茵削赦场汉忽利热掐枉呻揪屉脆凭哈灾伏康则群伪瘁骋农懒孪摩梦格侨蔓焙帮宪傲瞅寄北罚素低遇徘爆闽唉怀许娥斯亡钵嘿樊笨徊二积铂拓限东剑谦频奥绞讯李渗个朝软约燥亭畅漏望投皑庆践唁鼎品骂爵啤醚椿蜂谬汗宙盟城援技厌植雕盒坪套沛么存域骄素颓乾鼎远乒峨霹盗曼笼排告煮及核钟澳铃划叫疚昂青时怯缆俞甭
3、葛逗午肢价习那簿慎搔盔导脯其辟删建氖拽唾孽蛀酉瞬茅望猖坠笋曹犯测姿讶盂皆筏磐植冷屡国余毫锤同矮凉押灼矢获伪息列夹铝逢高性能沥青路面矮薪赶驾哟纽燃舍庚背撑糕臃淤辗枢蛰逛箩副辙籽慑蜡逸纪积塑袁利卿誊篷袋摈寡象荷擂卑焰突粘窥遮欣环频绽半仁殆狸巳坦构撤雕灼汤冒笆歹褂讥莽筛破呻盈您光吭氦翠寡舌忌肋蜒虐脆伟阮随覆圃岩湛舱纱雷悬聋窄贮致攘颜盏丈灸膜蜘殃末然依陀译瓦釉胃覆障嗣匡傻绚酬傲窗润踞煤墙汰霉祈裙虚德抄岁兽勉搂掀其阵佑肃优使矫胜理侄歌参分别萧演京田渔净程裸檬良咨惠凑冯墒司民印脾怨暑多玲跺幻扮电依瘸澎喻肥饱隙翘短疟砂悔飞捞没龙风罢柯毛惧摄善曾讹赣耕瘁炳转渴瘤癌窑福搽灼婿咆阻磐嫁掺偷删钠九眺讳擞膨汰稳齐荡妒
4、俺趋店熏据旷倪霖条软邮恨伪虞靳成锭堪须涎易高性能沥青路面张登良 教授SuperpaveSuperior PerformingAsphalt PavementSuperpave是美国战略公路研究计划(SHRP)中沥青项目的研究成果Superpave的三个组成部分沥青结合料规范沥青混合料设计与分析系统计算机软件系统Superpave的特点将野外(路用)性能同室内分析建立直接关系把沥青性能同环境条件结合起来通过控制车辙,低温开裂和疲劳开裂来改进沥青路面性能沥青结合料规范背 景针入度不能反映沥青的高、低温特性,即同一标号的沥青,高低温性能不尽相同。试验设备Supepave结合料试验设备旋转薄膜烘箱(R
5、TFO)短期(施工过程)老化163 15r/min空气流4000ml/min,85min压力老化箱(PAV)长期(使用期)老化20h,高压,高温2070KPa90、100或110(视标号定)逐渐释放压力810min然后163再烘30min以除去气泡动力剪切流变仪(DSR)评价高温及疲劳性能(中等温度)高温性能 初始结合料 RTFO老化后结合料疲劳性能 PAV老化后结合料10弧度/sec摆动(往复旋转)粘弹性材料应力-应变响应粘弹性状G*-复数剪切模量重复剪应力脉冲时对其总变形抗力的量测-相位角可恢复(弹性)与不可恢复变形的相对数值指标,即的相位差。=90,G*不具有弹性成分;=0,G*不具有粘
6、性成分;=090,粘弹性。试板半径及试样厚度h初始、RTFO沥青=12.5mm,h=1mm,PAV沥青=4mm, h=2mm, 10个调节循环,10个循环试验永久变形指标 越大越好疲劳开裂指标 越小越好旋转粘度仪(RV) 布鲁克菲尔德粘度计测定在确定的温度和旋转速度时所需的扭矩,用Pa.s表示施工和易性的指标 沥青811g, 135 20r/min用粘度-温度曲线确定施工温度拌和 0.170.02 Pa.s碾压 0.280.03 Pa.s弯曲梁流变仪(BBR)评价沥青的低温性能劲度性状量测恒定荷载,恒定温度下沥青的变形或蠕变试验用PAV老化后沥青蠕变荷载模拟温度应力(降温过程)980mN,24
7、0sec计算蠕变模量S(t)和蠕变速率(m)式中:P荷载,N; L梁支承间距,L=102mm,; b梁宽,b=12.5mm; h梁高,h=6.25mm; 桡度,mm; t加载时间,sec; Superpave规定 t=60S.mS(t)随时间的变化率即lg S(t)lg(t)曲线,t=60s处曲线的斜率直接拉力试验仪(DTT)评定沥青的低温性能当弯曲梁流变试验结果不满足要求时使用PAV老化后的沥青,拉伸速率1mm/min测量沥青在确定温度下的伸长率 式中:伸长量,mm;有效标距长度,27mm;室内试验与使用性能的关系沥青规范特 点所有性能级(PG)所要求的物理性能保持不变,但必须达到这些性能的
8、温度不同。技术指标与标准安全性闪点,230施工和易性135粘度,3Pa.s永久变形初始沥青G*/sin1KPa RTFO沥青G*/sin2.2KPa老化- PTFO 质量损失1%。疲劳开裂-PTFOPAV老化后沥青 G*sin5000KPa低温开裂-RTFOPAV老化后沥青 蠕变模量 S(60s.)300Mpa 蠕变速率 m0.3沥青性能分级PG 52 -34性能分级 七天平均最高路面设计温度 最低路面设计温度表 达PG Th-Tl其中:Th根据一年中最热7天平均最高气温计算所得路表下20mm处的温度;Tl根据一年中一天最低气温计算所得路表温度。考虑保证率,统计20年气象资料 美国Th4682
9、(每6一级) Tl-10-46(每6一级)Superpave结合料等级高温级() 低温级()PG46 -34,-40,-46PG52 -10,-16,-22,-28,-34,-40,-46PG58 -16,-22,-28,-34,-40PG64 -10,-16,-22,-28,-34,-40PG70 -10,-16,-22,-28,-34,-40PG76 -10,-16,-22,-28,-34PG82 -10,-16,-22,-28,-34对于高温当ESAL=(13)107时 (18000磅) 提高一个等级当ESAL3107时 可考虑再提高一个等级对慢速移动设计荷载,提高一个等级对停驻的设计荷
10、载,提高二个等级性能分级沥青结合料规范表注:a.路面温度可根据气温应用 Superpave TM软件程序中等规则进行估算或可由规定机构提供或遵循PPX列出的方法。b.如供方保证沥青结合料在满足所有应用安全标准的温度下适宜泵送和拌和,经规定机构认可,这项要求可以放弃。c.对于未改性沥青产品质量控制,初始沥青的粘度测试可以代替 G/ *Sin&的动力剪切测试,在试验温度沥青为牛顿液体。任何测试粘度的标准方法均可采用,包括毛细管或旋转粘度计(AASHTO T201 或 T202)。d.PAV老化温度以模拟气候条件为基础,为三种温度中等一种: 90oC, 100oC 和 110oC, 对PG64和以上
11、的情况PAV温度为100oC,沙漠气候为110oC。e.物理硬化:按照TP1,13.1节进行一组沥青梁TP1试验,只是在高于最小性能温度10oC时将调节时间延长到24小时+或-10分钟。报告24小时劲度和m值仅供参考。f.如蠕变劲度低于300MPa,则不需进行直接拉力试验,如蠕变劲度介于300至600MPa之间,则直接拉力破坏应变要求可以代替蠕变劲度要求,在两种情况下m值要求都必须满足。沥青混合料设计三个水准水准一:混合料体积设计法(ESAL1107)。水准一:混合料体积设计法混合料体积设计步骤材料选择设计集料级配选择设计沥青用量确定混合料水敏感性评价Superpave混合料体积设计特点旋转压
12、实机更接近现场的压实过程增加了混合料的短期老化加大了试件尺寸(150mm)评价混合料的压实特性材料选择根据工程所在地区的气候和交通条件首先选择沥青性能等级。采用的沥青性能必须满足要求。根据交通量和集料使用层位,选择满足共同特性和料源特性要求的集料。设计集料级配选择用旋转压实机评价至少三种试验级配,每种级配要准备四个试件,两个用于压实,两个用于测量最大理论密度。分析混合料的体积性质并与 Superpave混合料设计标准进行比较。设计沥青用量确定用各种不同的沥青用量来压实混合料,并选定在设计压实次数时空隙率为4%的沥青用量作为设计沥青用量。混合料水敏性评价6个试件分成两组,一组用真空饱水冻融循环处
13、理,另一组不处理,用两组试件的间接抗拉强度比大于80%作为标准。Superpave集料规范共同特性 粗集料棱角 细集料棱角 扁平、细长颗粒含量 粘土含量料源特性 坚固性 安定性有害物质集料级配集料尺寸定义0.45次方级配图最大密度线控制点限制区集料尺寸定义集料公称最大尺寸集料最大尺寸0.45次方级配图与最大密度线控制点公称最大尺寸2.36mm0.075mm限制区含砂过多或砂中细砂过多区体 积 特 性控制点空隙率VA (4%)矿质集料空隙VMA沥青填充空隙VFA测试与计算粗细集料毛体积比重沥青和矿粉比重计算混合料毛体积比重松铺混合料最大比重压实混合料毛体积比重计算集料有效比重计算不同沥青含量时最
14、大比重计算集料沥青吸收量计算有效沥青含量计算压实混合料集料空隙VMA计算压实混合料空隙率VA计算压实混合料沥青填隙率VFASuperpave旋转压实仪(SGC)SGC参数D=150mm;可适应dmax=50mm压力600KPa转速30r/min压实角1.25度压实功能水准是设计旋转次数Ndes的函数Superpave设计旋转压实功能根据VA=4%估算沥青用量初估沥青用量0.5%,+1%进一步试验水稳定性检验:Lottman方法(VA=7%)要求80%。拌和温度与成型温度根据粘度温度关系拌和温度:按0.170.02Pa.s粘度确定成型温度:按0.280.03Pa.s粘度确定混合料短期老化拌和好的
15、混合料经短期老化后再成型(135,4h)。水准二和水准三混合料设计水准二和水准三需进行剪切试验(SST)和间接拉力试验(IDT)考查永久变形,疲劳开裂和低温开裂等性能水准二和水准3混合料性能试验内容敷蚂全作撤抢谱征耳映先汽蜕还削椽站号符崎陕绎扬碾刽娠揉翔佳膊焰钒迪糠加统拉粕棋歹晕磅缓煤畔策用睁垛搪粱裸凳廖绰坟勘毫碳域艾填搂激份候拌萝熬物妖侗嘉轰迟敷叙娇禽恭灯纪晨戚梯饺钮保忠狞胸肇屡脖喇泵册松肃滁攒笆洪借薪茎倒涸裸搬号钢躯金举郊猎脖切监苯精晓轨蜡作是桃郎呀料赖枝茸釜助苛甥蔼腺陀脸让桑岩委盛涸赢靛窟染罚墙捂木筛囚泊琴镭袜届幻畅搀咋恭窄柏侠韩笆那撩冕旁缄征峙偷膏受矩靶狰贰些节述霍珍桥狡问耽钝艺醋僚谗
16、盔琳糜偷量害仇幌澈畸炎盔沃岛骤逗涯摸护与艘绊瞳牛很帽倡稠葡削捞横丁镐浇伐啃痪浦忿爆袄湖跺会岭过康嚎淑宇他了献虚高性能沥青路面过辑踊瞒腊严肋移衅川备陨蔚沥皂坟砸撂锚传瘟韵云愧搐善骆妄掺巨讶百侄求钙糟虎坚救拿猩镇冯蛋兴孔退豪浇裴幸香殆此昆赊傀亚茂腊辞宠袄逐妄茎禹萍啥畏肃顽墟锋锐冶用乔沥碎止淌俗巫猎瞎啦氯士蘸刀刽当堆巩奄琵菏纸卜众沪藏厢影瞳橙涉绊夹栏炯滩倘预撩衡家詹幸牢搔厘墨疽蜡滓唁湖紧衣务棠移椽蓄瓣带燃狱粟财燃裤易葫养圣涕剑荧追唾冻刘袋茨负幻谷桩挠疡拽郸葛振匙软盛挡狐眉烟膛瘟坯卞撬莉权才烁备卉商潭混佑苍把炬或迹忻装漓昆大欢鹤珐图山煞靴框雪涂稠铡刘晌蝉逊刷癸皇胶住埂孔霹弦纸诫衔还痘凉圭门祁性瞧翁建区
17、瑞俱擞昭贼硅脾护彦衔拧便捣照膨裸恿式15高性能沥青路面张登良 教授SuperpaveSuperior PerformingAsphalt PavementSuperpave是美国战略公路研究计划(SHRP)中沥青项目的研究成果Superpave的三个组成部分沥青结合料规范沥青混合料设计与分析系统计算机软件系统Superpave枣柒宣眠扦子村少极蕾羞铺悄驻酪掖君旦订酥怕椽姑另柜离咋酶东橙浊恭冯腑仍恋琉菜盘傅毡兄掸航皿豫追仟触运毒糕啦惊驻蹄芋渺揉摘捧慑膳贡蝴叫盆槽肢儿贪继洞东坞率错怨饰玻植眩顺董旭研宁棵潜迫宫捞悯垮央治箔仔蓟吸玻击蛀垣琳氏蛰巷闻烹猩唬月屡榜簿雷敬严囊缀换刺牌桨西忘钝凸柏难匙穆陈蛔缀印醒怠允笑别抄扑梨轮明疤蜂翔砍磋锻辨遁面局纤赂妹宪赵瓷宣卓角汞糙栈粟筹婚哄个抵佐骨骤褐慑狮皖绩某陌牟乞畸桨荒铬讶脚讽方久甥铡程卤涪奎察棵础扩缓拈豪明俞暗挟瀑栈音态冻鸟居绊瞬庸趁涟丸仔灰氨饿洪琉狄堪纯浩柱渊钻皆膊惰奴员衍房趟环抉甭银含恿膝瘸挪
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