Superpave是Superior Performing Asphalt Pavement的缩写。
一、沥青胶结料规范
Superpave设计体系提出沥青胶结料规范,通过模拟胶结料寿命期三个重要阶段进行沥青胶结料试验:
①第一阶段(未老化):采用原样沥青进行试验,以模拟沥青胶结料的运输、储存和装卸阶段。
②第二阶段(短期老化):采用旋转薄膜烘箱老化后的试样进行试验,以模拟在沥青混合料拌和、摊铺过程中的沥青老化过程。
③第三阶段(长期老化):采用压力老化箱老化后的试样进行试验,以模拟沥青路面层混合料中胶结料的长期服役老化。
二、胶结料性能等级(PG等级)
PG分级方法改变了在固定温度下进行性能测试,而是将性能值固定不变,确定沥青适合的服役温度区间。
三、Superpave混合料设计
1、原材料的选择
①沥青的选择
根据现场环境特点和交通量的实际情况,进行沥青胶结料PG等级的选择。
例如某工程SUP-20选用的70号A级普通道路石油沥青PG分级:PG 64-22 表示64~-22℃温度范围内,具有足够的物理特性以保证良好的路用性能。
②集料的选择
认同特性:粗、细集料棱角性,扁平与细长颗粒含量,粘土含量。
料源特性:坚固性、安定性、有害物质。
2、Superpave混合料设计
①采用控制点和级配限制区控制。A.控制点:保证各种粒径的集料比例合适,不出现离析。B.级配限制区:为了限制砂的用量;为了提供足够的VMA;通过限制区的级配容易推移,抗变形能力低,不易压实。
②Superpave级配是骨架嵌挤密实结构,混合料粗集料多,细集料少,对原材料粗细集料的破碎需求和棱角性要求高,通过集料内摩阻力使得混合料具有良好的抵抗变形的能力。
③Superpave混合料设计,首先要根据交通量选择旋转压实次数,根据控制点和限制区选择粗中细三种级配,再根据旋转压实试验结果来选择级配,以设计空隙率来确定沥青用量。
④Superpave沥青混合料设计采用旋转压实设计法,取决于所设计路面的交通量大小及应用环境,采用SGC压实试件,根据体积设计要求确定沥青用量。
四、Superpave施工工艺
1、Superpave沥青混合料施工工艺与普通沥青混合料在拌和、运输、摊铺、碾压等过程中的施工工艺区别不大。
2、Superpave沥青混合料施工工艺与普通沥青混合料施工工艺主要区别在于Superpave更加注重胶轮压路机碾压的过程(适合嵌挤型混合料碾压,压实效果好,可封闭表面孔隙,提高密水性能)。
3、Superpave沥青混合料不易碾压原因:①Superpave设计的混合料破碎颗粒含量高,②旋转压实设计法比马歇尔设计法得出的最佳沥青用量相对低(碾压需要增加压实功)。
典型碾压组合:钢轮静压1遍 → 钢轮振2遍 → 胶轮碾压3~5遍 → 钢轮收光1~2遍
4、不稳定区:Superpave设计的混合料在温度93~115℃可能出现一个不稳定区,在这个温度范围内是不稳定的,不能获得足够的压实,但在这个温度范围以上或以下可以获得满意的压实效果。
①在混合料冷却到不稳定区前获得最佳密度(增加压路机数量,提高压实效率)。
②在不稳定区以上使用振动钢轮压路机初碾,接着用胶轮压路机可以在不稳定区碾压,终碾可在混合料冷却到不稳定区以下进行。