| 一、Superpave沥青胶结料PG分级 Superpave沥青路面技术的要点之一是建立了一套全新的沥青胶结料试验方法和沥青胶结料性能标准,这些性能标准同路用性能有机地结合起来。 Superpave沥青胶结料采用PG等级评定沥青,是对路用沥青生产和应用的一场。一个工程项目中选择AH-70还是AH-90,主要是依据经验和专家咨询的结果,没有一个科学而有效的量化标准;同样在同一技术标准(例AH-70)中的不同品牌沥青中无法做出最合理的选择,SHRP对沥青进行PG等级划分有效地解决了这些问题。但在引进SHRP沥青PG等级时必须深刻地认识到PG等级要求是依据美国的气候和交通条件得出的,必须把它同我国的具体情况相结合。事实上美国在采用PG等级时,正常情况下仅依据交通量和气候条件选定PG沥青,在收费处或重要的路段则提高一个等级,目前在重要路段如重车多且行驶速度较慢的路段,通常将沥青的高温等级提高了2个等级。对于沥青的PG等级,目前需要做的首要工作是要确定夏季高温时路面的实际温度,同时由于我国的交通轴载(100KN)比美国的轴载(80KN)要大,因此在目前的情况下,建议沥青的高温等级通常要提高一个等级,车流量大且重载比例高的路段应提高2~3个沥青高温等级。 二、Superpave集料标准及级配组成 Superpave将集料性能分为二类:一类是全国强制性标准即集料共性:粗集料棱角性、细集料棱角性、针片状含量和砂当量;另一类是地区性标准即料源特性:洛杉矶磨耗值、坚固性和有害杂质含量。 Superpave集料级配的控制要求完全不同于我国沥青路面技术规范的级配范围,主要采用控制点和区来初选级配。控制点的作用主要是避免偏粗、偏细集料的含量过多或过少,一般来说,在控制点范围内的级配由于各种粒径的集料比例合适,在施工中不容易产生离析。区的意义是:一般通过禁区的级配混合料在施工过程中容易产生推移现象,而不易压实,且在路面使用过程中抵抗变形能力较差,同时这种级配的混合料对沥青用量敏感,抗塑性差。 Superpave沥青混合料设计中首先根据交通量的大小选择混合料的压实次数,并依据控制点和禁区来初选粗中细三种级配,再依据旋转压实试验结果来选择级配,然后以40%作为混合料的设计空隙率确定沥青用量。Superpave沥青混合料设计根据不同的交通量来确定混合料设计时的室内压实功,这一点是值得采纳的。三、Superpave沥青混合料体积性质指标 在我国马歇尔沥青混合料设计中,主要依据级配范围确定级配。以前在实际试验过程中,试验人员的主要任务仅仅是确定级配用油量,没有进行级配的比较和选择。有人认为Superpave仅仅依据空隙率来确定用油量,这是完全不对的。事实上Superpave虽然最终确定的用油量是根据一定次数的旋转压实下试件空隙率4%时对应的沥青用量,但它同时必须保持压实混合料在4%空隙率时,VMA、VFA、粉胶比满足要求,而且初始压实度和最终压实度满足要求。1、空隙率 Superpave规定沥青混合料在设计旋转压实次数时空隙率为4%,对应的沥青用量为最佳沥青油量,这是根据实践和经验得出的。因为一个沥青混合料目标配合比设计空隙率为4%,在路面压实度保证不低于室内压实度的97%时,一般能保证路面的实际空隙率小于7%,同时在实际施工中路面的空隙率一般都能保证大于3%,因此确定设计空隙率为4%是合理的。空隙率是依据试件的密度和混合料的最大理论密度计算得来的。测定试件的密度,我国规范中有水中重法、蜡封法、表干法和体积法。在Superpave沥青混合料设计中采用表干法,它是合理的。4%空隙率的Superpave沥青混合料试件一般吸水率都小于0.5%,因此,采用表干法测定试件密度是合理的。另外表干法可以进行重复试验。 2、矿料间隙率(VMA) 矿料间隙率(NMA)是Superpave沥青混合料体积设计中的重要指标,适当的矿料间隙率能保证沥青路面有足够的沥青以保证路面具有良好的耐久性,又有足够的空隙率以保证良好的高温稳定性。矿料间隙率过大时为了保证合适的空隙率,势必加入过多的沥青从而造成沥青路面高温稳定性差,矿料间隙率过小造成沥青用量过少而混合料耐久性较差、抗疲劳能力差、使用寿命短。 Superpave设计体系中现对矿料间隙率已有明确上、下值规定,VMA在选择级配和确定沥青用量起着一个非常重要的作用,如果一个混合料级配对应的四个用油量VMA存在最小值的凹型曲线,这样的混合料对沥青用量敏感性较小,有利于施工现场控制和质量保证。选择最佳沥青用量48%是合理的。 3、沥青填隙率(VFA) 在试验中发现Superpave沥青混合料用马歇尔击实仪击实得到的VFA与我国规范相比都偏低,小于70%,因此在我国高速公路中,特别是上面层很有必要将VFA填隙率指标降低。 |