交流材料之一交流材料之一交流材料之一交流材料之一AASHTO路面结构设计和典型结构路面结构设计和典型结构2024/9/162024/9/161 11.1 1.1 现行现行现行现行AASHTOAASHTO路面设计方法的发展路面设计方法的发展路面设计方法的发展路面设计方法的发展1. AASHTO1. AASHTO路面设计指南路面设计指南路面设计指南路面设计指南n nAASHOAASHO试验路试验路试验路试验路时间时间时间时间: 50: 50年代年代年代年代地点地点地点地点: Ottawa, Illinois: Ottawa, Illinoisn nAASHO AASHO 试验路的主要成果试验路的主要成果试验路的主要成果试验路的主要成果提出了服务能力提出了服务能力提出了服务能力提出了服务能力PSIPSI的概念的概念的概念的概念提出了提出了提出了提出了ESALESAL的概念的概念的概念的概念提出了结构数提出了结构数提出了结构数提出了结构数(SN) (SN) 的概念的概念的概念的概念提出了简化的设计回归方程提出了简化的设计回归方程提出了简化的设计回归方程提出了简化的设计回归方程2024/9/162024/9/162 2n nAASHTO AASHTO 柔性路面设计公式柔性路面设计公式柔性路面设计公式柔性路面设计公式 1972197219861986和和和和199319932024/9/162024/9/163 3n nAASHTOAASHTO设计方法的应用现状设计方法的应用现状设计方法的应用现状设计方法的应用现状设计方法设计方法设计方法设计方法采用的州采用的州采用的州采用的州1972 AASHTO1972 AASHTO方法方法3 31986 AASHTO1986 AASHTO方法方法2 21993 AASHTO1993 AASHTO方法方法2626本州和本州和AASHTOAASHTO结合结合1717数据来源：美国联邦公路局数据来源：美国联邦公路局M-E路面设计讲座路面设计讲座2024/9/162024/9/164 41.2 1.2 现行现行现行现行AASHTOAASHTO路面设计方法的缺陷路面设计方法的缺陷路面设计方法的缺陷路面设计方法的缺陷n n设计方法只适合于和设计方法只适合于和设计方法只适合于和设计方法只适合于和AASHOAASHO试验路相同的条件：试验路相同的条件：试验路相同的条件：试验路相同的条件：一种气候条件，新路的修建一种气候条件，新路的修建一种气候条件，新路的修建一种气候条件，新路的修建两年观测数据，两年观测数据，两年观测数据，两年观测数据，ESALsESALs不超过不超过不超过不超过2 2百万百万百万百万5050年代的车辆，材料和施工条件年代的车辆，材料和施工条件年代的车辆，材料和施工条件年代的车辆，材料和施工条件n nESALsESALs的换算标准采用的换算标准采用的换算标准采用的换算标准采用PSIPSI，无法采用，无法采用，无法采用，无法采用ESALsESALs可靠地可靠地可靠地可靠地预测路面的损坏如车辙，疲劳开裂，错台等预测路面的损坏如车辙，疲劳开裂，错台等预测路面的损坏如车辙，疲劳开裂，错台等预测路面的损坏如车辙，疲劳开裂，错台等. .2024/9/162024/9/165 52.1 2002 2.1 2002 路面设计指南的提出路面设计指南的提出路面设计指南的提出路面设计指南的提出2. 2002 2. 2002 路面设计指南路面设计指南路面设计指南路面设计指南n nNCHRP 1-37ANCHRP 1-37A目的：研究新的力学目的：研究新的力学目的：研究新的力学目的：研究新的力学- -经验路面设计方法经验路面设计方法经验路面设计方法经验路面设计方法主要研究单位：主要研究单位：主要研究单位：主要研究单位：ERESERES，亚利桑那州立大学，亚利桑那州立大学，亚利桑那州立大学，亚利桑那州立大学研究期限：研究期限：研究期限：研究期限： 1996-2002/20041996-2002/2004n n配套的研究课题配套的研究课题配套的研究课题配套的研究课题NCHRP 1-39NCHRP 1-39： 交通数据收集，分析和预测交通数据收集，分析和预测交通数据收集，分析和预测交通数据收集，分析和预测NCHRP 1-40NCHRP 1-40： 应用应用应用应用NCHRP 1-41NCHRP 1-41：反射裂缝：反射裂缝：反射裂缝：反射裂缝NCHRP 1-42NCHRP 1-42：Top-Down Top-Down 裂缝裂缝裂缝裂缝NCHRP 9-30ANCHRP 9-30A： 沥青混合料模型校正沥青混合料模型校正沥青混合料模型校正沥青混合料模型校正Top-Down Top-Down 裂缝裂缝裂缝裂缝2024/9/162024/9/166 6n nNCHRP 1-37ANCHRP 1-37A最终成果最终成果最终成果最终成果超过超过超过超过10001000页的研究报告页的研究报告页的研究报告页的研究报告2002 2002 路面设计分析软件路面设计分析软件路面设计分析软件路面设计分析软件2024/9/162024/9/167 7n nFHWAFHWA新指南推广新指南推广新指南推广新指南推广2002 Design Guide2002 Design GuideM-E Design GuideM-E Design GuideNCHRP 1-37A GuideNCHRP 1-37A Guiden n参加的参加的参加的参加的1414个州个州个州个州TexasMontanaUtahIdahoCaliforniaNevadaArizonaOregonIowaColoradoWyomingKansasNew MexicoMinnesotaIllinoisOhioNebraskaMissouriFloridaGeorgiaOklahomaWashing2024/9/162024/9/168 82.2 AASHTO 19932.2 AASHTO 1993和和和和2002 2002 路面设计指南的差异路面设计指南的差异路面设计指南的差异路面设计指南的差异n n19931993指南：单一的水平指南：单一的水平指南：单一的水平指南：单一的水平 n n2002 2002 指南：指南：指南：指南： 按数据精度分成三种水平按数据精度分成三种水平按数据精度分成三种水平按数据精度分成三种水平水平一水平一水平一水平一 具体项目，实测，精度最高具体项目，实测，精度最高具体项目，实测，精度最高具体项目，实测，精度最高水平二水平二水平二水平二 按公式定，相当于按公式定，相当于按公式定，相当于按公式定，相当于19931993的精度水平的精度水平的精度水平的精度水平水平三水平三水平三水平三 地区平均值，精度最差地区平均值，精度最差地区平均值，精度最差地区平均值，精度最差(1)(1)设计输入参数水平设计输入参数水平设计输入参数水平设计输入参数水平2024/9/162024/9/169 9n n19931993指南：季节性路基模量和排水参数指南：季节性路基模量和排水参数指南：季节性路基模量和排水参数指南：季节性路基模量和排水参数n n2002 2002 指南：指南：指南：指南：EICMEICM产生产生公路气候有关的参公路气候有关的参公路气候有关的参公路气候有关的参数数数数，如，如热参数，风速，大气温度，地下水位，热参数，风速，大气温度，地下水位，热参数，风速，大气温度，地下水位，热参数，风速，大气温度，地下水位，太阳辐射，降水量太阳辐射，降水量太阳辐射，降水量太阳辐射，降水量，路面厚度，路面厚度预测每小时路面温度变化预测每小时路面温度变化预测含水量变化和冻融变化预测含水量变化和冻融变化对材料模量进行修正对材料模量进行修正(2)(2)气候参数气候参数气候参数气候参数注：注：注：注： EICM EICM 是是是是 Enhanced Integrated Climatic Model Enhanced Integrated Climatic Model 的缩写的缩写的缩写的缩写2024/9/162024/9/161010n n19931993指南：指南：指南：指南： ESALsESALs ( (按服务能力换算按服务能力换算按服务能力换算按服务能力换算) )n n2002 2002 指南：指南：指南：指南： 轴载谱数据轴载谱数据轴载谱数据轴载谱数据货车货车货车货车 分类分类分类分类 ：FHWA 13FHWA 13中中中中413413类类类类 交通交通交通交通 量量量量 ： AADTAADT，AADTT, AADTT, 增长增长增长增长率率交通分布交通分布交通分布交通分布：每月：每月，每每小时小时小时小时，卡车类型卡车类型卡车类型卡车类型轴载轴载轴载轴载特征特征：轮压，轴距，类型，轴重及分：轮压，轴距，类型，轴重及分布布轮迹侧向轮迹侧向：分布：分布(3) (3) 交通设计参数交通设计参数交通设计参数交通设计参数2024/9/162024/9/161111参数输入水平参数输入水平参数输入水平参数输入水平：水平一水平一水平一水平一 按具体路面的按具体路面的按具体路面的按具体路面的WIMWIM数据计算数据计算数据计算数据计算水平二水平二水平二水平二 根据地区平均数据根据地区平均数据根据地区平均数据根据地区平均数据或路面附近的交通量确定或路面附近的交通量确定或路面附近的交通量确定或路面附近的交通量确定水平三水平三水平三水平三 地区平均值地区平均值地区平均值地区平均值2024/9/162024/9/161212n n19931993指南：回弹模量和地基反应模量指南：回弹模量和地基反应模量指南：回弹模量和地基反应模量指南：回弹模量和地基反应模量n n2002 2002 指南：指南：指南：指南： 沥青路面沥青路面沥青路面沥青路面：统一的非线性回弹模量模型：统一的非线性回弹模量模型：统一的非线性回弹模量模型：统一的非线性回弹模量模型水泥路面水泥路面水泥路面水泥路面：每月按相同路表弯沉换算成：每月按相同路表弯沉换算成：每月按相同路表弯沉换算成：每月按相同路表弯沉换算成K K路基和路基和碎砾石材料碎砾石材料碎砾石材料碎砾石材料：随气候变化的回弹模量：随气候变化的回弹模量：随气候变化的回弹模量：随气候变化的回弹模量材料分类材料分类材料分类材料分类：AASHTOAASHTO：筛分，液限，朔性指数：筛分，液限，朔性指数：筛分，液限，朔性指数：筛分，液限，朔性指数USCSUSCS： 颗粒尺寸分布，液限，塑性指数颗粒尺寸分布，液限，塑性指数颗粒尺寸分布，液限，塑性指数颗粒尺寸分布，液限，塑性指数(4) (4) 路基和非结合材料设计参数路基和非结合材料设计参数路基和非结合材料设计参数路基和非结合材料设计参数2024/9/162024/9/161313参数输入三种水平参数输入三种水平水平一水平一 实测实测(按按EICM变化变化)水平二水平二 季节性变化按经验公式计算季节性变化按经验公式计算CBR值值R-值值其它材料参数其它材料参数水平三水平三 按材料按材料分类分类分类分类(AASHTO(AASHTO或或USCS) USCS) 或经验值的年平均，无变化或经验值的年平均，无变化2024/9/162024/9/161414n n19931993指南：结构层系数，排水系数，和间接劈指南：结构层系数，排水系数，和间接劈指南：结构层系数，排水系数，和间接劈指南：结构层系数，排水系数，和间接劈裂试验回弹模量裂试验回弹模量裂试验回弹模量裂试验回弹模量n n2002 2002 指南：指南：指南：指南： 动态模量和泊松比动态模量和泊松比动态模量和泊松比动态模量和泊松比水平一水平一水平一水平一实测实测实测实测水平二水平二水平二水平二根据室内试验公式按沥青混合料参数根据室内试验公式按沥青混合料参数根据室内试验公式按沥青混合料参数根据室内试验公式按沥青混合料参数( (级配，孔空隙类，沥青用量，沥青结级配，孔空隙类，沥青用量，沥青结级配，孔空隙类，沥青用量，沥青结级配，孔空隙类，沥青用量，沥青结合料性能合料性能合料性能合料性能) )水平三水平三水平三水平三经验值或按模型根据沥青标准定经验值或按模型根据沥青标准定经验值或按模型根据沥青标准定经验值或按模型根据沥青标准定(5) (5) 沥青混合料设计参数沥青混合料设计参数沥青混合料设计参数沥青混合料设计参数2024/9/162024/9/161515n n19931993指南指南指南指南：弹性模量，：弹性模量，：弹性模量，：弹性模量，2828天抗弯和抗拉强度天抗弯和抗拉强度天抗弯和抗拉强度天抗弯和抗拉强度n n2002 2002 指南指南指南指南：弹性模量，：弹性模量，：弹性模量，：弹性模量，7 7，1414，2828和和和和9090天抗天抗天抗天抗弯强度和抗拉强度，泊松比，热胀系数，热导系弯强度和抗拉强度，泊松比，热胀系数，热导系弯强度和抗拉强度，泊松比，热胀系数，热导系弯强度和抗拉强度，泊松比，热胀系数，热导系数，收缩系数，热比值单位重量，混合料类型数，收缩系数，热比值单位重量，混合料类型数，收缩系数，热比值单位重量，混合料类型数，收缩系数，热比值单位重量，混合料类型水平一水平一水平一水平一室内实测室内实测室内实测室内实测水平二水平二水平二水平二试验公式计算试验公式计算试验公式计算试验公式计算水平三水平三水平三水平三经验值经验值经验值经验值(6) (6) 水泥混凝土材料设计参数水泥混凝土材料设计参数水泥混凝土材料设计参数水泥混凝土材料设计参数2024/9/162024/9/161616n n19931993指南指南指南指南：总可靠度和总标准差：总可靠度和总标准差：总可靠度和总标准差：总可靠度和总标准差n n2002 2002 指南指南指南指南：不同的路面损坏类型可采用不同的可靠度不同的路面损坏类型可采用不同的可靠度不同的路面损坏类型可采用不同的可靠度不同的路面损坏类型可采用不同的可靠度采用概率设计方法或采用概率设计方法或采用概率设计方法或采用概率设计方法或Monte CarloMonte Carlo模拟模拟模拟模拟精度取决于路面损坏预测模型精度取决于路面损坏预测模型精度取决于路面损坏预测模型精度取决于路面损坏预测模型实测和预测变异性实测和预测变异性实测和预测变异性实测和预测变异性经过经过经过经过LTPPLTPP数据的校正数据的校正数据的校正数据的校正(7) (7) 路面设计可靠度路面设计可靠度路面设计可靠度路面设计可靠度2024/9/162024/9/1617172.3 2002 2.3 2002 路面设计指南的使用性能标准路面设计指南的使用性能标准路面设计指南的使用性能标准路面设计指南的使用性能标准n n末期末期末期末期IRIIRI： 172 172 英寸英寸英寸英寸/ /英里英里英里英里n n路面路面路面路面Top-Down Top-Down 裂缝裂缝裂缝裂缝( (纵向纵向纵向纵向) )： 10001000英尺英尺英尺英尺/ /英里英里英里英里n n路面路面路面路面Bottom-Up Bottom-Up 裂缝裂缝裂缝裂缝( (龟裂龟裂龟裂龟裂) )：25%25%n n路面温度裂缝：路面温度裂缝：路面温度裂缝：路面温度裂缝： 1000 1000 英尺英尺英尺英尺/ /英里英里英里英里 n n稳定材料疲劳裂缝：稳定材料疲劳裂缝：稳定材料疲劳裂缝：稳定材料疲劳裂缝： 25%25%n n路面总永久变形：路面总永久变形：路面总永久变形：路面总永久变形： 0.75 0.75 英寸英寸英寸英寸n n沥青层永久变形：沥青层永久变形：沥青层永久变形：沥青层永久变形： 0.25 0.25 英寸英寸英寸英寸(1) (1) 沥青路面沥青路面沥青路面沥青路面2024/9/162024/9/161818n n末期末期末期末期IRIIRI： 172 172 英寸英寸英寸英寸/ /英里英里英里英里n n横向裂缝横向裂缝横向裂缝横向裂缝( (开裂板开裂板开裂板开裂板%)%)： 1515n n接缝错台：接缝错台：接缝错台：接缝错台： 0.12 0.12 英寸英寸英寸英寸(2) (2) 有接缝的水泥混凝土路面有接缝的水泥混凝土路面有接缝的水泥混凝土路面有接缝的水泥混凝土路面(JPCP)(JPCP)(3) (3) 连续配筋水泥混凝土路面连续配筋水泥混凝土路面连续配筋水泥混凝土路面连续配筋水泥混凝土路面(CRCP)(CRCP)n n有关有关有关有关JPCPJPCP的使用性能指标的使用性能指标的使用性能指标的使用性能指标n nPUNCHOUTPUNCHOUT2024/9/162024/9/1619192.4 2002 2.4 2002 路面设计指南优点路面设计指南优点路面设计指南优点路面设计指南优点n n把路面结构设计同材料的选择和施工结合起来考虑把路面结构设计同材料的选择和施工结合起来考虑把路面结构设计同材料的选择和施工结合起来考虑把路面结构设计同材料的选择和施工结合起来考虑n n路面损坏分析是材料性能，温度，水和荷载的相互作路面损坏分析是材料性能，温度，水和荷载的相互作路面损坏分析是材料性能，温度，水和荷载的相互作路面损坏分析是材料性能，温度，水和荷载的相互作用结果用结果用结果用结果n n提供更精确的设计提供更精确的设计提供更精确的设计提供更精确的设计n n提高路面的寿命提高路面的寿命提高路面的寿命提高路面的寿命n n提供费用提供费用提供费用提供费用- -效益更合理的设计效益更合理的设计效益更合理的设计效益更合理的设计n n具有特殊的分析能力，如不同的损坏，特殊荷载，路具有特殊的分析能力，如不同的损坏，特殊荷载，路具有特殊的分析能力，如不同的损坏，特殊荷载，路具有特殊的分析能力，如不同的损坏，特殊荷载，路面损坏调查评价等面损坏调查评价等面损坏调查评价等面损坏调查评价等2024/9/162024/9/162020n软件工作正常，所预测的路面损坏变化趋势合理软件工作正常，所预测的路面损坏变化趋势合理n提供了一个路面结构分析和设计的有效工具，前提是要充提供了一个路面结构分析和设计的有效工具，前提是要充分了解设计参数对路面损坏和性能的影响程度分了解设计参数对路面损坏和性能的影响程度n选择合理的设计输入水平对路面损坏预测影响大选择合理的设计输入水平对路面损坏预测影响大n对路面维修设计来说，准确的评价现场路况对路面损坏预对路面维修设计来说，准确的评价现场路况对路面损坏预测影响大测影响大n沥青路面温度裂缝对沥青结合料和混合料性能非常敏感沥青路面温度裂缝对沥青结合料和混合料性能非常敏感n沥青路面纵缝沥青路面纵缝(Top-Down) 的预测同实际相差较大的预测同实际相差较大n有关的损坏模型必须按当地情况校正有关的损坏模型必须按当地情况校正3. 3. 2002 2002路面设计分析软件评价路面设计分析软件评价路面设计分析软件评价路面设计分析软件评价 2024/9/162024/9/162121n软件安装软件安装安装安装2002 DG 主程序主程序: 点点 击击击击 “Setup.exe” n安装安装2002 DGEICM程序程序:Climatic Database InstallerSetup.exe3. 20023. 2002路面设计分析软件路面设计分析软件路面设计分析软件路面设计分析软件 (1) (1) 软软软软件安件安件安件安装装装装 主程序主程序EICM2024/9/162024/9/162222n第一步：第一步： 建立一个新设计项目建立一个新设计项目点击点击File-New, “Create New Project” 出现出现 在在“Project Name” 键入项目名称键入项目名称点击点击”OK“File2024/9/162024/9/162323n第二步：第二步： 输入设计参数输入设计参数有关设计项目的一般参数有关设计项目的一般参数具体的交通，气候，材料，结构设计参数具体的交通，气候，材料，结构设计参数没数据没数据输入完输入完毕毕有数据待有数据待修改修改2024/9/162024/9/162424n第三步：第三步： 运行计算分析运行计算分析水泥路面基于有限元方法水泥路面基于有限元方法沥青路面基于弹性层状体系沥青路面基于弹性层状体系各种路面损坏预测经验模型各种路面损坏预测经验模型等待进行等待进行分析完毕分析完毕正在进行正在进行2024/9/162024/9/1625254.1 4.1 典型路面结构考虑的因素典型路面结构考虑的因素典型路面结构考虑的因素典型路面结构考虑的因素4. 典型路面结构典型路面结构n n交通量：交通量： ESALsn n当地路面技术和经验当地路面技术和经验n n当地路面材料当地路面材料n n当地路基和气候条件当地路基和气候条件2024/9/162024/9/1626264.2 4.2 各州典型路面结构各州典型路面结构各州典型路面结构各州典型路面结构(1) (1) 印第安那州典型路面结构印第安那州典型路面结构印第安那州典型路面结构印第安那州典型路面结构n n全厚式沥青路面全厚式沥青路面全厚式沥青路面全厚式沥青路面ESALs=1030百万百万9.5mm 沥青面层沥青面层19.0mm 沥青连接层沥青连接层25.0mm 沥青基层沥青基层C25.0mm 沥青连接层沥青连接层25.0mm 沥青基层沥青基层处理后的路基处理后的路基采用采用采用采用AASHTOAASHTO设计指南设计指南设计指南设计指南C C 表示开级配表示开级配表示开级配表示开级配2024/9/162024/9/162727ESALs=110百万百万9.5mm 沥青面层沥青面层19.0mm 沥青连接层沥青连接层19.0mm 沥青基层沥青基层C19.0mm 沥青连接层沥青连接层19.0mm 沥青基层沥青基层处理后的路基处理后的路基2024/9/162024/9/162828ESALs1百万百万9.5mm 沥青面层沥青面层19.0mm 沥青连接层沥青连接层19.0mm 沥青基层沥青基层处理后的路基处理后的路基9.5mm 沥青面层沥青面层19.0mm 沥青连接层沥青连接层125200 mm 压实碎石基层压实碎石基层处理后的路基处理后的路基n n一般沥青路面一般沥青路面一般沥青路面一般沥青路面ESALs1百万百万2024/9/162024/9/162929ESALs30百万百万n n水泥路面水泥路面水泥路面水泥路面水泥混凝土面层水泥混凝土面层75mm#8粗碎石底基层粗碎石底基层+ 150mm#53 粗碎石底基层粗碎石底基层处理后的路基处理后的路基水泥混凝土面层水泥混凝土面层75mm#8粗碎石底基层粗碎石底基层+ 150mm#53 粗碎石底基层粗碎石底基层处理后的路基处理后的路基ESALs30百万百万沥青路肩沥青路肩沥青路肩沥青路肩水泥混凝土路肩水泥混凝土路肩水泥混凝土路肩水泥混凝土路肩#8#8表示粗矿料表示粗矿料表示粗矿料表示粗矿料#53#53表示密级配矿料表示密级配矿料表示密级配矿料表示密级配矿料2024/9/162024/9/163030(2) (2) 弗吉尼亚弗吉尼亚典型路面结构典型路面结构典型路面结构典型路面结构n n沥青路面沥青路面沥青路面沥青路面n n水泥路面水泥路面水泥路面水泥路面水泥混凝土面层水泥混凝土面层底基层底基层处理后的路基处理后的路基路基路基沥青面层沥青面层基层基层底基层底基层处理后的路基处理后的路基路基路基采用采用采用采用AASHTOAASHTO设计指南设计指南设计指南设计指南2024/9/162024/9/163131(3) (3) 加利福尼亚典型路面结构加利福尼亚典型路面结构加利福尼亚典型路面结构加利福尼亚典型路面结构水泥混凝土面层水泥混凝土面层沥青或贫水泥混凝沥青或贫水泥混凝土基层土基层碎石底基层碎石底基层路基路基n n水泥路面水泥路面水泥路面水泥路面设计根据：设计根据：设计根据：设计根据：TI(TI(交通指数交通指数交通指数交通指数) ) 土基土基土基土基R-R-值值值值不采用不采用不采用不采用AASHTOAASHTO设计指南设计指南设计指南设计指南2024/9/162024/9/163232n n全厚式沥青路面全厚式沥青路面全厚式沥青路面全厚式沥青路面沥青面层沥青面层 45mm沥青基层沥青基层沥青底基层沥青底基层路基路基设计根据：设计根据：设计根据：设计根据：TI(TI(交通指数交通指数交通指数交通指数) ) 和砾石当量值和砾石当量值和砾石当量值和砾石当量值沥青面层沥青面层非处理基层非处理基层碎石基层碎石基层路基路基n n一般沥青路面一般沥青路面一般沥青路面一般沥青路面2024/9/162024/9/163333(4) (4) 伊利诺伊典型路面结构伊利诺伊典型路面结构伊利诺伊典型路面结构伊利诺伊典型路面结构水泥混凝土面层水泥混凝土面层稳定底基层稳定底基层碎石底基基碎石底基基改善的路基改善的路基n n公路水泥路面公路水泥路面公路水泥路面公路水泥路面水泥混凝土面层水泥混凝土面层稳定底基层稳定底基层改善的路基改善的路基力学方法力学方法力学方法力学方法改进的改进的改进的改进的AASHTOAASHTO设计指南设计指南设计指南设计指南n n城市道路水泥路面城市道路水泥路面城市道路水泥路面城市道路水泥路面2024/9/162024/9/163434次干线次干线次干线次干线SuperPave面层面层碎石底基层碎石底基层改善的路基改善的路基SuperPave连接层连接层n n全厚式沥青路面全厚式沥青路面全厚式沥青路面全厚式沥青路面SuperPave面层面层改善的路基改善的路基SuperPave连接层连接层主干线主干线主干线主干线2024/9/162024/9/163535(5) (5) 亚利桑那典型路面结构亚利桑那典型路面结构亚利桑那典型路面结构亚利桑那典型路面结构n n一般沥青路面一般沥青路面一般沥青路面一般沥青路面12“沥青面层沥青面层碎石底基层碎石底基层改善的路基改善的路基n n全厚式沥青路面全厚式沥青路面全厚式沥青路面全厚式沥青路面5“9” 沥青面层沥青面层6“8”基层基层改善的路基改善的路基0“6”底基层底基层2024/9/162024/9/1636365.1 5.1 永久性路面的提出背景永久性路面的提出背景永久性路面的提出背景永久性路面的提出背景5. 5. 永久性永久性永久性永久性(Perpetual)(Perpetual)沥青路面设计沥青路面设计沥青路面设计沥青路面设计n n永久性沥青路面定义永久性沥青路面定义永久性沥青路面定义永久性沥青路面定义全厚式全厚式全厚式全厚式 沥青路面沥青路面沥青路面沥青路面深强深强深强深强(Deep-Strength)(Deep-Strength)沥青路面沥青路面沥青路面沥青路面( (中厚基层中厚基层中厚基层中厚基层+较厚面层较厚面层较厚面层较厚面层) )使用寿命可达使用寿命可达使用寿命可达使用寿命可达5050年的沥青路面年的沥青路面年的沥青路面年的沥青路面由美国由美国由美国由美国APAP联盟联盟联盟联盟( (Asphalt Pavement Alliance)Asphalt Pavement Alliance)提出提出提出提出n n基本结构基本结构基本结构基本结构沥青层沥青层沥青层沥青层( (底基层，连接层，面层底基层，连接层，面层底基层，连接层，面层底基层，连接层，面层) )碎石或石灰稳定层碎石或石灰稳定层碎石或石灰稳定层碎石或石灰稳定层( (视路基强度定视路基强度定视路基强度定视路基强度定) )路基路基路基路基2024/9/162024/9/163737n n永久性沥青路面的优点永久性沥青路面的优点永久性沥青路面的优点永久性沥青路面的优点沥青路面寿命可达沥青路面寿命可达沥青路面寿命可达沥青路面寿命可达5050年年年年路面平整，噪音低，摩擦系数高路面平整，噪音低，摩擦系数高路面平整，噪音低，摩擦系数高路面平整，噪音低，摩擦系数高成本效益高成本效益高成本效益高成本效益高路面的养护维修仅限于面层路面的养护维修仅限于面层路面的养护维修仅限于面层路面的养护维修仅限于面层沥青面层可再循环沥青面层可再循环沥青面层可再循环沥青面层可再循环减少疲劳开裂和车辙损坏减少疲劳开裂和车辙损坏减少疲劳开裂和车辙损坏减少疲劳开裂和车辙损坏最大限度地减少自然资源的使用最大限度地减少自然资源的使用最大限度地减少自然资源的使用最大限度地减少自然资源的使用采用力学方法进行路面设计，综合考虑疲劳开裂，车采用力学方法进行路面设计，综合考虑疲劳开裂，车采用力学方法进行路面设计，综合考虑疲劳开裂，车采用力学方法进行路面设计，综合考虑疲劳开裂，车辙和温度开裂辙和温度开裂辙和温度开裂辙和温度开裂2024/9/162024/9/163838n n设计原理设计原理设计原理设计原理力学方法力学方法力学方法力学方法n n设计过程设计过程设计过程设计过程类似于其它结构设计方法类似于其它结构设计方法类似于其它结构设计方法类似于其它结构设计方法选择控制点选择控制点选择控制点选择控制点验算控制标准验算控制标准验算控制标准验算控制标准( (由下至上设计由下至上设计由下至上设计由下至上设计) )输入材料性能参数输入材料性能参数路面分析模型路面分析模型路面应力和应变路面应力和应变路面变换方程路面变换方程路面使用寿命路面使用寿命拉应变标准拉应变标准压应变压应变 标准标准永久性路面设计过程永久性路面设计过程2024/9/162024/9/163939n n疲劳开裂疲劳开裂疲劳开裂疲劳开裂控制点位置：面层底面控制点位置：面层底面控制点位置：面层底面控制点位置：面层底面控制标准：拉应变控制标准：拉应变控制标准：拉应变控制标准：拉应变6588英寸英寸英寸英寸 (1) (1) 设计标准的确定设计标准的确定设计标准的确定设计标准的确定n n永久性变形永久性变形永久性变形永久性变形控制点位置：控制点位置：控制点位置：控制点位置： 路基顶面路基顶面路基顶面路基顶面控制标准：压应变控制标准：压应变控制标准：压应变控制标准：压应变 2006CBR6。或则。或则。或则。或则 路基上铺石灰稳定层或碎石层路基上铺石灰稳定层或碎石层路基上铺石灰稳定层或碎石层路基上铺石灰稳定层或碎石层(2) (2) 永久性路面基础要求永久性路面基础要求永久性路面基础要求永久性路面基础要求05101520250123456789CBR加加铺铺层层厚厚度度要要求求，英英寸寸2024/9/162024/9/164141(3) (3) 沥青层混合料要求沥青层混合料要求沥青层混合料要求沥青层混合料要求n n沥青面层沥青面层沥青面层沥青面层(1.53 (1.53 英寸英寸英寸英寸) )沥青面层厚度沥青面层厚度沥青面层厚度沥青面层厚度8 8英寸英寸英寸英寸碎石骨料碎石骨料碎石骨料碎石骨料温度稳定性好温度稳定性好温度稳定性好温度稳定性好( (改性沥青和纤维如改性沥青和纤维如改性沥青和纤维如改性沥青和纤维如SMASMA，OGFC)OGFC)混合料压实后空隙率混合料压实后空隙率混合料压实后空隙率混合料压实后空隙率4%6%4%6%面层可循环再生面层可循环再生面层可循环再生面层可循环再生n n沥青混合料连接层沥青混合料连接层沥青混合料连接层沥青混合料连接层(47 (47 英寸英寸英寸英寸) )SuperPaveSuperPave混合料混合料混合料混合料抗车辙：高强，稳定，耐久抗车辙：高强，稳定，耐久抗车辙：高强，稳定，耐久抗车辙：高强，稳定，耐久n n沥青混合料底基层沥青混合料底基层沥青混合料底基层沥青混合料底基层 (34 (34 英寸英寸英寸英寸) ) SuperPaveSuperPave混合料混合料混合料混合料防疲劳开裂：防疲劳开裂：防疲劳开裂：防疲劳开裂： 高强，有柔性高强，有柔性高强，有柔性高强，有柔性2024/9/162024/9/164242(1) (1) 加利福尼亚加利福尼亚加利福尼亚加利福尼亚 (I-710)(I-710)5.3 5.3 永久性路面典型结构永久性路面典型结构永久性路面典型结构永久性路面典型结构1”OGFC3“抗车辙改性沥青抗车辙改性沥青6“密级配沥青标准密级配沥青标准AR-80003“抗疲劳沥青标准抗疲劳沥青标准AR-8000(含量较高含量较高)路基路基1”OGFC3“抗车辙改性沥青抗车辙改性沥青5“密级配沥青标准密级配沥青标准AR-8000旧水泥路面旧水泥路面(Broken & Seated)新修路面新修路面旧水泥路面加铺旧水泥路面加铺注：注：注：注： ARAR 标准是标准是标准是标准是RTFORTFO的的的的Aged ResidueAged Residue的的的的 缩写，表示粘度，单位是缩写，表示粘度，单位是缩写，表示粘度，单位是缩写，表示粘度，单位是poises.poises.2024/9/162024/9/164343(2) (2) 伊利诺伊伊利诺伊伊利诺伊伊利诺伊(I-70) (I-70) 5.5“沥青连接层，沥青连接层，PG 76-282”SMA，PG 76-2810“沥青基层，沥青基层， PG 70-22完全打破碎得水泥路面完全打破碎得水泥路面(Rubblized 48”)旧水泥路面加铺旧水泥路面加铺2024/9/162024/9/164444(3) (3) 德克德克德克德克 萨萨萨萨 斯斯斯斯 (I-35) (I-35) 3“沥青层，沥青层，0.75-英寸碎石，英寸碎石，PG 76-223”SMA，0.75-英寸碎石，英寸碎石，PG 76-228“沥青沥青连接连接层，层， 1-英寸碎石，英寸碎石， PG 70-22路基路基2“沥青基层，沥青基层， 0.5-英寸碎石，英寸碎石， PG 64-228“稳定底基层稳定底基层新修路面新修路面2024/9/162024/9/164545n n设计软件设计软件设计软件设计软件软件名称：软件名称：软件名称：软件名称：PerRoadPerRoad 2.4 2.4软件开发：软件开发：软件开发：软件开发： David David TimmTimm, NCAT, NCAT，AuburnAuburn大学大学(1) (1) 设计软件安装设计软件安装设计软件安装设计软件安装 5.4 5.4 永久性路面结构设计永久性路面结构设计永久性路面结构设计永久性路面结构设计2024/9/162024/9/164646n n建立新文件建立新文件建立新文件建立新文件点击点击点击点击FileFile中中中中SaveSaveSAVE AS SAVE AS 窗口出现，键入文件名窗口出现，键入文件名窗口出现，键入文件名窗口出现，键入文件名(2) (2) 设计软件使用设计软件使用设计软件使用设计软件使用 建立新文件建立新文件键入文件名键入文件名2024/9/162024/9/164747n n输入设计参数输入设计参数输入设计参数输入设计参数路面结构材料和季节参数路面结构材料和季节参数路面结构材料和季节参数路面结构材料和季节参数交通参数交通参数交通参数交通参数交通参数交通参数选择设计参数输入窗口选择设计参数输入窗口结构和季节参数结构和季节参数2024/9/162024/9/164848n n路面结构材料和季节参数路面结构材料和季节参数路面结构材料和季节参数路面结构材料和季节参数材料性能和变异性材料性能和变异性材料性能和变异性材料性能和变异性模量温度调整模量温度调整模量温度调整模量温度调整性能标准和性能标准和性能标准和性能标准和Transfer FunctionTransfer Function变异性输入窗口变异性输入窗口使用性能选择窗口使用性能选择窗口模量温度调整窗口模量温度调整窗口2024/9/162024/9/164949n n交通参数交通参数交通参数交通参数( (轴载谱轴载谱轴载谱轴载谱) )车轴类型车轴类型车轴类型车轴类型轴载分布轴载分布轴载分布轴载分布轴载数轴载数轴载数轴载数增长率增长率增长率增长率轴载谱输入窗口轴载谱输入窗口车轴类型车轴类型轴载数轴载数轴载分布轴载分布增长率增长率2024/9/162024/9/165050n n计算分析计算分析计算分析计算分析确定型计算确定型计算确定型计算确定型计算概率型计算概率型计算概率型计算概率型计算计算分析和结果窗口计算分析和结果窗口View Output确定型确定型概率型概率型概率型概率型计算结果计算结果2024/9/162024/9/165151SuperPave 沥青标准和沥青标准和混合料混合料设计方法设计方法交流材料之二交流材料之二交流材料之二交流材料之二2024/9/162024/9/1652521.1 1.1 路用沥青传统分类方法的缺陷路用沥青传统分类方法的缺陷路用沥青传统分类方法的缺陷路用沥青传统分类方法的缺陷(1) (1) 沥青结合料的传统试验沥青结合料的传统试验沥青结合料的传统试验沥青结合料的传统试验n n针入度针入度针入度针入度常用试验条件：温度常用试验条件：温度常用试验条件：温度常用试验条件：温度25250 0C C，时间，时间，时间，时间5 5秒，荷载秒，荷载秒，荷载秒，荷载100100克克克克n n软化点软化点软化点软化点环球法，球重环球法，球重环球法，球重环球法，球重3.53.5克起时温度克起时温度克起时温度克起时温度5 50 0C C加热速度加热速度加热速度加热速度5 50 0C/C/分钟分钟分钟分钟n n延度延度延度延度 温度温度温度温度25250 0C(0C(00 0C)C)，拉伸速度，拉伸速度，拉伸速度，拉伸速度5cm/5cm/分钟分钟分钟分钟(1cm/(1cm/分钟分钟分钟分钟) )n n粘度粘度粘度粘度新沥青结合料或新沥青结合料或新沥青结合料或新沥青结合料或RTFORTFO老化沥青，老化沥青，老化沥青，老化沥青，60600 0C C1. 1. SuperPaveSuperPave沥青标准和试验沥青标准和试验沥青标准和试验沥青标准和试验注：注：注：注： SuperPaveSuperPave 是是是是SHRP SHRP 的产物的产物的产物的产物(1987-1993, 5(1987-1993, 5千万美金千万美金千万美金千万美金) )2024/9/162024/9/165353(2) (2) 沥青结合料的传统分级标准沥青结合料的传统分级标准沥青结合料的传统分级标准沥青结合料的传统分级标准n n按针入度的分级标准按针入度的分级标准按针入度的分级标准按针入度的分级标准(25(250 0C)C)Pen 40-50: Pen 40-50: 最硬最硬最硬最硬Pen 60-70 Pen 60-70 和和和和Pen 85-100 Pen 85-100 ：在美国最常用在美国最常用在美国最常用在美国最常用Pen 120-150Pen 120-150Pen 200-300Pen 200-300： 最软，用在寒冷地区最软，用在寒冷地区最软，用在寒冷地区最软，用在寒冷地区n n按粘度的分级标准按粘度的分级标准按粘度的分级标准按粘度的分级标准(60(600 0C C，单位：，单位：，单位：，单位：100 poises)100 poises)AC 2.5AC 2.5AC 5AC 5AC 10AC 10AC 20AC 20AC 30AC 30AC 40AC 40注：如果粘度试验所用的沥青是薄膜烘注：如果粘度试验所用的沥青是薄膜烘注：如果粘度试验所用的沥青是薄膜烘注：如果粘度试验所用的沥青是薄膜烘箱老化沥青，其分级标准为箱老化沥青，其分级标准为箱老化沥青，其分级标准为箱老化沥青，其分级标准为 AR AR 10001000，20002000， 40004000， 80008000， 和和和和1600016000，单位是，单位是，单位是，单位是 poisespoises。2024/9/162024/9/165454n n传统指标都是经验性指标，缺乏理论根据传统指标都是经验性指标，缺乏理论根据传统指标都是经验性指标，缺乏理论根据传统指标都是经验性指标，缺乏理论根据. .n n在路面性能和传统指标之间，缺乏直接的关系在路面性能和传统指标之间，缺乏直接的关系在路面性能和传统指标之间，缺乏直接的关系在路面性能和传统指标之间，缺乏直接的关系. .n n传统指标的测试，都是在某一特定温度下进行的，无传统指标的测试，都是在某一特定温度下进行的，无传统指标的测试，都是在某一特定温度下进行的，无传统指标的测试，都是在某一特定温度下进行的，无法提供在其它温度下，沥青的性能法提供在其它温度下，沥青的性能法提供在其它温度下，沥青的性能法提供在其它温度下，沥青的性能. .n n很多沥青，既是传统指标相同，但可能呈现不同的路很多沥青，既是传统指标相同，但可能呈现不同的路很多沥青，既是传统指标相同，但可能呈现不同的路很多沥青，既是传统指标相同，但可能呈现不同的路用性能用性能用性能用性能. .n n无法有效地评价聚合物改性沥青无法有效地评价聚合物改性沥青无法有效地评价聚合物改性沥青无法有效地评价聚合物改性沥青. .(3) (3) 沥青传统分级标准优缺点沥青传统分级标准优缺点沥青传统分级标准优缺点沥青传统分级标准优缺点2024/9/162024/9/165555n n转动式薄膜烘箱转动式薄膜烘箱转动式薄膜烘箱转动式薄膜烘箱(RTFO)(RTFO)试验试验试验试验(ASTM D 2872)(ASTM D 2872)目的：评价沥青在加热，拌和目的：评价沥青在加热，拌和目的：评价沥青在加热，拌和目的：评价沥青在加热，拌和, , 施工期间短期施工期间短期施工期间短期施工期间短期 老化性能；为其它试验提供沥青试样老化性能；为其它试验提供沥青试样老化性能；为其它试验提供沥青试样老化性能；为其它试验提供沥青试样测定指标：测定指标：测定指标：测定指标： 1631630 0C C，8585分钟后质量损失分钟后质量损失分钟后质量损失分钟后质量损失(1) (1) SuperPaveSuperPave沥青测试方法沥青测试方法沥青测试方法沥青测试方法n n加压老化容器加压老化容器加压老化容器加压老化容器(PAV) (PAV) 试验试验试验试验(AASHTO PP1)(AASHTO PP1)目的：评价沥青服务期间长期老化性能目的：评价沥青服务期间长期老化性能目的：评价沥青服务期间长期老化性能目的：评价沥青服务期间长期老化性能 为其它试验提供沥青试样为其它试验提供沥青试样为其它试验提供沥青试样为其它试验提供沥青试样1.2 1.2 SuperPaveSuperPave 路用沥青分类方法和标准路用沥青分类方法和标准路用沥青分类方法和标准路用沥青分类方法和标准2024/9/162024/9/165656旋转式粘度仪旋转式粘度仪旋转式粘度仪旋转式粘度仪沥青沥青改性沥青：改性沥青：毛细管式粘度易被改性材料碎块堵塞毛细管式粘度易被改性材料碎块堵塞旋转式粘度仪旋转式粘度仪旋转式粘度仪旋转式粘度仪 RV更合适更合适n n旋转式粘度仪旋转式粘度仪旋转式粘度仪旋转式粘度仪 (RV)(RV)试验试验试验试验(ASTM D4402)(ASTM D4402)试验目的：评价沥青中高温下的流动性能，试验目的：评价沥青中高温下的流动性能，试验目的：评价沥青中高温下的流动性能，试验目的：评价沥青中高温下的流动性能， 如在泵送和热拌时如在泵送和热拌时如在泵送和热拌时如在泵送和热拌时测试仪器：旋转式共轴圆柱粘度仪，温度控制器测试仪器：旋转式共轴圆柱粘度仪，温度控制器测试仪器：旋转式共轴圆柱粘度仪，温度控制器测试仪器：旋转式共轴圆柱粘度仪，温度控制器试样尺寸：试样尺寸：试样尺寸：试样尺寸：811811克克克克测试条件：测试条件：测试条件：测试条件：20 rpm, 13520 rpm, 1350 0C C 或或或或1631630 0C C测定内容：试验温度下的粘度。单位是测定内容：试验温度下的粘度。单位是测定内容：试验温度下的粘度。单位是测定内容：试验温度下的粘度。单位是cPcP2024/9/162024/9/165757n n弯曲小梁流变仪弯曲小梁流变仪弯曲小梁流变仪弯曲小梁流变仪 (BBR) (BBR) 试验试验试验试验(AASHTO TP1)(AASHTO TP1)试验目的：评价沥青低温流变性能试验目的：评价沥青低温流变性能试验目的：评价沥青低温流变性能试验目的：评价沥青低温流变性能试验仪器：试验仪器：试验仪器：试验仪器： 弯曲小梁流变仪，水浴箱，弯曲小梁流变仪，水浴箱，弯曲小梁流变仪，水浴箱，弯曲小梁流变仪，水浴箱， 控制计算机控制计算机控制计算机控制计算机试件尺寸：试件尺寸：试件尺寸：试件尺寸： 6.256.25 12.512.5 125 mm125 mm测定条件：测定条件：测定条件：测定条件：-18-180 0C C ，980 980 mNmN不变荷载，不变荷载，不变荷载，不变荷载， 总加载时间总加载时间总加载时间总加载时间240240秒秒秒秒测试内容：测试内容：测试内容：测试内容： 蠕变劲度和速率蠕变劲度和速率蠕变劲度和速率蠕变劲度和速率弯曲小梁流变仪弯曲小梁流变仪弯曲小梁流变仪弯曲小梁流变仪 60秒秒加载时间加载时间变形变形60秒秒S(t)加载时间加载时间2024/9/162024/9/165858n n动态剪切流变仪动态剪切流变仪动态剪切流变仪动态剪切流变仪 (DSR) (DSR) 试验试验试验试验(AASHTO TP5)(AASHTO TP5)试验目的：评价沥青高温下，在加热，拌和试验目的：评价沥青高温下，在加热，拌和试验目的：评价沥青高温下，在加热，拌和试验目的：评价沥青高温下，在加热，拌和, , 施工和服务施工和服务施工和服务施工和服务 阶段的流变性能阶段的流变性能阶段的流变性能阶段的流变性能试验仪器：试验仪器：试验仪器：试验仪器： 动态剪切流变仪动态剪切流变仪动态剪切流变仪动态剪切流变仪 ，温度控制器，控制计算机，温度控制器，控制计算机，温度控制器，控制计算机，温度控制器，控制计算机沥青试样：新沥青沥青试样：新沥青沥青试样：新沥青沥青试样：新沥青 RTFO RTFO 老化沥青老化沥青老化沥青老化沥青( (热拌和施工后热拌和施工后热拌和施工后热拌和施工后) ) PAV PAV 老化沥青老化沥青老化沥青老化沥青( (服务后服务后服务后服务后) )试样尺寸：试样尺寸：试样尺寸：试样尺寸： 25 mm25 mm，2 mm2 mm厚圆盘厚圆盘厚圆盘厚圆盘( (新和新和新和新和RTFORTFO老化沥青老化沥青老化沥青老化沥青 8 mm8 mm，2 mm2 mm厚圆盘厚圆盘厚圆盘厚圆盘 (PAV (PAV 老化沥青老化沥青老化沥青老化沥青) )测定条件：测定条件：测定条件：测定条件：22220 0C C，1010弧度弧度弧度弧度/ /秒，应力控制秒，应力控制秒，应力控制秒，应力控制测试内容：测试内容：测试内容：测试内容： 复数模量复数模量复数模量复数模量(G*) (G*) 和相位角和相位角和相位角和相位角( ( ) )ABCBAAAC动态剪切流变仪动态剪切流变仪动态剪切流变仪动态剪切流变仪n n =0=0OO，完全弹性。，完全弹性。，完全弹性。，完全弹性。 =90=90OO，完全粘性。，完全粘性。，完全粘性。，完全粘性。2024/9/162024/9/165959n n直拉仪直拉仪直拉仪直拉仪(DTT) (DTT) 试验试验试验试验(ASHTO TP3)(ASHTO TP3)试验目的：试验目的：试验目的：试验目的： 评价改性沥青的性能评价改性沥青的性能评价改性沥青的性能评价改性沥青的性能 有些沥青同时具有高蠕变模量和抗变形能力，有些沥青同时具有高蠕变模量和抗变形能力，有些沥青同时具有高蠕变模量和抗变形能力，有些沥青同时具有高蠕变模量和抗变形能力，BBRBBR失效失效失效失效测试仪器：测试仪器：测试仪器：测试仪器： 直拉仪，温度控制仪，红外线延伸仪，控制计算机直拉仪，温度控制仪，红外线延伸仪，控制计算机直拉仪，温度控制仪，红外线延伸仪，控制计算机直拉仪，温度控制仪，红外线延伸仪，控制计算机试件尺寸：试件尺寸：试件尺寸：试件尺寸：3 3克重，克重，克重，克重，40 mm40 mm长，长，长，长，36 mm36 mm2 2断面面积断面面积断面面积断面面积测试条件：测试条件：测试条件：测试条件：1 mm/1 mm/秒，测试温度秒，测试温度秒，测试温度秒，测试温度0-360-360 0C C测定内容：试件断裂时的应变和应力测定内容：试件断裂时的应变和应力测定内容：试件断裂时的应变和应力测定内容：试件断裂时的应变和应力直拉仪直拉仪直拉仪直拉仪2024/9/162024/9/166060(2) (2) 基于使用性能的基于使用性能的基于使用性能的基于使用性能的SuperPaveSuperPave 沥青标准沥青标准沥青标准沥青标准(PG)(PG)n n降低沥青对永久变形降低沥青对永久变形降低沥青对永久变形降低沥青对永久变形( (车辙车辙车辙车辙) ) ，低温开裂和疲劳开裂的影响，低温开裂和疲劳开裂的影响，低温开裂和疲劳开裂的影响，低温开裂和疲劳开裂的影响，从而提高沥青的使用性能。从而提高沥青的使用性能。从而提高沥青的使用性能。从而提高沥青的使用性能。n n充分考虑温度和加载以及加载速率的影响充分考虑温度和加载以及加载速率的影响充分考虑温度和加载以及加载速率的影响充分考虑温度和加载以及加载速率的影响n n标准具有一致性，但温度可以变标准具有一致性，但温度可以变标准具有一致性，但温度可以变标准具有一致性，但温度可以变n n适合于一般沥青和改性沥青适合于一般沥青和改性沥青适合于一般沥青和改性沥青适合于一般沥青和改性沥青n n无任环境无任环境无任环境无任环境( (如温度如温度如温度如温度) )如何变化，标准具有一致性如何变化，标准具有一致性如何变化，标准具有一致性如何变化，标准具有一致性n n测试方法建立在良好的工程理论上测试方法建立在良好的工程理论上测试方法建立在良好的工程理论上测试方法建立在良好的工程理论上n n测试指标和路用性能具有良好的关系测试指标和路用性能具有良好的关系测试指标和路用性能具有良好的关系测试指标和路用性能具有良好的关系n n不同的测试指标和结果用于评价沥青在不同的阶段不同的测试指标和结果用于评价沥青在不同的阶段不同的测试指标和结果用于评价沥青在不同的阶段不同的测试指标和结果用于评价沥青在不同的阶段( (加热，加热，加热，加热，拌和以及服务期间拌和以及服务期间拌和以及服务期间拌和以及服务期间) )的性能的性能的性能的性能制定原则制定原则制定原则制定原则优点优点优点优点2024/9/162024/9/166161SuperPaveSuperPave 沥青基本要求沥青基本要求沥青基本要求沥青基本要求n n安全要求：闪点安全要求：闪点安全要求：闪点安全要求：闪点2302300 0C(C(新沥青新沥青新沥青新沥青) )n n泵吸和热拌要求：最大粘度泵吸和热拌要求：最大粘度泵吸和热拌要求：最大粘度泵吸和热拌要求：最大粘度=3 Pa.s(135=3 Pa.s(1350 0C C，新沥青，新沥青，新沥青，新沥青) )n n车辙要求：车辙系数车辙要求：车辙系数车辙要求：车辙系数车辙要求：车辙系数G*/SinG*/Sin 1 1 kPakPa( (新沥青新沥青新沥青新沥青) )G*/SinG*/Sin 2.2 2.2 kPakPa(RTFO(RTFO老化沥青老化沥青老化沥青老化沥青) )G*G*大大大大 小小小小( (为劲度大，弹性好的沥青为劲度大，弹性好的沥青为劲度大，弹性好的沥青为劲度大，弹性好的沥青) )n n老化要求：老化要求：老化要求：老化要求：RTFO RTFO 质量损失质量损失质量损失质量损失1%1%n n疲劳开裂要求：疲劳开裂系数疲劳开裂要求：疲劳开裂系数疲劳开裂要求：疲劳开裂系数疲劳开裂要求：疲劳开裂系数 G*SinG*Sin 5000 5000 kPakPa (PAV (PAV老化老化老化老化沥青沥青沥青沥青) ) ，确保确保确保确保柔弹性好柔弹性好柔弹性好柔弹性好n n低温开裂要求：蠕变劲度低温开裂要求：蠕变劲度低温开裂要求：蠕变劲度低温开裂要求：蠕变劲度S S 300 300 MPaMPa蠕变速率蠕变速率蠕变速率蠕变速率 M M 0.3 ( 0.3 (加载加载加载加载6060秒时秒时秒时秒时) )(RTFO (RTFO 和和和和PAV PAV 老化沥青老化沥青老化沥青老化沥青) )如果如果如果如果S=300600MPaS=300600MPaDTT DTT 应变应变应变应变 1% 1%2024/9/162024/9/166262 SuperPaveSuperPave沥青使用性能标准沥青使用性能标准沥青使用性能标准沥青使用性能标准最高温度分级，最高温度分级，最高温度分级，最高温度分级，( (0 0C)C)最低温度分级，最低温度分级，最低温度分级，最低温度分级， ( (0 0C)C)PG 46PG 46-34-34，-40-40，-46-46PG 52PG 52-10-10，-16-16，-22-22，-28-28，-34-34，-40-40，-46-46PG 58PG 58-16-16，-22-22，-28-28，-34-34，-40-40PG 64PG 64-10-10，-16-16，-22-22，-28-28，-34-34，-40-40PG 70PG 70-10-10，-16-16，-22-22，-28-28，-34-34，-40-40PG 76PG 76-10-10，-16-16，-22-22，-28-28，-34-34PG 82PG 82-10-10，-16-16，-22-22，-28-28，-34-342024/9/162024/9/166363n n低速和停驻车辆的影响低速和停驻车辆的影响低速和停驻车辆的影响低速和停驻车辆的影响SuperPaveSuperPave：90 90 公里公里公里公里/ /小时小时小时小时低速车辆：路面最高温度提高一级低速车辆：路面最高温度提高一级低速车辆：路面最高温度提高一级低速车辆：路面最高温度提高一级停驻车辆：路面最高温度挺高两级停驻车辆：路面最高温度挺高两级停驻车辆：路面最高温度挺高两级停驻车辆：路面最高温度挺高两级n n交通量的影响交通量的影响交通量的影响交通量的影响ESALsESALs10 10 百万：路面最高温度可以提高一级百万：路面最高温度可以提高一级百万：路面最高温度可以提高一级百万：路面最高温度可以提高一级ESALsESALs30 30 百万：路面最高温度须挺高一级百万：路面最高温度须挺高一级百万：路面最高温度须挺高一级百万：路面最高温度须挺高一级一般沥青一般沥青优质沥青优质沥青改性沥青改性沥青 路面最高和最低温度路面最高和最低温度路面最高和最低温度路面最高和最低温度(-23(-23o o， 5656o o) )1.3 1.3 SuperPaveSuperPave路用沥青的选择方法路用沥青的选择方法路用沥青的选择方法路用沥青的选择方法n n确定最高和最低空气温度确定最高和最低空气温度确定最高和最低空气温度确定最高和最低空气温度七天的平均最高温度和标准差。七天的平均最高温度和标准差。七天的平均最高温度和标准差。七天的平均最高温度和标准差。一天最低温度平均值和标准差。一天最低温度平均值和标准差。一天最低温度平均值和标准差。一天最低温度平均值和标准差。交通条件交通条件交通条件交通条件2024/9/162024/9/1664642. 2. SuperPaveSuperPave沥青混合料设计沥青混合料设计沥青混合料设计沥青混合料设计2.1 2.1 美国沥青混合料设计方法简介美国沥青混合料设计方法简介美国沥青混合料设计方法简介美国沥青混合料设计方法简介n n马歇尔设计方法的提出马歇尔设计方法的提出马歇尔设计方法的提出马歇尔设计方法的提出密西西比公路局工程师，密西西比公路局工程师，密西西比公路局工程师，密西西比公路局工程师，Bruce MarshallBruce Marshall，19391939提出提出提出提出. .后经美国工程兵团改进，发展成现在的后经美国工程兵团改进，发展成现在的后经美国工程兵团改进，发展成现在的后经美国工程兵团改进，发展成现在的ASTM D 1559.ASTM D 1559.美国沥青学会美国沥青学会美国沥青学会美国沥青学会 (AI) (AI) 的设计方法之一的设计方法之一的设计方法之一的设计方法之一. . (1) (1) 马歇尔马歇尔马歇尔马歇尔(Marshall)(Marshall)设计方法设计方法设计方法设计方法马歇尔落锤击实仪马歇尔落锤击实仪 马歇尔稳定度试验仪马歇尔稳定度试验仪n n设计原理设计原理设计原理设计原理针对某一级配矿料，确定最佳沥青用量针对某一级配矿料，确定最佳沥青用量针对某一级配矿料，确定最佳沥青用量针对某一级配矿料，确定最佳沥青用量. .考虑的因素有：稳定度和流值，考虑的因素有：稳定度和流值，考虑的因素有：稳定度和流值，考虑的因素有：稳定度和流值， 密度和空隙类密度和空隙类密度和空隙类密度和空隙类. .试件尺寸：试件尺寸：试件尺寸：试件尺寸：4 4 英寸英寸英寸英寸( (直径直径直径直径) ) ，2.52.5英寸厚英寸厚英寸厚英寸厚2024/9/162024/9/166565主要优点：主要优点：主要优点：主要优点：试验方法相对来说简单，设备经济试验方法相对来说简单，设备经济试验方法相对来说简单，设备经济试验方法相对来说简单，设备经济测定密度和空隙等混合料体积系数，有助于提高耐久性测定密度和空隙等混合料体积系数，有助于提高耐久性测定密度和空隙等混合料体积系数，有助于提高耐久性测定密度和空隙等混合料体积系数，有助于提高耐久性n n马歇尔设计方法的优缺点马歇尔设计方法的优缺点马歇尔设计方法的优缺点马歇尔设计方法的优缺点主要缺点：主要缺点：主要缺点：主要缺点：试件的击实方法和车辆压实相差很大试件的击实方法和车辆压实相差很大试件的击实方法和车辆压实相差很大试件的击实方法和车辆压实相差很大稳定度或流值不能确切地反映路面混合料的抗剪强度稳定度或流值不能确切地反映路面混合料的抗剪强度稳定度或流值不能确切地反映路面混合料的抗剪强度稳定度或流值不能确切地反映路面混合料的抗剪强度从而无法确切地预测沥青路面主要损坏之一，车辙从而无法确切地预测沥青路面主要损坏之一，车辙从而无法确切地预测沥青路面主要损坏之一，车辙从而无法确切地预测沥青路面主要损坏之一，车辙ESALsESALs1 1万万万万1-11-1百万百万百万百万11百万百万百万百万击实次数击实次数击实次数击实次数353550507575稳定度，稳定度，稳定度，稳定度， 牛牛牛牛222422243336333666726672流值流值流值流值,mm,mm(2, 5)(2, 5)(2, 4.5)(2, 4.5)(2, 4)(2, 4)空隙率空隙率空隙率空隙率,%,%(3, 5)(3, 5)(3, 5)(3, 5)(3, 5)(3, 5)(资料来源：资料来源： AI)2024/9/162024/9/166666(2) (2) 维姆维姆维姆维姆( (HveemHveem) )设计方法设计方法设计方法设计方法n n维姆设计方法的提出维姆设计方法的提出维姆设计方法的提出维姆设计方法的提出由原加州交通厅的沥青材料工程师，由原加州交通厅的沥青材料工程师，由原加州交通厅的沥青材料工程师，由原加州交通厅的沥青材料工程师，Francis Francis HveemHveem，提出，提出，提出，提出. .后经美国后经美国后经美国后经美国ASTMASTM改进，成为现在的改进，成为现在的改进，成为现在的改进，成为现在的ASTM D 1560ASTM D 1560和和和和D 1561.D 1561.美国沥青学会美国沥青学会美国沥青学会美国沥青学会 (AI) (AI) 的设计方法之一的设计方法之一的设计方法之一的设计方法之一美国西部尤其是加州仍然采用美国西部尤其是加州仍然采用美国西部尤其是加州仍然采用美国西部尤其是加州仍然采用n n设计原理设计原理设计原理设计原理针对某一级配矿料，确定最佳沥青用量。考虑的针对某一级配矿料，确定最佳沥青用量。考虑的针对某一级配矿料，确定最佳沥青用量。考虑的针对某一级配矿料，确定最佳沥青用量。考虑的因素有：因素有：因素有：因素有： 混合料的混合料的混合料的混合料的HveemHveem稳定度和粘聚力稳定度和粘聚力稳定度和粘聚力稳定度和粘聚力试件尺寸：同试件尺寸：同试件尺寸：同试件尺寸：同MarchallMarchall方法方法方法方法维姆维姆揉压机揉压机揉压机揉压机2024/9/162024/9/166767n n维姆设计方法的优缺点维姆设计方法的优缺点维姆设计方法的优缺点维姆设计方法的优缺点 主要优点：主要优点：主要优点：主要优点：试件采用揉压方法成型，和车辆对路面的压实接近试件采用揉压方法成型，和车辆对路面的压实接近试件采用揉压方法成型，和车辆对路面的压实接近试件采用揉压方法成型，和车辆对路面的压实接近HveemHveem稳定度和粘聚力反映混合料的抗剪强度稳定度和粘聚力反映混合料的抗剪强度稳定度和粘聚力反映混合料的抗剪强度稳定度和粘聚力反映混合料的抗剪强度提供许多有关混合料膨胀的参数提供许多有关混合料膨胀的参数提供许多有关混合料膨胀的参数提供许多有关混合料膨胀的参数主要缺点：主要缺点：主要缺点：主要缺点：有关混合料体积性能的参数不充分有关混合料体积性能的参数不充分有关混合料体积性能的参数不充分有关混合料体积性能的参数不充分设备昂贵设备昂贵设备昂贵设备昂贵应用不广泛应用不广泛应用不广泛应用不广泛维姆粘结力仪维姆粘结力仪维姆稳定度仪维姆稳定度仪ESALsESALs1 1万万万万1-11-1百万百万百万百万11百万百万百万百万稳定度稳定度稳定度稳定度303035353737粘聚力值粘聚力值粘聚力值粘聚力值100100100100100100空隙率空隙率空隙率空隙率,%,%4 44 44 4(资料来源：资料来源： AI和和WSDOT)2024/9/162024/9/166868(3) (3) SuperPaveSuperPave设计方法设计方法设计方法设计方法n n优点优点优点优点根据实际交通和气候情况，综合考虑沥青结合料和矿料，进根据实际交通和气候情况，综合考虑沥青结合料和矿料，进根据实际交通和气候情况，综合考虑沥青结合料和矿料，进根据实际交通和气候情况，综合考虑沥青结合料和矿料，进行混合料设计行混合料设计行混合料设计行混合料设计试件采用回转压实成型，接近车辆对路面的试件采用回转压实成型，接近车辆对路面的试件采用回转压实成型，接近车辆对路面的试件采用回转压实成型，接近车辆对路面的 压实压实压实压实进行进行进行进行SuperpaveSuperpave抗剪抗剪抗剪抗剪(SST) (SST) 和间接劈裂试验，可评价路面的和间接劈裂试验，可评价路面的和间接劈裂试验，可评价路面的和间接劈裂试验，可评价路面的车辙性能车辙性能车辙性能车辙性能n n缺点缺点缺点缺点测试方法复杂测试方法复杂测试方法复杂测试方法复杂缺少使用经验缺少使用经验缺少使用经验缺少使用经验产生的改进不明显产生的改进不明显产生的改进不明显产生的改进不明显SuperPave能克服现行方能克服现行方法的缺陷吗？法的缺陷吗？2024/9/162024/9/166969(3) (3) 矿料的选择矿料的选择矿料的选择矿料的选择n n矿料的重要性矿料的重要性矿料的重要性矿料的重要性矿料的性能对路面强度，水稳性，耐久矿料的性能对路面强度，水稳性，耐久矿料的性能对路面强度，水稳性，耐久矿料的性能对路面强度，水稳性，耐久性，抗滑性，渗透性和车辙有很大影响。性，抗滑性，渗透性和车辙有很大影响。性，抗滑性，渗透性和车辙有很大影响。性，抗滑性，渗透性和车辙有很大影响。 根据交通量和在路面中的位置，制订对根据交通量和在路面中的位置，制订对根据交通量和在路面中的位置，制订对根据交通量和在路面中的位置，制订对性能和级配的要求。性能和级配的要求。性能和级配的要求。性能和级配的要求。 n nSuperPaveSuperPave把矿料性能分为两类：把矿料性能分为两类：把矿料性能分为两类：把矿料性能分为两类：普遍普遍普遍普遍(Consensus) (Consensus) 性能：性能：性能：性能： 被一致公认得性能，如棱角，矿料形被一致公认得性能，如棱角，矿料形被一致公认得性能，如棱角，矿料形被一致公认得性能，如棱角，矿料形状，粘土含量状，粘土含量状，粘土含量状，粘土含量料源料源料源料源(Source) (Source) 性能：同材料本身有关的性能，如磨耗性，耐久性能：同材料本身有关的性能，如磨耗性，耐久性能：同材料本身有关的性能，如磨耗性，耐久性能：同材料本身有关的性能，如磨耗性，耐久性，吸水性，有害物质的含量性，吸水性，有害物质的含量性，吸水性，有害物质的含量性，吸水性，有害物质的含量n n矿料选择矿料选择矿料选择矿料选择粗细矿料的普遍性能要求粗细矿料的普遍性能要求粗细矿料的普遍性能要求粗细矿料的普遍性能要求料源性能要求料源性能要求料源性能要求料源性能要求依据控制点的级配要求依据控制点的级配要求依据控制点的级配要求依据控制点的级配要求用于加工矿料的石料用于加工矿料的石料SuperPaveSuperPave矿料性能分类矿料性能分类矿料性能分类矿料性能分类2024/9/162024/9/167070(4) (4) 各州沥青混合料设计方法各州沥青混合料设计方法各州沥青混合料设计方法各州沥青混合料设计方法维姆方法维姆方法维姆方法维姆方法马歇儿方法马歇儿方法马歇儿方法马歇儿方法SuperPaveSuperPave方法方法方法方法9 9个州个州个州个州4040个州个州个州个州4646n n沥青结合料分级标准沥青结合料分级标准沥青结合料分级标准沥青结合料分级标准 ( (至至至至20022002年底年底年底年底) )4747个州采用个州采用个州采用个州采用SuperPaveSuperPave标准标准标准标准内华达州和麻省决定采用内华达州和麻省决定采用内华达州和麻省决定采用内华达州和麻省决定采用SuperPaveSuperPave标准标准标准标准加州没计划采用加州没计划采用加州没计划采用加州没计划采用SuperPaveSuperPave标准标准标准标准n n混合料设计方法混合料设计方法混合料设计方法混合料设计方法( (至至至至20022002年底年底年底年底) )各州混合料设计方法各州混合料设计方法各州混合料设计方法各州混合料设计方法2024/9/162024/9/167171根据交通量和气候条件，综合选择沥青结合料，矿料及其级配，根据交通量和气候条件，综合选择沥青结合料，矿料及其级配，根据交通量和气候条件，综合选择沥青结合料，矿料及其级配，根据交通量和气候条件，综合选择沥青结合料，矿料及其级配，和沥青用量。设计步骤如下：和沥青用量。设计步骤如下：和沥青用量。设计步骤如下：和沥青用量。设计步骤如下：设计水平设计水平设计水平设计水平ESALsESALs试验要求试验要求试验要求试验要求1 11010107 7水平水平水平水平1+1+更多性能试验更多性能试验更多性能试验更多性能试验2.2 2.2 SuperPaveSuperPave沥青混合料设计沥青混合料设计沥青混合料设计沥青混合料设计(1) 设计内容设计内容SuperPaveuperPave混合料设计水平混合料设计水平混合料设计水平混合料设计水平选择沥青和矿料选择沥青和矿料选择沥青和矿料选择沥青和矿料确定设计矿料结构确定设计矿料结构确定设计矿料结构确定设计矿料结构确定设计沥青结合料用量确定设计沥青结合料用量确定设计沥青结合料用量确定设计沥青结合料用量试验评价设计沥青混合料试验评价设计沥青混合料试验评价设计沥青混合料试验评价设计沥青混合料的水稳性的水稳性的水稳性的水稳性2024/9/162024/9/167272颗粒尺寸颗粒尺寸颗粒尺寸颗粒尺寸(2)(2) 矿料级配要求矿料级配要求矿料级配要求矿料级配要求SuperPaveSuperPave名称，名称，名称，名称，mmmm标称最大尺寸，标称最大尺寸，标称最大尺寸，标称最大尺寸，mmmm最大尺寸，最大尺寸，最大尺寸，最大尺寸，mmmm37.537.537.537.550.050.025.025.025.025.037.537.519.019.019.019.025.025.012.512.512.512.519.019.09.59.59.59.512.512.5n n标称最大尺寸：比第一个具有大于标称最大尺寸：比第一个具有大于标称最大尺寸：比第一个具有大于标称最大尺寸：比第一个具有大于10%10%筛余量的筛大一号的筛的尺寸筛余量的筛大一号的筛的尺寸筛余量的筛大一号的筛的尺寸筛余量的筛大一号的筛的尺寸n n最大尺寸：比最大尺寸：比最大尺寸：比最大尺寸：比 标称最大尺寸大一号的尺寸标称最大尺寸大一号的尺寸标称最大尺寸大一号的尺寸标称最大尺寸大一号的尺寸SuperPaveSuperPave矿料标准名称矿料标准名称矿料标准名称矿料标准名称2024/9/162024/9/1673730.450.45次方级配图次方级配图次方级配图次方级配图n n目的：确定矿料的累积颗粒尺寸分布目的：确定矿料的累积颗粒尺寸分布目的：确定矿料的累积颗粒尺寸分布目的：确定矿料的累积颗粒尺寸分布n n纵座标：通过百分率纵座标：通过百分率纵座标：通过百分率纵座标：通过百分率%n n横座标：颗粒尺寸横座标：颗粒尺寸横座标：颗粒尺寸横座标：颗粒尺寸(mm) (mm) 的的的的0.450.45次方次方次方次方最大尺寸最大尺寸19mm最大密度级配最大密度级配最大密度的最大密度的最大密度的最大密度的0.450.45次方级配图次方级配图次方级配图次方级配图2024/9/162024/9/167474n n最大密度级配：在最大密度级配：在最大密度级配：在最大密度级配：在0.450.45次方级配图中，连接矿料最大尺寸的直线次方级配图中，连接矿料最大尺寸的直线次方级配图中，连接矿料最大尺寸的直线次方级配图中，连接矿料最大尺寸的直线n n控制点控制点控制点控制点 ( (级配曲线必须位于控制点内级配曲线必须位于控制点内级配曲线必须位于控制点内级配曲线必须位于控制点内):):通过通过通过通过 标称最大尺寸标称最大尺寸标称最大尺寸标称最大尺寸中号尺寸中号尺寸中号尺寸中号尺寸(2.36mm)(2.36mm)最小尺寸最小尺寸最小尺寸最小尺寸(0.075mm)(0.075mm)n n限制区限制区限制区限制区( (级配曲线不能穿过的区域级配曲线不能穿过的区域级配曲线不能穿过的区域级配曲线不能穿过的区域) )：位于位于位于位于0.3mm 0.3mm 和和和和2.36mm(2.36mm(或或或或4.75mm)4.75mm)之间，沿之间，沿之间，沿之间，沿 最大密度级配直最大密度级配直最大密度级配直最大密度级配直线的狭带。设立限制区的目的是：线的狭带。设立限制区的目的是：线的狭带。设立限制区的目的是：线的狭带。设立限制区的目的是：避免过多的砂或砂中细砂过多避免过多的砂或砂中细砂过多避免过多的砂或砂中细砂过多避免过多的砂或砂中细砂过多保证施工中易压实，防止过大的路面永久变形保证施工中易压实，防止过大的路面永久变形保证施工中易压实，防止过大的路面永久变形保证施工中易压实，防止过大的路面永久变形避免避免避免避免VMAVMA过小而沥青不足影响耐久性过小而沥青不足影响耐久性过小而沥青不足影响耐久性过小而沥青不足影响耐久性0.450.45次方级配图主要特征次方级配图主要特征次方级配图主要特征次方级配图主要特征2024/9/162024/9/167575位于控制点内，绕过限制区并满足级配要求的级配颗粒尺寸分布位于控制点内，绕过限制区并满足级配要求的级配颗粒尺寸分布位于控制点内，绕过限制区并满足级配要求的级配颗粒尺寸分布位于控制点内，绕过限制区并满足级配要求的级配颗粒尺寸分布设计矿料结构设计矿料结构设计矿料结构设计矿料结构注：注： 控制点和限制区的数值来源于马歇尔方法的经验控制点和限制区的数值来源于马歇尔方法的经验 Wisconsin曲线位于限制区上方曲线位于限制区上方(优质砂优质砂)设计矿料结构示意图设计矿料结构示意图2024/9/162024/9/167676(3) 试件制作试件制作SuperPaveSuperPave回转式压实机回转式压实机回转式压实机回转式压实机(SGC)(SGC)n n功能要求功能要求功能要求功能要求提供同实际路面相同的压实条件提供同实际路面相同的压实条件提供同实际路面相同的压实条件提供同实际路面相同的压实条件能够考虑较大的矿料能够考虑较大的矿料能够考虑较大的矿料能够考虑较大的矿料能够用于拌和厂质量控制能够用于拌和厂质量控制能够用于拌和厂质量控制能够用于拌和厂质量控制根据根据根据根据TexasTexas回转式压实机改进得到回转式压实机改进得到回转式压实机改进得到回转式压实机改进得到n nSGCSGC的组成部分的组成部分的组成部分的组成部分机身：马达，反应架，转动底盘机身：马达，反应架，转动底盘机身：马达，反应架，转动底盘机身：马达，反应架，转动底盘加载系统：加载器，压力仪加载系统：加载器，压力仪加载系统：加载器，压力仪加载系统：加载器，压力仪测试和记录系统测试和记录系统测试和记录系统测试和记录系统试模和底板试模和底板试模和底板试模和底板SuperPaveSuperPave回转式压实机回转式压实机回转式压实机回转式压实机SuperPaveSuperPave和马歇儿试件和马歇儿试件和马歇儿试件和马歇儿试件 6”,4.5” 厚厚 4”,2.5” 厚厚2024/9/162024/9/1677772020年年年年ESALsESALs( (百万百万百万百万) )回转次数回转次数初始次数初始次数初始次数初始次数设计次数设计次数设计次数设计次数最大次数最大次数 0.3 0.36 6505075750.3 to 30.3 to 37 775751151153 to 103 to 108 (7)8 (7)100 (75)100 (75)160 (115)160 (115)10 to 3010 to 308 8100100160160 30309 9125125205205资料来源：资料来源：资料来源：资料来源： AASHTOAASHTO， 20012001SuperPave试件压实回转次数的选定试件压实回转次数的选定2024/9/162024/9/167878(4) 数据分析数据分析n n密度和空隙分析密度和空隙分析密度和空隙分析密度和空隙分析毛比重，最大比重毛比重，最大比重毛比重，最大比重毛比重，最大比重V Va a（沥青体积百分率）沥青体积百分率）沥青体积百分率）沥青体积百分率）, , VMAVMA（矿料骨架间隙率），矿料骨架间隙率），矿料骨架间隙率），矿料骨架间隙率），VFAVFA（矿料间矿料间矿料间矿料间沥青含量）沥青含量）沥青含量）沥青含量）2020年年年年ESALsESALs( (百万百万百万百万) ) 最小最小最小最小VMAVMA， %VFAVFA，%9.5mm9.5mm12.5mm12.5mm19.0mm19.0mm25.0mm25.0mm37.5mm37.5mm 0.3 0.315.015.014.014.013.013.012.012.011.011.070 - 8070 - 800.3 to 30.3 to 365 - 7865 - 783 to 103 to 1065 - 7565 - 7510 to 3010 to 11%11%n n在最大回转次数条件下，空隙率在最大回转次数条件下，空隙率在最大回转次数条件下，空隙率在最大回转次数条件下，空隙率2%2%n nVMAVMA满足要求满足要求满足要求满足要求n nVFAVFA满足要求满足要求满足要求满足要求SPTSPT原型原型原型原型(7) 水稳性试验水稳性试验n n改进的改进的改进的改进的LottmanLottman试验试验试验试验(AASHTO T283)(AASHTO T283)n n原理：比较干试件和其它试件的间接抗拉试验强原理：比较干试件和其它试件的间接抗拉试验强原理：比较干试件和其它试件的间接抗拉试验强原理：比较干试件和其它试件的间接抗拉试验强度度度度处理后的试件：处理后的试件： 真空饱和，真空饱和，冷冻，温水作用冷冻，温水作用 2024/9/162024/9/168080敬请指正敬请指正!2024/9/162024/9/168181