-瀝青碎石-AC-SMA資料講解

柔性基層與瀝青面層白琦峰江蘇省交通科學研究院二OO九年四月半剛性基層瀝青路面的常見病害我國早期高速公路瀝青路面典型結構

路名面層及厚度（cm）基層及厚度（cm）底基層及厚度（cm）滬嘉高速中粒式＋粗粒式＋瀝青貫入（17）粉煤灰三渣（46）砂礫（20）廣佛高速4中粒式＋5粗粒式＋6瀝青碎石（15）水泥級配碎石或石屑（25）水泥石屑或水泥土（28）沈大高速5中粒式＋5粗粒式＋5瀝青碎石（15）水泥砂礫（20）砂礫或礦渣（20）京津塘高速中粒式＋粗粒式＋瀝青碎石（23）水泥穩(wěn)定粒料或石灰粉煤灰碎石（25）石灰土或水泥土（35）京石高速（北京段）細粒式＋中粒式＋瀝青碎石（15）水泥砂礫（20）二灰砂礫（20）京石高速（河北段）3中粒式＋5瀝青碎石（8）水泥碎石（12）＋二灰碎石（20）石灰土（43）廣深高速4中粒式＋18粗粒式＋10瀝青碎石（32）水泥碎石（23）級配＋未篩碎石(55)滬寧高速（江蘇段）AC-16B(4)＋AC-25I(6)＋AC-25II(6)二灰碎石（20）二灰土（40）沂淮江高速AK-16C(4.5)＋AC-25I(5)＋AC-25I(7)二灰碎石（34）二灰土（20）瀝青碎石基層在20世紀60～70年代以前，國際上使用半剛性基層的國家也很多，并經歷了一場“黑白基層的大論爭，爭論的結果導致大量國家開始采用柔性基層，自從20世紀60年代，開始修建全厚式瀝青混凝土路面（Full-DepthAsphaltPavement）。瀝青碎石基層不但有效防止反射裂縫的能力，同時還具有抵抗彎拉疲勞破壞的能力，減少路面的疲勞開裂。國外的經驗表明，使用壽命一般可達20年，遠大于國內目前的半剛性基層瀝青路面。國內廣深、京津塘高速公路的實踐也表明，增加瀝青層厚度，采用瀝青碎石基層，可延長瀝青路面使用壽命挪威瀝青混凝土（10）瀝青碎石(10)＋未篩分碎石(50)砂礫（20）＋防凍層（40～90）法國瀝青混凝土（3＋4）瀝青碎石（16）＋水泥處治粒料（10～35）砂底基層（15）荷蘭瀝青混凝土（4＋4）瀝青穩(wěn)定砂礫（12～18）水泥穩(wěn)定砂礫（15～40）瑞士瀝青混凝土（3＋4）瀝青碎石（11）砂礫(30)＋水泥處治砂礫(20)瑞典瀝青混凝土（5）瀝青碎石（7.5）水泥穩(wěn)定砂礫（18）西班牙瀝青混凝土（3～5＋4～6）瀝青碎石（6～10）水泥砂礫（20）＋級配砂礫（15）瀝青混凝土（8）碾壓混凝土結合料處治瀝青混凝土（15）水泥穩(wěn)定粒料結合料處治波蘭中粒瀝混（4）＋粗粒瀝混（6）瀝青碎石（8）＋水泥石屑（27）水泥石屑（路拌）（12）＋砂礫（50）澳大利亞瀝青混凝土（7.5）級配碎石(15)＋石灰穩(wěn)定砂(30)補強層（25）日本中央（1968）10中粒式＋粗粒式瀝青碎石（15）水泥穩(wěn)定碎石（25）日本東北（1972）10中粒式＋粗粒式瀝青碎石（20）水泥穩(wěn)定碎石（20）柔性基層瀝青路面結構的研究瀝青碎石基層在老路改造中的應用研究研究時間：2001~2003年獲2004年中國公路學會科技進步三等獎寧連、S204長壽命路面在通啟高速公路上的應用研究研究時間：2003~2004年通啟高速公路永久性瀝青路面的研究2003~2005沿江高速公路滬寧高速公路擴建工程路面結構的研究研究時間：2003~2006年無錫段HNLM4標滬寧擴建工程HNLM4標路面結構

4.0cm改性瀝青SMA13

8.0cm改性瀝青Sup208cm普通瀝青Sup2510.0cm普通瀝青LSM2510cm乳化瀝青冷再生混合料20cm級配碎石土基長壽命（永久性）瀝青路面最大拉應變路面基礎高模量材料以抵抗車轍變形柔性抗疲勞材料

7~10cm

4–8cmSMA,OGFCorSuperpave}10~15cm高壓應力區(qū)江蘇通啟高速公路長壽命路面4cm改性瀝青SMA136cm改性瀝青Sup2018cm瀝青碎石LSM2520cm厚水泥穩(wěn)定碎石石灰土24cm4cm改性瀝青SMA136cm改性瀝青Sup20

20cm瀝青碎石LSM25

18cm厚水泥穩(wěn)定碎石石灰土24cm4cm改性瀝青SMA1312cm改性瀝青Sup20

12cm瀝青碎石LSM2520cm厚水泥穩(wěn)定碎石石灰土24cm方案一方案二方案三江蘇沿江高速長壽命路面方案瀝青碎石混合料級配類型6.2.2

按照空隙率的大小，瀝青碎石混合料的級配類型可分為密級配、半開級配和開級配。密級配瀝青碎石混合料具有較高的承載能力，半開級配瀝青碎石混合料具有承重、減緩反射裂縫和一定的排水作用。開級配瀝青碎石混合料適用于排水基層。基層用瀝青碎石混合料的公稱最大粒徑宜等于或大于26.5mm。條文說明原規(guī)范在原規(guī)范中瀝青碎石主要是指半開級配瀝青碎石AM，設計空隙率>10%。新規(guī)范密級配設計空隙率3~6%密級配瀝青碎石混合料具有較高的承載能力。半開級配設計空隙率12~18%半開級配瀝青碎石混合料，具有承重、減緩反射裂縫和一定的排水作用開級配設計空隙率>18%開級配瀝青碎石混合料適用于排水基層。條文說明規(guī)范中提到的“大粒徑密級配瀝青碎石（LSM）屬于粒徑大于26.5mm的瀝青碎石的習慣叫法，應屬于ATB。瀝青碎石設計方法6.2.3

密級配瀝青碎石（ATB）的級配可參照附錄C表C.1的要求，根據試驗和使用經驗確定集料級配?；旌狭吓浜媳仍O計宜按馬歇爾試驗進行，也可用其他有效的方法進行設計。該條款是在參考國外經驗的基礎上，結合大量科研成果及多條實體工程經驗綜合制定的，已在多個實體工程中得到了良好的應用《大粒徑瀝青混合料試驗研究及工程應用實踐》江蘇省交通科學研究院哈爾濱工業(yè)大學瀝青碎石（ATB）工程實踐江蘇寧連公路在重交通作用下已經通車5年，使用狀況良好通啟高速公路滬寧高速公路擴建工程HNLM4標連鹽高速公路徐州西繞城高速公路寧連路南京段工程２０４國道常熟環(huán)城段工程……遼源試驗路通化段試驗路長余試驗路工程四川省試驗路工程山東省試驗路工程……大粒徑瀝青混合料試驗研究及工程應用實踐研究時間：2001~2003年研究內容：配比設計方法VCA法大馬歇爾法、旋轉壓實法施工工藝攤鋪技術壓實工藝質量控制檢測指標檢測方法LSM混合料試驗級配篩孔尺寸(mm)通過率（%）級配1級配2級配3級配4級配5級配626.598.29898.396.996.997.41973.370.775.981.581.584.616696671.975.175.179.313.261.858.665.069.669.874.79.545.541.749.259.060.865.84.7535.731.739.840.945.650.42.3623.920.028.329.732.634.81.1817.915.021.215.817.218.20.613.011.015.410.511.412.00.39.27.911.07.98.58.90.156.25.57.65.66.06.30.0753.93.54.74.04.24.4試驗級配0.0750.150.30.61.182.364.759.51926.5混合料設計油石比下技術指標（馬歇爾）指標級配設計空隙率Va（%）最佳油石比（%）飽和度（%）礦料間隙率（%）穩(wěn)定度（KN）流值(0.01mm)級配15.53.760.3613.827.265.5級配25.54.062.3714.427.674.3級配35.53.762.4513.530.567.5級配45.53.661.6113.429.766.3級配55.54.061.1214.831.278.4級配65.54.060.7814.827.673.8混合料設計油石比下技術指標（SGC）指標級配設計空隙率Va（%）最佳油石比（%）飽和度（%）礦料間隙率（%）粉膠比（D/P）瀝青體積百分率（%）級配15.53.657.212.31.086.8級配25.54.058.613.30.877.8級配35.53.454.312.11.386.6級配45.53.356.212.51.217.0級配55.53.659.212.91.177.4級配65.53.860.813.51.168.0六種級配浸水馬歇爾試驗結果

級配試驗結果級配1級配2級配3級配4級配5級配6非條件穩(wěn)定度（KN）Marshal26.925.728.732.024.827.8SGC28.729.329.531.929.328.9條件穩(wěn)定度（KN）Marshal25.922.127.930.525.127.0SGC26.826.328.028.927.028.2殘留穩(wěn)定度（%）Marshal96.386.097.295.3101.297.1SGC93.389.894.990.192.297.6六種級配T283試驗結果

級配試驗結果級配1級配2級配3級配4級配5級配6非條件劈裂強度（Mpa）Marshal0.51180.33420.51790.29440.38230.4292SGC0.43360.41230.50920.38870.42360.4128條件劈裂強度（Mpa）Marshal0.42920.26380.39550.26680.2730.2975SGC0.38970.31260.40420.28740.30250.2930劈裂強度比TSR（%）Marshal83.978.976.490.671.469.3SGC89.875.879.473.971.470.9動穩(wěn)定度試驗結果級配第一次（次/mm）第二次（次/mm）第三次（次/mm）偏差系數Cv（%）平均（次/mm）級配1Marshal1853190918002.91854SGC17892156183510.41926級配2Marshal18532165178910.41935SGC2103198718975.21995級配3Marshal16871728132614.01580SGC1703179815676.91689級配4Marshal18391456172311.71672SGC16891987156812.31748級配5Marshal1128108312979.71169SGC1326123913394.41235級配6Marshal108398611547.91074SGC1123130810989.8117660℃單軸靜載蠕變試驗結果級配LSM-25(Mpa)SMA16(Mpa)AK16c(Mpa)AC25I(Mpa)蠕變勁度模量（Mpa）級配1級配2級配3級配4級配5級配6911.81166.2939.2731.5574.7602.61697.0708.4446.3幾種混合料高溫蠕變勁度模量抗壓回彈模量劈裂強度寧連路碎石試驗路通啟高速公路碎石基層試驗路大粒徑瀝青混合料設計指標試驗項目技術要求試件尺寸（mm）Φ152×95.3擊實次數（雙面）112設計空隙率（%）4～6礦料間隙率（%）最大公稱尺寸（mm）26.5＞12.531.5＞1237.5＞11.5穩(wěn)定度（kN）＞15流值實測飽和度（%）55～70浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度＞75%級配類型篩孔尺寸（mm）大粒徑密級配瀝青碎石LSMLSM-25LSM-30LSM-40通過篩孔百分率（%）5310037.510090-10031.510090-10075-9026.590-10075-9065-851970-9060-8555-751655-7545-7050-7013.245-6540-6035-559.535-5535-5530-504.7525-4523-4523-452.3617-3517-3517-351.1810-2510-2510-250.68-208-208-200.35-155-155-150.153-123-123-120.0753-73-73-7大型馬歇爾試驗法使用擊實成型時，由于瀝青碎石作為基層用，最大公稱粒徑一般等于或大于26.5mm，采用大型馬歇爾試件試驗，成型試件尺寸為φ152.4×95.3mm。大型馬歇爾試件試件的尺寸比標準馬歇爾試件試件放大50%，在落錘高度不變的前提下，落錘重量為10.2Kg，擊實次數112次。其他方法推薦用振動成型，旋轉壓實儀成型瀝青碎石基層設計方法大型馬歇爾和標準馬歇爾擊實參數表參數標準馬歇爾大型馬歇爾試件直徑（mm）101.6152.4試件標準高度（mm）63.595.25錘高(kg)4.5310.2落錘高度（mm）457457擊實次數75112每次單位表面功(N.m/mm2)0.00250370.0025055體擊實功(N.m/mm3)0.0029570.002946AM和ATPB不同：1）在滿足排水的要求下，采用較小的空隙率，具有良好的水穩(wěn)定性；2）設計瀝青混合料具有較厚的瀝青膜厚度，厚度一般要求在12微米以上，因此要求使用低標號或者高粘度瀝青，參考瀝青用量為2.8～3.5％，具有良好的耐久性。主要根據山東省的經驗制定，近年來山東省新建高速公路和維修工程中已經修建了很多該類基層，使用時間1~5年，使用狀況良好。大粒徑半開級配瀝青碎石（AM）和傳統(tǒng)的AM不同，粗集料含量通常在50%以上，具有良好的抵抗車轍能力；兼顧排水和瀝青混合料耐久性（水穩(wěn)定性）在滿足排水的條件下，適當降低瀝青混合料設計空隙率，一般在15％左右。通常采用特殊的體積法級配設計，NCHRP386采用體積填充的方法通過線性回歸求解混合料的級配組成。大粒徑半開級配瀝青碎石（AM）優(yōu)點：排水通暢；缺點：抗疲勞性能和水穩(wěn)定性較差。排水基層適用于路面結構內部可能出現自由水，需考慮路面結構內部排水的特殊路段，我國尚處在試驗階段，應謹用使用。試驗項目錫澄高速公路連接線張家港干線公路開級配瀝青碎石基層（ATPB)瀝青混合料面層主要內容瀝青面層設計的總體要求面層熱拌瀝青混凝土的分類熱拌瀝青混合料類型的選擇熱拌瀝青混合料配合比設計熱拌瀝青混合料設計的性能要求面層瀝青混凝土分類7.1.3面層用熱拌瀝青混凝土按設計空隙率可分為密級配、開級配,見表7.1.3-1。瀝青混合料類型最大粒徑（mm）公稱最大粒徑（mm）級配類型與設計空隙率(%)密級配開級配3～53～4＞18AC砂粒式9.54.75AC-5細粒式13.29.5AC-10細粒式1613.2AC-13中粒式1916AC-16中粒式26.519AC-20粗粒式31.526.5AC-25SMA細粒式13.29.5SMA-10細粒式1613.2SMA-13中粒式1916SMA-16中粒式26.519SMA-20OGFC細粒式13.29.5OGFC-10細粒式1613.2OGFC-13注：SMA在夏熱區(qū)或重交通、特重交通的設計空隙率高限可適當放寬至4.5%。

表7.1.3熱拌瀝青混合料分類

1、級配類型：AC、SMA、OGFC，取消了AK系列;2、根據最大公稱粒徑進行分類：粗、中、細、砂；

3、根據級配曲線是否連續(xù)分類：連續(xù)、間斷；

4、根據孔隙率：密級配、開級配瀝青混合料的分類面層瀝青混凝土類型選擇7.1.4應根據使用要求、氣候特點、交通條件、結構層功能等因素，結合瀝青層厚度和當地實踐經驗，合理地選擇各結構層的瀝青混合料類型。1、抗滑面層宜選用瀝青瑪蹄脂碎石SMA、密級配粗型瀝青混合料AC-C，有條件時可用開級配抗滑面層OGFC。2、在各瀝青層中至少有一層應為密級配瀝青混合料。層厚宜不小于最大公稱粒徑的3倍賈渝，張全庚．瀝青路面結構厚度與瀝青混合料類型選擇．公路，2000(3):10-13層厚和最大公稱粒徑相適應上面層上面層一般也稱磨耗層，應具備抗滑、耐磨耗等性能，同時也盡量做到密實防水。目前主要采用最大公稱粒徑為16mm、13mm的混合料，為了保證路面的均勻性和便于施工控制，現趨向于采用最大公稱尺寸為13mm的瀝青混合料。用于上面層的主要混合料類型有：AC-16C/AC-13CSMA-16/SMA-13Superpave-13OGFC-10/OGFC-13

級配曲線比較SMA13、AK13A、AC13Ⅰ級配曲線比較

構造深度比較上面層AK-16A：滬寧路、南京機場路采用，由于AK-16A結構本身設計空隙率大、抗水害能力差及施工變異等原因，滬寧路在使用不久后，許多路段出現了比較嚴重的水損壞現象。在多雨潮濕地區(qū)，這種結構應慎用。

AK-13A：對AK-13A混合料的級配進行了改良采用75次擊實設計空隙率3~5%自2001年起在高速公路上大量應用。路表基本均勻，構造深度（初期）約0.75mm，應用情況良好。后列入江蘇省高速公路施工技術規(guī)范，更名為AK-13S在規(guī)范中并入AC中，AC-13C

上面層SMA類型改性瀝青、普通瀝青SMA13、SMA16、SMA9.5應用工程1995年開始在江蘇應用寧揚（24km）高速化改造工程寧合(25km）高速化改造工程寧通東段（60km）高速化改造工程沂淮江高速公路(50km)連徐、寧靖鹽、寧宿徐高速公路鎮(zhèn)澄線、滬宜線、S101滬寧高速公路擴建工程、……至2006年底已經超過2000km

SMA-16中、下面層過去有一種錯誤的觀點，認為瀝青路面的早期損壞主要發(fā)生在上面層，對中下面層的研究很不夠。實際上目前很多瀝青路面的早期損壞（車轍、水損壞）是由于中下面層的首先損壞而引起的。一些高速公路的中面層厚度與最大公稱粒徑不匹配，導致瀝青路面施工時離析現象嚴重、路面壓實困難，通車后中面層因雨季長期浸水而破壞，這是瀝青路面出現早期損壞的重要原因之一。

傳統(tǒng)AC-25I路面——離析嚴重原規(guī)范的AC-I結構為懸浮密實結構，粗集料在混合料中呈懸浮狀態(tài)，施工時容易于壓實，現場空隙度小，且易于離析。該結構高溫穩(wěn)定性欠佳，在高溫、重載交通、渠化交通的作用下路面出現車轍的幾率很大Superpave-25AC-25IAC我們借鑒Superpave的一些設計思想，本著“嵌擠密實”的原則，改進傳統(tǒng)的AC-I型混合料，調試出既能做到施工均勻性好，又能明顯改善中下面層抗車轍能力的混合料類型；自2001年起江蘇省高速公路中下面層大量采用改良型AC-20S、AC-25S結構。改進的AC-S型混合料性能介于傳統(tǒng)AC-I型與Superpave之間，應用情況良好。AC-S型后來列入規(guī)范成為AC-C型“十五”期間江蘇省高速公路瀝青路面結構年份路名總厚度上面層中面層下面層基層2001年連徐一期、寧靖鹽一期、寧宿徐高速17cm4cmAK-13A4cmSMA136cmAC-20I6cmSup207cmAC-25I7cmSup25二灰碎石水泥穩(wěn)定碎石2002年汾灌高速、寧靖鹽二期、連徐二期17cm4cmAK-13A4cmSMA136cm改進型AC-20I6cmSup207cm改進型AC-25I7cmSup25水泥穩(wěn)定碎石2003年京福、徐宿、錫宜、寧杭一期17～18cm4cmAK-13A4cmSMA134cmSup136cm改進型AC-20I6cmSup207～8cm改進型AC-25I7～8cmSup25水泥穩(wěn)定碎石2004年寧杭二期江太、常澄、揚州西北繞城18cm4cmAK-13A4cmSMA136cm改進型AC-20I6cmSup208cm改進型AC-25I8cmSup25水泥穩(wěn)定碎石2005年鹽通、宿淮18cm4cmAK-13S4cmSMA-13S6cmAC-20S6cmSup208cmAC-25S8cmSup25水泥穩(wěn)定碎石瀝青混合料配合比設計7.1.5高速公路、一級公路的瀝青混合料配合比設計應選擇工程用的材料，并參照附錄C表C.1級配范圍和實踐經驗，選擇幾條級配曲線，進行配合比設計、瀝青混合料性能試驗和設計參數的測試，根據試驗結果確定目標配合比范圍。二級及二級以下公路可根據附錄C表C.1級配范圍和實踐經驗確定工程目標配合比。瀝青混合料配合比設計宜用馬歇爾試驗方法。有條件時，可選用經實踐證明行之有效的其它配合比設計方法。增加了級配選擇的過程；除馬歇爾設計方法之外，可以根據實際采用別的設計方法如Superpave旋轉壓實法、GTM設計方法。調整了部分級配的名稱級配范圍的優(yōu)化瀝青混合料配合比設計原規(guī)范基本走中值；新的規(guī)范吸收了Superpave的設計思想，規(guī)定從2～3條級配曲線中選擇合適的級配曲線；為了追求密實而粗糙的路面，級配曲線AC型向S型調整。增加了級配選擇的過程瀝青混合料設計方法的發(fā)展維姆法馬歇爾法Superpave旋轉壓實法維姆法該方法應用較少，僅在美國少數幾個州存在。技術指標與路用性能符合較好。試驗方法、設備較復雜。馬歇爾法在20世紀30年代末由美國密西西比州公路局BruceMarshall發(fā)明。試驗方法、試驗設備較簡單，是目前我國應用范圍最廣的混合料設計方法。馬歇爾設計方法的不足不能精確地判別不同交通量對瀝青混合料技術指標的要求；與路面結構設計不掛鉤；不能預防路面早期破壞；不適用于大粒徑瀝青混合料；不適用某些聚合物改性瀝青；試件成型方法不能模擬行車壓實；不適用于開級配瀝青混合料；瀝青混合料沒有老化過程，與現場條件不符。Superpave混合料設計法1987年～1993年，美國公路戰(zhàn)略研究計劃（SHRP）進行一項為期五年耗資5000萬美元的瀝青課題研究，最終提出了一套全新的瀝青混合料設計方法（Superpave設計方法），而用Superpave方法設計的瀝青混合料也可以叫做Superpave。Superpave設計方法的組成瀝青膠結料性能規(guī)范瀝青混合料設計方法瀝青混合料路用性能評價體系SuperpaveSuperior

PerformingAsphalt

PavementsSuperpave混合料特點Superpave混合料在設計過程中充分考慮到了氣候環(huán)境條件和交通量的影響，試件成型采用旋轉壓實的方法模擬路面的實際施工過程。集料級配更趨于嵌擠、密實，高溫穩(wěn)定性好，適于交通量大和抗車轍要求高的公路。在施工確保合適空隙率的前提下，抗水害性能和抗疲勞性能也較好。Superpave與傳統(tǒng)的AK型和AC型瀝青混合料相比，施工難易程度和工程造價基本相當，也被稱為“窮人的SMA”。Superpave混合料

Superpave技術代表了美國熱拌瀝青混合料的國家水平，是解決路面早期損害，特別是車轍問題的有效工具用于中、下面層的混合料類型一般有Sup20、Sup25；應用情況表明，Superpave混合料與AC型混合料相比，其高溫抗車轍能力有明顯提高。且Superpave攤鋪時不易離析，碾壓成型后表面均勻性很好。至2006年底在江蘇應用已經超過1500km

10年Superpave歷程1995技術引進2000第一段試驗路2005大規(guī)模推廣應用引進開發(fā)引進江蘇Superpave大事記1995年在國內率先引進Superpave設備與技術2000年在江蘇京滬高速淮陰南連接線鋪筑7km試驗路2001年組織了全國Superpave瀝青對比試驗2002年在連徐、汾灌、寧靖鹽高速推廣應用，70km2002年編譯出版了《Superpave技術使用手冊》2003年組織召開了2003年全國Superpave技術研討會2003年組織了全國Superpave膠結料比對試驗2003年寧連、錫宜、徐宿、滬寧東段2004年通啟、揚州西北繞城、潤揚大橋南接線、滬寧擴建2004年組織了全國旋轉壓實儀比對試驗2005年組織了Superpave試驗與操作培訓2005年編譯出版了《Superpave基礎參考手冊》2005Superpave技術交流會Superpave膠結料試驗溫度，℃-2020 60 135江蘇第一段Superpave試驗路2001年連徐高速公路試驗路Superpave技術引進Superpave的出版物江蘇Superpave研究項目1997~1999滬寧高速公路瀝青與瀝青混合料路用性能研究1999~2001新設計方法的引進與開發(fā)2001~2003混合料類型與設計參數的研究2003~2004高性能瀝青路面施工技術的研究2005~2006Superpave設計方法的優(yōu)化研究Superpave混合料配合比設計

Superpave混合料設計的核心是級配選擇旋轉壓實體積指標這三點組成了完整的混合料設計方法，缺一不可

級配選擇旋轉壓實設計ESAL（百萬次）壓實參數應用的典型道路N初始N設計N最大<0.365075很輕的交通量（地方/縣級道路；貨車被禁止通行的城市街道）0.3-<3775115中等交通量（集散道路；大多數縣級道路）3-<308100160中等至重交通量（城市街道；省道；國道；一般高速公路）≥309125205特重交通（大交通量高速公路；爬坡道路；貨車稱重站）體積指標設計ESALS（1）（106）要求密度（最大理論密度%）礦料間隙率（%）最小瀝青填隙率（%）粉膠比N初始N設計N最大最大公稱尺寸，mm37.525.019.012.59.5＜0.3≤91.596.0≤98.011.012.013.014.015.070-800.6～1.20.3～＜3≤90.565-78>3≤89.0

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風險采用馬歇爾方法去設計“Superpave”是危險的！馬歇爾擊實儀替代不了旋轉壓實儀！某高速公路通車一年后Superpave瀝青路面施工控制目標配合比生產配合比QC/QA試驗應用效果×-√?GTM法目前，GTM已在天津、河北、河南、北京、內蒙古等地區(qū)得到1500余公里的成功應用。尤其在一些重載交通路面工程中表現出優(yōu)秀的抗車轍性能：在山西煤炭外運的超重交通高速公路交通繁重的河南黃河二橋高速公路等，GTM的抗車轍性能令人滿意。GTM(旋轉剪切壓實試驗機)簡介

GTM（GyratoryTestingMachine）旋轉試驗機是美國工程兵團在60年代發(fā)明的,它把混合料成型壓實實驗機、力學剪切實驗機和車輛模擬機合并成為了一臺實驗機，后來美國空軍為解決重型轟炸機跑道容易破損的問題，又專門組織人員對GTM進行了研究開發(fā)。GTM采用類似于施工中壓路機作用的搓揉方法壓實瀝青混合料，并且模擬了現場壓實設備與隨后交通的作用，具有改變垂直壓力的靈活性。

GTM一個重要的特性是能夠直接反映出顆粒狀塑性材料中可能出現的塑性過大的現象。這時材料會呈現過飽和狀態(tài)，或許是因為過度壓實，也或許是因為孔隙中填充了過多的介質——如土中的水或瀝青混合料中的瀝青。當瀝青含量或含水量一定時，這種現象可以通過GTM滾輪壓力的下降和旋轉角度的增加顯示出來，依據這一原理可以預測在設定的垂直應力下所設計的瀝青混合料的最大允許瀝青含量。GTM工作原理圖

GTM成型試驗的目的還在于模擬路面行車荷載作用下瀝青混合料的最終壓實狀態(tài)即平衡狀態(tài)，并測試分析試樣在被壓實到平衡狀態(tài)過程中剪切強度SG和最終塑性形變大小，以判斷混合料組成是否合理。在混合料被壓實到平衡狀態(tài)過程中，若機器角上升，滾輪壓力下降，說明混合料的抗剪強度在降低，變形在增加，呈現出了塑性狀態(tài)，即表明瀝青混合料的瀝青用量已經過大。壓實試件的最終塑性形變大小是用旋轉穩(wěn)定系數GSI（GyratoryStabilityIndex）來表示的。GSI是試驗結束時的機器角與壓實過程中的最小機器角的比值，是表征試件受剪應力作用的變形穩(wěn)定程度參數。GSI接近于1.0時所對應的瀝青用量為混合料的最大瀝青用量。GTM還可提供試件的最大密度——試件處于平衡狀態(tài)時的密度，安全系數GSF——抗剪強度與最大剪應力之比值，靜態(tài)剪切模量，抗壓模量等。GTM的特點1．豎向壓力N可根據設計軸載下汽車輪胎接地壓強設定，如100kN標準軸載下，N=0.7MPa；2．旋轉傾角可調：影響壓實功能、效果，進而影響材料設計結果；3．可以按極限平衡狀態(tài)控制成型試件；也可以按預定的密度（如壓實度、孔隙率等）控制；

4．通過各傳感器，可采集試件成型過程中及結束時的物理的、力學的信息，用于分析、計算、預測混合料的物理、力學性質；5．以旋轉穩(wěn)定系數GSI≈1.0，安全系數GSF＞1.0作為確定最大油石比的判據；

6．對舊瀝青面層芯樣進行試驗，預測其抗變形能力。

7．GTM是一臺試驗機，其本身不構成瀝青混合料配合比設計方法，如同馬歇爾擊實儀不等同于馬歇爾配比設計方法一樣。

瀝青混合料的設計就是選擇材料、確定級配、確定瀝青用量、確定混合料成型密度、確認性能，而這些又是相互影響相互制約的。對瀝青混合料的設計應該是對多方面的影響因素給予統(tǒng)籌兼顧后得到的條件性最優(yōu)配比。合理的瀝青混合料設計方法至少要考慮以下幾個方面：

對瀝青混合料配合比設計的看法1、瀝青混合料的成型方式要最大限度的模擬

路面實際成型過程

當配合比一定時，試件成型方式決定了混合料的結構，而結構又決定了試件的物理、力學性質，進而決定了優(yōu)化配比的取舍。鑒于瀝青混合料材料性質的復雜性，用簡單的靜力學指標無法準確描述它的粘彈塑性；再由于瀝青路面所受的外力作用和環(huán)境影響更為復雜，就目前的技術水平，尚無法建立材料性能指標與路面設計指標之間的準確關系。但是，以性能指標作為混合料設計的判據至少是一個進步。2、瀝青混合料設計指標應與瀝青路面的工作性有一定的聯系

如果利用經驗方法——體積參數分析方法作為瀝青混合料配合比設計的輔助手段，那么，這類方法成立的前提條件是，用于計算以孔隙率為代表的諸體積參數的相關試驗方法必須科學、合理,并且,體積參數與路用性能之間存在良好的相關性。3、合理利用體積參數以減小配合比設計的工作量和并避免盲目性

在施工過程中，或多或少會發(fā)生材料離析，因此希望級配和瀝青含量的波動不至于顯著影響混合料的路用性能。另一方面，在正常情況下，采用現有的施工機具應能把混合料壓實至規(guī)定的密度，即室內試驗方法（成型方式、功能大?。撆c施工設備的壓實效果匹配。4、設計出的混合料應便于施工、易于壓實瀝青混合料高溫穩(wěn)定性要求7.1.6瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性以動穩(wěn)定度來評價。中等交通以上的公路表面層和中面層瀝青混合料，其動穩(wěn)定度可參考施工規(guī)范并根據當地的工程經驗確定設計值。對炎熱地區(qū)、重交通、特重交通，連續(xù)長、陡縱坡路段，橋面鋪裝以及有特殊使用要求時，應提高動穩(wěn)定度指標的要求。當需提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性時可采取調整集料級配和瀝青用量、提高瀝青稠度、選用改性瀝青等技術措施。公路瀝青路面施工技術規(guī)范(JTGF40-2004)瀝青混合料車轍試驗動穩(wěn)定度技術要求表5.3.4-1氣候條件與技術指標相應于下列氣候分區(qū)所要求的動穩(wěn)定度(次/mm)試驗方法七月平均最高氣溫(℃)及氣候分區(qū)＞3020～30＜201.夏炎熱區(qū)2.夏熱區(qū)3.夏涼區(qū)1-11-21-31-42-12-22-32-43-2普通瀝青混合料不小于8001000600800600T0719改性瀝青混合料不小于24002800200024001800SMA混合料非改性不小于1500改性不小于3000OGFC混合料1500(一般交通路段)、3000(重交通量路段)車轍問題是繼水損害之后的第二大問題，特別是在爬坡路段，重車、超載車多的路段，在持續(xù)高溫的作用下，沿行車道上輪跡帶的路面出現嚴重的縱向車轍、或推擁變形。車轍主要是產生在中