《SUPERPAVE演讲》PPT课件.ppt
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1、第二章高性能沥青路面第二章高性能沥青路面 1987年,美国国家研究理事会年,美国国家研究理事会确确立立了了一一个个耗耗资资15亿亿美美元元的的研研究究项项目目美国公路战略研究计划美国公路战略研究计划(SHRP),历时历时5年,年,提出了一套全新的沥青混提出了一套全新的沥青混合料设计方法,合料设计方法,即即Superpave Superior performingAsphaltPavements混合料设计混合料设计体系。体系。1精选课件ppt它由沥青胶结料规范、它由沥青胶结料规范、混合料设计和分析体系、混合料设计和分析体系、计算机软件系统计算机软件系统3个部分组成,个部分组成,研究成果共研究成果
2、共21项:沥青胶结料项:沥青胶结料10项,项,混合料体积设计混合料体积设计3项,项,混合料分析和性能预测混合料分析和性能预测8项。项。2精选课件pptSuperpave是是20世纪世纪90年代沥青路面科研年代沥青路面科研和设计方面突破性的成就,已在世界范和设计方面突破性的成就,已在世界范围内引起了广泛关注,对世界道路建设围内引起了广泛关注,对世界道路建设产生了重要的影响。许多国家都在学习产生了重要的影响。许多国家都在学习和借鉴这一成果,包括我国在内。和借鉴这一成果,包括我国在内。3精选课件ppt第一节第一节Superpave沥青混合料沥青混合料设计设计沥沥青青混混凝凝土土(有有时时称称为为“热
3、热拌拌沥沥青青混混凝凝土土”或或简简称称“HMA”)由沥青胶结料和矿质集料组成的铺路材料。由沥青胶结料和矿质集料组成的铺路材料。其中,沥青胶结料其中,沥青胶结料(即沥青或改性沥青即沥青或改性沥青)起:起:(1)防水(使混合料具有防渗功能)防水(使混合料具有防渗功能)(2)粘结作用(使矿料粘结在一起)。)粘结作用(使矿料粘结在一起)。矿质集料构成混合料的骨架。矿质集料构成混合料的骨架。4精选课件ppt一一.Superpave对沥青路用性能对沥青路用性能的试验方法的试验方法 影响沥青路用性能的主要因素:影响沥青路用性能的主要因素:温温度度加加载载速速率率老老化程度化程度不不同同温温度度、不不同同的
4、的老老化化阶阶段段、不不同同加加载时长的情况下性能有很大差别。载时长的情况下性能有很大差别。(其其中中,加加载载速速率率对对沥沥青青性性能能(主主要要是是沥沥青青劲劲度度)的的影影响响可可用用温温度度来来模模拟拟:缓缓慢慢的的加加载载可可用用低温来模拟,快速加载可用高温来模拟。)低温来模拟,快速加载可用高温来模拟。)5精选课件pptSuperpave胶胶结结料料规规范范的的精精髓髓在在于于,它它是是在在模模拟拟胶胶结结料料寿寿命命期期3个个重重要要阶阶段段的的情情况况下进行沥青胶结料试验的。下进行沥青胶结料试验的。(1)用用原原样样沥沥青青进进行行的的试试验验,代代表表运输、储存和装卸的第一阶
5、段;运输、储存和装卸的第一阶段;(2)第第二二阶阶段段代代表表在在拌拌和和铺铺筑筑过过程程中中沥沥青青的的老老化化,Superpave的的胶胶结结料料“规规范范”借借助助于于旋旋转转薄薄膜膜烘烘箱箱中中老老化化胶胶结结料料的的方法进行模拟。方法进行模拟。(这种方法是将胶结料薄膜暴露于热和(这种方法是将胶结料薄膜暴露于热和空气中,相当于在热拌过程中、运输中空气中,相当于在热拌过程中、运输中和摊铺时的胶结料老化和摊铺时的胶结料老化.)6精选课件ppt(1)三三阶阶段段则则体体现现了了作作为为热热拌拌沥沥青青路路面面部部分分的的胶胶结结料料的的长长期期老老化化过过程程,“规规范范”中中用用压压力力老
6、老化化箱箱模模拟拟这这一一阶阶段段,将将沥沥青青试试样样暴暴露露于于热热和和压压力力条条件件下下来来模模拟拟路路面服务期间的老化。面服务期间的老化。7精选课件pptSuperpave胶结料试验设备及胶结料试验设备及目的目的 旋旋转转薄薄膜膜烘烘箱箱-模模拟拟胶胶结结料料施施工工期期的的老老化化特性特性动动态态剪剪切切流流变变仪仪-测测试试胶胶结结料料高高温温和和中中温温性能性能旋转粘度仪旋转粘度仪-测试胶结料高温性能测试胶结料高温性能弯弯曲曲梁梁流流变变仪仪、直直接接拉拉伸伸试试验验机机-测测试试胶胶结料低温性能结料低温性能8精选课件ppt旋转式簿膜烘箱(旋转式簿膜烘箱(RTFO)-模拟模拟施
7、工期的老化施工期的老化9精选课件ppt压力老化容器(压力老化容器(PAV)试验)试验-模拟路面模拟路面使用期的老化使用期的老化10精选课件ppt旋转式粘度计(旋转式粘度计(RTV)试验)试验-保证沥青在泵送和拌和时具有足够保证沥青在泵送和拌和时具有足够的流动性。的流动性。11精选课件ppt弯曲梁流变仪(弯曲梁流变仪(BBR)试验)试验-主要测主要测定沥青的蠕变劲度(定沥青的蠕变劲度(S)和沥青劲度变)和沥青劲度变化率(化率(m)12精选课件ppt直接拉伸试验(直接拉伸试验(DTT)-检验低检验低温性能温性能13精选课件ppt沥青胶结料的选择沥青胶结料的选择Superpave沥青等级沥青等级Su
8、perpave气候数据库气候数据库可靠性可靠性原始气温原始气温路面温度的转化路面温度的转化选择胶结料的等级选择胶结料的等级荷载等级对胶结料选择的影响荷载等级对胶结料选择的影响交通等级对胶结料选择的影响交通等级对胶结料选择的影响14精选课件pptPG(PerformanceGrade)PG64-22性能分级 七天平均 最高路面设计温度最低路面设计温度15精选课件ppt一般的一般的Superpave等级等级16精选课件pptSuperpave气候数据库气候数据库Superpave软件提供美国和加拿大软件提供美国和加拿大6500个观个观测站的温度数据库,设计人员可以根据所在地测站的温度数据库,设计人
9、员可以根据所在地区的温度选择胶结料的等级。区的温度选择胶结料的等级。每个观测站根据观测结果,计算每个观测站根据观测结果,计算7天最高温天最高温度的区间及对应的温度的平均值,通过对所有度的区间及对应的温度的平均值,通过对所有这些观测计算的平均值和标准差计算分析;这些观测计算的平均值和标准差计算分析;同样,可以计算最低温度的平均值和标准差。同样,可以计算最低温度的平均值和标准差。17精选课件ppt可靠性可靠性Superpave设计系统中,可靠性指某一设计系统中,可靠性指某一年的实际温度不超过设计温度的百分率。年的实际温度不超过设计温度的百分率。Superpave设计系统提供不同的可以采用设计系统提
10、供不同的可以采用的高温和低温的可靠度水平。的高温和低温的可靠度水平。18精选课件ppt路面最高温度的转化路面最高温度的转化在在Superpave路面设计体系中,在路面路面设计体系中,在路面下下20mm的路面最高设计温度按下式计算:的路面最高设计温度按下式计算:式中:式中:T20mm-路面下路面下20mm的路面最高设计温度;的路面最高设计温度;Tair最高最高7天的温度的平均值;天的温度的平均值;Lat工程所处的纬度,工程所处的纬度,。19精选课件ppt路面最低温度路面最低温度路面最低温度的转化路面最低温度的转化有两种确定路面最低温度的方法,第有两种确定路面最低温度的方法,第一,路面最低温度简单
11、地假定与最低气一,路面最低温度简单地假定与最低气温相同,这种方法最初由温相同,这种方法最初由SHRP研究人员研究人员提出,这是一种很保守的假定,因为在提出,这是一种很保守的假定,因为在冬天,路面的温度高于气温。第二用以冬天,路面的温度高于气温。第二用以下由加拿大研究人员提出的方法:下由加拿大研究人员提出的方法:式中:式中:Tmin-路表的最低设计温度;路表的最低设计温度;Tair最低温度的平均值。最低温度的平均值。20精选课件ppt荷载等级对胶结料选择的影响荷载等级对胶结料选择的影响A:SHRP胶结料选择方法假定路面承受快速移胶结料选择方法假定路面承受快速移动荷载。动荷载。B:动态剪切流变仪的
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