瀝青材料的SHRP評(píng)價(jià)方法課件

大家好1大家好1瀝青材料的SHRP評(píng)價(jià)方法2瀝青材料的SHRP評(píng)價(jià)方法2內(nèi)容目錄一、SHRP簡(jiǎn)介二、SHRP方法包含有哪些指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)所表達(dá)的含義和工程意義三、SHRP指標(biāo)與傳統(tǒng)指標(biāo)的區(qū)別四、目前的應(yīng)用狀況及存在的問題3內(nèi)容目錄一、SHRP簡(jiǎn)介3一、SHRP簡(jiǎn)介SHRP簡(jiǎn)介及主要研究?jī)?nèi)容SHRP關(guān)于瀝青材料研究?jī)?nèi)容SHRP方法的基本思路4一、SHRP簡(jiǎn)介SHRP簡(jiǎn)介及主要研究?jī)?nèi)容41.SHRP簡(jiǎn)介及主要研究?jī)?nèi)容

SHRP是美國運(yùn)輸部聯(lián)邦公路總署在1982年委托國家研究中心所屬的交通運(yùn)輸部“在短時(shí)間內(nèi)，實(shí)施集中的、戰(zhàn)略性的公路研究計(jì)劃（StrategicHighwayResearchPrograme，簡(jiǎn)稱SHRP），以取得具有投資效益的效果”。目的是:改善其國家道路的使用性能和耐久性,使得這些道路對(duì)使用者及其維護(hù)者都更加安全。其主要研究?jī)?nèi)容為：51.SHRP簡(jiǎn)介及主要研究?jī)?nèi)容SHRP是美國運(yùn)輸部聯(lián)公路運(yùn)營混凝土與結(jié)構(gòu)瀝青（研究經(jīng)費(fèi)，5000萬美元）路面長期性能主要研究?jī)?nèi)容四個(gè)6公路運(yùn)營混凝土與結(jié)構(gòu)瀝青（研究經(jīng)費(fèi)，5000萬美元）路面長期2.SHRP關(guān)于瀝青材料研究?jī)?nèi)容

由于瀝青路面使用環(huán)境很復(fù)雜，有車輛、氣候、土壤地質(zhì)條件、材料狀況等影響，所以僅靠目前的三大指標(biāo)和其他簡(jiǎn)單物理性質(zhì)指標(biāo)，不能很好預(yù)測(cè)路面的使用變化。SHRP的研究主要任務(wù)有三個(gè)：制定一個(gè)以路面性能為基礎(chǔ)的瀝青膠結(jié)料規(guī)范；制定一個(gè)混合料規(guī)范；制定混合料規(guī)范相配套的混合料設(shè)計(jì)規(guī)范。72.SHRP關(guān)于瀝青材料研究?jī)?nèi)容由于瀝青路面使用環(huán)境

其核心內(nèi)容可以總結(jié)為“兩規(guī)范一方法一軟件”：瀝青膠結(jié)料性能分級(jí)規(guī)范瀝青混合料路用性能規(guī)范瀝青混合料設(shè)計(jì)方法高性能瀝青路面軟件8

其核心內(nèi)容可以總結(jié)為“兩規(guī)范一方法一軟件”：83.SHRP方法的基本思路基本思路abc研究瀝青的物理與化學(xué)性質(zhì)分別于路用性能的關(guān)系研究瀝青的物理和化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系研究瀝青混合料的性質(zhì)和路用性能的關(guān)系，并將研究結(jié)果用路用性能試驗(yàn)結(jié)果加以驗(yàn)證93.SHRP方法的基本思路基本思路abc研究瀝青的物理與化學(xué)二、SHRP方法包含有哪些指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)所表達(dá)的含義和工程意義

1、SHRP瀝青結(jié)合料路用性能規(guī)范2、每個(gè)指標(biāo)所表達(dá)的含義和工程意義10二、SHRP方法包含有哪些指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)所表達(dá)的含義和工程意

1、SHRP瀝青結(jié)合料路用性能規(guī)范

SHRP計(jì)劃的研究成果之一是提出了按性能分級(jí)(PerformanceGraded)的道路瀝青技術(shù)規(guī)范,它將瀝青材料的粘彈性能的本質(zhì)用流變學(xué)指標(biāo)進(jìn)行量化,提出了在高溫、中等溫度和低溫下與路面使用環(huán)境相關(guān)的流變特性指標(biāo)。PG分級(jí)中瀝青所滿足的溫度是路面的最高和最低設(shè)計(jì)溫度。例如,PG64-28表示瀝青路面的最高設(shè)計(jì)溫度為64℃,最低設(shè)計(jì)溫度為-28℃,并且該瀝青在中等溫度22℃下符合抗疲勞開裂的要求。111、SHRP瀝青結(jié)合料路用性能規(guī)范11瀝青使用性能等級(jí)PG46－PG52－34404610162228344046平均7天最高路面設(shè)計(jì)溫度℃a＜46＜52最低路面設(shè)計(jì)溫度℃a＞－34＞－40＞－46＞－10＞－16＞－22＞－28＞－34＞－40＞－46初始結(jié)合料閃點(diǎn)溫度，T48：最小℃a

230粘度，ASTMD4402：b最大，3pa·s，試驗(yàn)溫度，℃135動(dòng)態(tài)剪切，TP5：cG*/sinδ，最小1.00kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃4652RTFOT(T240)或TFOT（T179）殘留瀝青質(zhì)量損失，最大，%1.00動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*/sinδ，最小，2.20kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃4652PAV殘留瀝青（PP1）PAV老化溫度，℃d9090動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*sinδ，最大5000kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/,℃10742522191613107物理硬化指數(shù)e

報(bào)告蠕變勁度，TP1：fS，最大，300MPa，m－值，最小，0.300試驗(yàn)溫度@60s，℃－24－30－360－6－12－18－24－30－36直接拉伸，TP3：f破壞應(yīng)變，最小，1.0%試驗(yàn)溫度@1.0mm/min，℃－24－30－360－6－12－18－24－30－36美國SHRP瀝青結(jié)合料路用性能規(guī)范12瀝青使用性能等級(jí)PG46－PG52－3440461016瀝青使用性能等級(jí)PG58－PG64－1622283440101622283440平均7天最高路面設(shè)計(jì)溫度℃a＜58＜64最低路面設(shè)計(jì)溫度℃a＞－16＞－22＞－28＞－34＞－40＞－10＞－16＞－22＞－28＞－34＞－40初始結(jié)合料閃點(diǎn)溫度，T48：最低℃230粘度，ASTMD4402：b最大，3pa·s，試驗(yàn)溫度，℃135動(dòng)態(tài)剪切，TP5：cG*/sinδ，最小1.00kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃5864RTFOT(T240)或TFOT（T179）殘留瀝青質(zhì)量損失，最大，%1.00動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*/sinδ，最小，2.20kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃5864PAV殘留瀝青（PP1）PAV老化溫度，℃d100100動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*sinδ，最大5000kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/,℃2522191613312825221916物理硬化指數(shù)e

報(bào)告蠕變勁度，TP1：fS，最大，300MPa，m－值，最小，0.300試驗(yàn)溫度@60s，℃－6－12－18－24－300－6－12－18－24－30直接拉伸，TP3：f破壞應(yīng)變，最小，1.0%試驗(yàn)溫度@1.0mm/min，℃－6－12－18－24－300－6－12－18－24－3013瀝青使用性能等級(jí)PG58－PG64－1622283440瀝青使用性能等級(jí)PG70－PG76－1016222834401016222834平均7天最高路面設(shè)計(jì)溫度℃a＜70＜76最低路面設(shè)計(jì)溫度，℃a＞－10＞－16＞－22＞－28＞－34＞－40＞－10＞－16＞－22＞－28＞－34初始結(jié)合料閃點(diǎn)溫度，T48：最低℃230粘度，ASTMD4402：b最大，3pa·s，試驗(yàn)溫度，℃135動(dòng)態(tài)剪切，TP5：cG*/sinδ，最小1.00kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃7076RTFOT(T240)或TFOT（T179）殘留瀝青質(zhì)量損失，最大，%1.00動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*/sinδ，最小，2.20kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃7076PAV殘留瀝青（PP1）PAV老化溫度，℃d100（110）100（110）動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*sinδ，最大，5000kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/,℃3431282522193734312825物理硬化指數(shù)e

報(bào)告蠕變勁度，TP1：fS，最大，300MPa，m－值，最小，0.300試驗(yàn)溫度@60s，℃0－6－12－18－24－300－6－12－18－24直接℃拉伸，TP3：f破壞應(yīng)變，最小，1.0%試驗(yàn)溫度@1.0mm/min，℃0－6－12－18－24－300－6－12－18－2414瀝青使用性能等級(jí)PG70－PG76－10162228瀝青使用性能等級(jí)PG82－1016222834平均7天最高路面設(shè)計(jì)溫度℃a＜82最低路面設(shè)計(jì)溫度，℃a＞－10＞－16＞－22＞－28＞－34初始結(jié)合料閃點(diǎn)溫度，T48：最低℃230粘度，ASTMD4402：b最大，3pa·s，試驗(yàn)溫度，℃135動(dòng)態(tài)剪切，TP5：cG*/sinδ，最小1.00kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃82RTFOT(T240)或TFOT（T179）殘留瀝青質(zhì)量損失，最大，%1.00動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*/sinδ，最小，2.20kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃82PAV殘留瀝青（PP1）PAV老化溫度，℃d100（110）動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*sinδ，最大，5000kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/,℃4037343128物理硬化指數(shù)e

報(bào)告蠕變勁度，TP1：fS，最大，300MPa，m－值，最小，0.300試驗(yàn)溫度@60s，℃0－6－12－18－24直接℃拉伸，TP3：f破壞應(yīng)變，最小，1.0%試驗(yàn)溫度@1.0mm/min，℃0－6－12－18－2415瀝青使用性能等級(jí)PG82－1016222834平均7天最Superpave結(jié)合料分為七級(jí)，每級(jí)溫差6℃，見表，高溫等級(jí)（℃）低溫等級(jí)（℃）PG46－34－40－4652－10－16－22－28－34－40－4658－16－22－28－34－4064－10－16－22－28－34－4070－10－16－22－28－34－4076－10－16－22－28－3482－10－16－22－28－3416Superpave結(jié)合料分為七級(jí)，每級(jí)溫差6℃，見表，高溫其中，PG76和PG82只適用于慢速或長期荷載（如交叉口附近），或有超重載貨車交通流的路段設(shè)計(jì)。

Superpave結(jié)合料規(guī)范取代了在固定溫度進(jìn)行試驗(yàn)而改變?cè)囼?yàn)規(guī)定值要求的傳統(tǒng)做法，采用了試驗(yàn)要求值是固定的，而達(dá)到此規(guī)定值的溫度是變化的（根據(jù)當(dāng)?shù)販囟榷ǎ?7其中，PG76和PG82只適用于慢速或長期荷載（如交叉口附近瀝青使用性能等級(jí)PG52PG58－10－16－22－28－34－40－46－16－227d平均路面最高設(shè)計(jì)溫度℃＜52＜58最低路面設(shè)計(jì)溫度℃＞－10＞－16＞－22＞－28＞－34＞－40＞－46＞－16＞－22原始結(jié)合料閃點(diǎn)溫度，T48：最小℃230粘度，ASTMD4402：最大，3pa·s，（3000cp）試驗(yàn)溫度，℃135動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*/sinδ，最小1.00kpa試驗(yàn)溫度（℃）5258改變?cè)囼?yàn)溫度

Superpave結(jié)合料規(guī)范解釋如下：規(guī)范要求保持常量18瀝青使用性能等級(jí)PG52PG58－10－16－22－28瀝青使用性能等級(jí)動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*/sinδ，最小1.00kpa試驗(yàn)溫度,10rad/s/，℃旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱（T240）質(zhì)量損失，最大，%動(dòng)態(tài)剪切，TP5G*/sinδ，最小，2.20kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃

控制路面車轍而定的指標(biāo)19瀝青使用性能等級(jí)動(dòng)態(tài)剪切，TP5：旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱（T240）PAV路面老化溫度，℃動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*sinδ，最大5000kpa試驗(yàn)溫度，10rad/s/,℃物理硬化指數(shù)e蠕變勁度，TP1：S，最大，300MPa，m－值，最小，0.300試驗(yàn)溫度@60s，℃直接拉伸，TP3：破壞應(yīng)變，最小，1.0%試驗(yàn)溫度，1.0mm/min，℃為控制疲勞開裂而設(shè)定的指標(biāo)低溫開裂控制指標(biāo)標(biāo)20PAV路面老化溫度，℃動(dòng)態(tài)剪切，TP5：物理硬化指數(shù)e蠕變勁疲勞開裂永久變形（車轍）低溫（熱）開裂路面最常見的破壞現(xiàn)象提出三個(gè)控制路面性能的指標(biāo)

21疲勞開裂永久變形低溫路面最常見的破壞現(xiàn)象提出三個(gè)控制路面性能第二階段老化瀝青(RTFO)試驗(yàn)——代表拌合鋪筑過程中的瀝青Superpave結(jié)合料規(guī)范的另一個(gè)特點(diǎn)，模擬結(jié)合料壽命期三個(gè)臨界階段進(jìn)行瀝青結(jié)合料試驗(yàn)：

原始瀝青試驗(yàn)——代表運(yùn)輸儲(chǔ)存和裝卸階段的性質(zhì)第一階段第三階段物理硬化后的瀝青(PAV)試驗(yàn)——代表熱拌瀝青鋪筑后的長期老化階段22第二階段老化瀝青(RTFO)試驗(yàn)——代表拌合鋪筑過程中的瀝青Superpave結(jié)合料試驗(yàn)設(shè)備和目的見下表設(shè)備目的旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱（RTFOT）壓力老化箱（PAV）模擬結(jié)合料老化（施工、儲(chǔ)運(yùn)過程）模擬路面服務(wù)期老化（硬化，使用過程）動(dòng)力剪切流變儀（DSR）測(cè)試結(jié)合料高溫和中溫性能，測(cè)定復(fù)數(shù)剪切模量G*和相位角δ，確定車轍因子G*/sinδ(注1)，G*sinδ確定疲勞因子旋轉(zhuǎn)粘度儀（RV）測(cè)定結(jié)合料高溫性能(135℃，旋轉(zhuǎn)粘度3Pa·s，施工泵送和攤鋪方便)彎曲梁流變儀（BBR）直接拉力儀（DDT）測(cè)試結(jié)合料低溫性能測(cè)定入編重力度S和m值（注2）測(cè)定破壞應(yīng)變旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱壓力老化儀

動(dòng)態(tài)剪切流變儀旋轉(zhuǎn)粘度儀彎曲梁流變儀23Superpave結(jié)合料試驗(yàn)設(shè)備和目的見下表設(shè)備目的旋轉(zhuǎn)薄膜2、每個(gè)指標(biāo)所表達(dá)的含義和工程意義（1）閃點(diǎn)－瀝青試樣在規(guī)定尺寸的盛器內(nèi)，在規(guī)定的加熱條件下，瀝青受熱后，其輕質(zhì)組分蒸發(fā)的氣體，與周圍的空氣組成可燃性的混合氣體，以火焰引之，在瀝青試樣表面發(fā)生一瞬即滅的閃光時(shí)的最低溫度，以℃表示。用>230℃控制，表示施工安全性指標(biāo)；（2）最大粘度－粘度是指瀝青試樣在規(guī)定的溫度下，通過規(guī)定尺寸的流孔流出規(guī)定體積所需的時(shí)間。要求135℃時(shí)粘度＜3Pas，表示施工性能，例如泵送和操作；242、每個(gè)指標(biāo)所表達(dá)的含義和工程意義（1）閃點(diǎn)－瀝青試樣在規(guī)定（3）質(zhì)量損失－要求質(zhì)量損失≯1.0%，表示抗老化指標(biāo)，控制路面的過度老化；（4）RTFOT前后動(dòng)態(tài)剪切G*/sin－試驗(yàn)溫度為高溫等級(jí)的溫度，表示高溫穩(wěn)定性指標(biāo)，對(duì)未老化瀝青,要求G*/sin≥1KPa;對(duì)經(jīng)RTFOT瀝青,要求G*/sin≥2.2KPa。G*越大,越小,抗車轍能力越強(qiáng)。2525（5）PAV后動(dòng)態(tài)剪切G*sin－要求經(jīng)PAV瀝青G*sin≤5MPa。G*和值越小,材料越具柔性,抗疲勞開裂的能力越強(qiáng)，為疲勞性能指標(biāo)。（6）直接拉伸破壞應(yīng)變彎曲蠕變進(jìn)度及m值－對(duì)蠕變勁度低于300MPa的經(jīng)PAV老化的瀝青,其勁度隨時(shí)間的變化率m≥0.3(60s加載后),對(duì)于300≤S(t)≤600MPa，且m＞0.3的結(jié)合料,要求直接拉伸的破壞應(yīng)變≥1.0%，為低溫抗裂性指標(biāo)。2626三、SHRP指標(biāo)與傳統(tǒng)指標(biāo)的區(qū)別

1、現(xiàn)行評(píng)價(jià)瀝青性能的方法3、現(xiàn)行規(guī)范的局限性

2、現(xiàn)行規(guī)范瀝青分類依據(jù)4、SHRP與現(xiàn)行試驗(yàn)方法比較27三、SHRP指標(biāo)與傳統(tǒng)指標(biāo)的區(qū)別1、現(xiàn)行評(píng)價(jià)瀝青性能的關(guān)于瀝青性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，國際上還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行評(píng)價(jià)瀝青性能的方法有三大類：一、采用瀝青性能指標(biāo)的變化程度來衡量，如針入度、軟化點(diǎn)、延度的變化程度；二、針對(duì)改性瀝青的特點(diǎn)開發(fā)的試驗(yàn)方法，如彈性恢復(fù)試驗(yàn)、粘韌性試驗(yàn)、離析試驗(yàn)等；三、美國公路戰(zhàn)略研究計(jì)劃（SHRP）提出的瀝青結(jié)合料性能規(guī)范1、現(xiàn)行評(píng)價(jià)瀝青性能的方法28關(guān)于瀝青性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，國際上還沒有統(tǒng)

2、現(xiàn)行規(guī)范瀝青分類依據(jù)：

25℃的針入度（稠度）、60℃和

135℃時(shí)粘度和15℃時(shí)的延伸率等。

29

2、現(xiàn)行規(guī)范瀝青分類依據(jù)：293、現(xiàn)行規(guī)范的局限性：測(cè)定三大指標(biāo)的溫度范圍（15～135℃）比實(shí)際路面瀝青應(yīng)用的溫度范圍窄。按現(xiàn)行規(guī)范，相同等級(jí)的瀝青路用性能相差可能會(huì)很大。各地選用瀝青僅憑經(jīng)驗(yàn)確定等級(jí)。303、現(xiàn)行規(guī)范的局限性：30

4、SHRP與現(xiàn)行試驗(yàn)方法比較

1、瀝青

（1）有關(guān)瀝青性能指標(biāo)：

SHRP不再進(jìn)行針入度、延度、軟化點(diǎn)等現(xiàn)行常規(guī)試驗(yàn),而是完成以下驗(yàn):①原狀瀝青:閃點(diǎn)、粘度(135℃)、動(dòng)態(tài)剪切;②旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱殘留瀝青:質(zhì)量損失、動(dòng)態(tài)剪切;③壓力老化試驗(yàn)殘留瀝青:動(dòng)態(tài)剪切、蠕變勁度、直接拉伸。

314、SHRP與現(xiàn)行試驗(yàn)方法比較31（2）瀝青分級(jí)SHRP不再進(jìn)行現(xiàn)行常規(guī)的針入度和粘度分級(jí),而直接采用適合于工程當(dāng)?shù)刈罡摺⒆畹蜌鉁氐臏夭罘秶鳛闉r青分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),如PG52-28表示該標(biāo)號(hào)瀝青適合工作狀態(tài):全年平均7天最高路面設(shè)計(jì)溫度低于52℃,全年最低路面設(shè)計(jì)溫度高于-28℃。SHRP將瀝青分為36個(gè)標(biāo)號(hào),覆蓋的工作溫度范圍為最高路面設(shè)計(jì)溫度46～82℃,最低路面設(shè)計(jì)溫度為-46～-10℃。32（2）瀝青分級(jí)32

2、瀝青混合料SHRP配合比設(shè)計(jì)采用了體積設(shè)計(jì),試件采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)法成型,不使用常規(guī)馬歇爾法成型設(shè)計(jì)和通過馬歇爾試驗(yàn)完成配合比設(shè)計(jì)。配合比設(shè)計(jì)控制的標(biāo)準(zhǔn)是:VV(4%)、VMA(與公稱最大集料尺寸有關(guān))、VFA(與交通量有關(guān))、礦粉與瀝青之比DP。雖然馬歇爾試驗(yàn)法最終也考慮了VV、VMA、VFA等物理量,但SHRP的試件成型更符合工程實(shí)際,且對(duì)各項(xiàng)物理量指標(biāo)有明確的量化值,對(duì)施工有直接的指導(dǎo)意義。332、瀝青混合料33四、目前的應(yīng)用狀況或存在的問題1、應(yīng)用案例

2、存在的問題34四、目前的應(yīng)用狀況或存在的問題1、應(yīng)用案例2、存在的問題3應(yīng)用案例1：

漳龍高速公路是國家重點(diǎn)干線廈門至昆明公路的重要組成部分，全長117km，雙向四車道。工程地處福建西南部，該地區(qū)氣候炎熱潮濕，交通荷載極大，多為運(yùn)載煤炭或水泥的載重車，軸重大，行車速度緩慢，一個(gè)車道累計(jì)當(dāng)量軸載達(dá)17，133，470次。為尋求適應(yīng)于高速公路高服務(wù)年限及高性能的瀝青混凝土路面的結(jié)構(gòu)類型及施工工藝，漳龍高速公路新祠至和溪段上面層采用4cm厚改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA—13，在試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、施工中除吸收國內(nèi)外SMA有關(guān)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)外，結(jié)合工程實(shí)際，應(yīng)用了美國公路戰(zhàn)略研究計(jì)劃（SHRP）關(guān)于高性能瀝青路面（Superpave）的研究成果，并在改性瀝青選擇上，根據(jù)Superpave結(jié)合料性能分級(jí)規(guī)范確定改性瀝青等級(jí)，從而避免了現(xiàn)行針入度分級(jí)方法的經(jīng)驗(yàn)性和局限性。在混合料設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量控制上參考Superpave的體積設(shè)計(jì)與美國SMA最新規(guī)范，使SMA混合料設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量控制更加合理。35應(yīng)用案例1：35

應(yīng)用案例2：

吉林省長余高速公路是國家干線公路,全長160km,地處吉林省東部,氣候特點(diǎn)屬亞熱帶,夏熱冬寒,溫差幅度較大,特別是冬季時(shí)間漫長,多雪,氣溫變化明顯,時(shí)有驟然降溫現(xiàn)象發(fā)生。此氣候特點(diǎn)不可避免地會(huì)給高速公路路面帶來很大的破壞,如:出現(xiàn)溫縮裂縫;由于路面產(chǎn)生裂縫,形成積水,經(jīng)過一個(gè)冬季反復(fù)凍融,造成路面嚴(yán)重?fù)p壞。為盡量避免上述現(xiàn)象的發(fā)生,采用較高標(biāo)號(hào)的瀝青或改性瀝青應(yīng)該是一個(gè)較好的解決辦法。長余高速公路根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn),在兼顧高溫車轍和水損害的同時(shí),經(jīng)過大量室內(nèi)試驗(yàn)和試驗(yàn)路鋪裝檢測(cè),參照交通部標(biāo)準(zhǔn)及美國SHRP規(guī)范瀝青結(jié)合料標(biāo)準(zhǔn),決定采用PG等級(jí)為64-34的SBS改性瀝青,并制定長余高速公路改性瀝青常規(guī)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和SHRP規(guī)范PG檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐證明,采用兩套標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改性瀝青檢測(cè),既保證了瀝青質(zhì)量,又使改性瀝青混合料各項(xiàng)指標(biāo)滿足交通部規(guī)范要求。36應(yīng)用案例2：362、存在的問題

目前,雖然在瀝青產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范中多采用按針入度分級(jí)、按粘度分級(jí)體系,但SHRP計(jì)劃所提出的性能分級(jí)作為一種新生事物和新的技術(shù),正在為世界許多國家所學(xué)習(xí)、采納和使用。但是就瀝青產(chǎn)品而言,由于試驗(yàn)的條件性和不準(zhǔn)確性,在采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法對(duì)瀝青產(chǎn)品的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定時(shí),一個(gè)性質(zhì)的真值不可能被精確地測(cè)定出來,而需要根據(jù)測(cè)定值推算出一個(gè)可能包含其真值的范圍。尤其對(duì)于PG性能分級(jí)所要求的技術(shù)指標(biāo)中大部分為新開發(fā)的、專用的試驗(yàn)儀器和方法,因此各單位在使用這些儀器、方法時(shí)存在著這樣的問題:試驗(yàn)結(jié)果的可信度為多少。372、存在的問題37

Superpave的設(shè)備昂貴，不利于大規(guī)模推廣，同時(shí)由于我國與美國的標(biāo)準(zhǔn)軸載、氣候特點(diǎn)和交通量特點(diǎn)不同，因此Superpave的具體指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)直接引用比較困難。38Superpave的設(shè)備昂貴，不利于大規(guī)模謝謝39謝謝39大家好40大家好1瀝青材料的SHRP評(píng)價(jià)方法41瀝青材料的SHRP評(píng)價(jià)方法2內(nèi)容目錄一、SHRP簡(jiǎn)介二、SHRP方法包含有哪些指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)所表達(dá)的含義和工程意義三、SHRP指標(biāo)與傳統(tǒng)指標(biāo)的區(qū)別四、目前的應(yīng)用狀況及存在的問題42內(nèi)容目錄一、SHRP簡(jiǎn)介3一、SHRP簡(jiǎn)介SHRP簡(jiǎn)介及主要研究?jī)?nèi)容SHRP關(guān)于瀝青材料研究?jī)?nèi)容SHRP方法的基本思路43一、SHRP簡(jiǎn)介SHRP簡(jiǎn)介及主要研究?jī)?nèi)容41.SHRP簡(jiǎn)介及主要研究?jī)?nèi)容

SHRP是美國運(yùn)輸部聯(lián)邦公路總署在1982年委托國家研究中心所屬的交通運(yùn)輸部“在短時(shí)間內(nèi)，實(shí)施集中的、戰(zhàn)略性的公路研究計(jì)劃（StrategicHighwayResearchPrograme，簡(jiǎn)稱SHRP），以取得具有投資效益的效果”。目的是:改善其國家道路的使用性能和耐久性,使得這些道路對(duì)使用者及其維護(hù)者都更加安全。其主要研究?jī)?nèi)容為：441.SHRP簡(jiǎn)介及主要研究?jī)?nèi)容SHRP是美國運(yùn)輸部聯(lián)公路運(yùn)營混凝土與結(jié)構(gòu)瀝青（研究經(jīng)費(fèi)，5000萬美元）路面長期性能主要研究?jī)?nèi)容四個(gè)45公路運(yùn)營混凝土與結(jié)構(gòu)瀝青（研究經(jīng)費(fèi)，5000萬美元）路面長期2.SHRP關(guān)于瀝青材料研究?jī)?nèi)容

由于瀝青路面使用環(huán)境很復(fù)雜，有車輛、氣候、土壤地質(zhì)條件、材料狀況等影響，所以僅靠目前的三大指標(biāo)和其他簡(jiǎn)單物理性質(zhì)指標(biāo)，不能很好預(yù)測(cè)路面的使用變化。SHRP的研究主要任務(wù)有三個(gè)：制定一個(gè)以路面性能為基礎(chǔ)的瀝青膠結(jié)料規(guī)范；制定一個(gè)混合料規(guī)范；制定混合料規(guī)范相配套的混合料設(shè)計(jì)規(guī)范。462.SHRP關(guān)于瀝青材料研究?jī)?nèi)容由于瀝青路面使用環(huán)境

其核心內(nèi)容可以總結(jié)為“兩規(guī)范一方法一軟件”：瀝青膠結(jié)料性能分級(jí)規(guī)范瀝青混合料路用性能規(guī)范瀝青混合料設(shè)計(jì)方法高性能瀝青路面軟件47

其核心內(nèi)容可以總結(jié)為“兩規(guī)范一方法一軟件”：83.SHRP方法的基本思路基本思路abc研究瀝青的物理與化學(xué)性質(zhì)分別于路用性能的關(guān)系研究瀝青的物理和化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系研究瀝青混合料的性質(zhì)和路用性能的關(guān)系，并將研究結(jié)果用路用性能試驗(yàn)結(jié)果加以驗(yàn)證483.SHRP方法的基本思路基本思路abc研究瀝青的物理與化學(xué)二、SHRP方法包含有哪些指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)所表達(dá)的含義和工程意義

1、SHRP瀝青結(jié)合料路用性能規(guī)范2、每個(gè)指標(biāo)所表達(dá)的含義和工程意義49二、SHRP方法包含有哪些指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)所表達(dá)的含義和工程意

1、SHRP瀝青結(jié)合料路用性能規(guī)范

SHRP計(jì)劃的研究成果之一是提出了按性能分級(jí)(PerformanceGraded)的道路瀝青技術(shù)規(guī)范,它將瀝青材料的粘彈性能的本質(zhì)用流變學(xué)指標(biāo)進(jìn)行量化,提出了在高溫、中等溫度和低溫下與路面使用環(huán)境相關(guān)的流變特性指標(biāo)。PG分級(jí)中瀝青所滿足的溫度是路面的最高和最低設(shè)計(jì)溫度。例如,PG64-28表示瀝青路面的最高設(shè)計(jì)溫度為64℃,最低設(shè)計(jì)溫度為-28℃,并且該瀝青在中等溫度22℃下符合抗疲勞開裂的要求。501、SHRP瀝青結(jié)合料路用性能規(guī)范11瀝青使用性能等級(jí)PG46－PG52－34404610162228344046平均7天最高路面設(shè)計(jì)溫度℃a＜46＜52最低路面設(shè)計(jì)溫度℃a＞－34＞－40＞－46＞－10＞－16＞－22＞－28＞－34＞－40＞－46初始結(jié)合料閃點(diǎn)溫度，T48：最小℃a

230粘度，ASTMD4402：b最大，3pa·s，試驗(yàn)溫度，℃135動(dòng)態(tài)剪切，TP5：cG*/sinδ，最小1.00kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃4652RTFOT(T240)或TFOT（T179）殘留瀝青質(zhì)量損失，最大，%1.00動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*/sinδ，最小，2.20kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃4652PAV殘留瀝青（PP1）PAV老化溫度，℃d9090動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*sinδ，最大5000kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/,℃10742522191613107物理硬化指數(shù)e

報(bào)告蠕變勁度，TP1：fS，最大，300MPa，m－值，最小，0.300試驗(yàn)溫度@60s，℃－24－30－360－6－12－18－24－30－36直接拉伸，TP3：f破壞應(yīng)變，最小，1.0%試驗(yàn)溫度@1.0mm/min，℃－24－30－360－6－12－18－24－30－36美國SHRP瀝青結(jié)合料路用性能規(guī)范51瀝青使用性能等級(jí)PG46－PG52－3440461016瀝青使用性能等級(jí)PG58－PG64－1622283440101622283440平均7天最高路面設(shè)計(jì)溫度℃a＜58＜64最低路面設(shè)計(jì)溫度℃a＞－16＞－22＞－28＞－34＞－40＞－10＞－16＞－22＞－28＞－34＞－40初始結(jié)合料閃點(diǎn)溫度，T48：最低℃230粘度，ASTMD4402：b最大，3pa·s，試驗(yàn)溫度，℃135動(dòng)態(tài)剪切，TP5：cG*/sinδ，最小1.00kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃5864RTFOT(T240)或TFOT（T179）殘留瀝青質(zhì)量損失，最大，%1.00動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*/sinδ，最小，2.20kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃5864PAV殘留瀝青（PP1）PAV老化溫度，℃d100100動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*sinδ，最大5000kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/,℃2522191613312825221916物理硬化指數(shù)e

報(bào)告蠕變勁度，TP1：fS，最大，300MPa，m－值，最小，0.300試驗(yàn)溫度@60s，℃－6－12－18－24－300－6－12－18－24－30直接拉伸，TP3：f破壞應(yīng)變，最小，1.0%試驗(yàn)溫度@1.0mm/min，℃－6－12－18－24－300－6－12－18－24－3052瀝青使用性能等級(jí)PG58－PG64－1622283440瀝青使用性能等級(jí)PG70－PG76－1016222834401016222834平均7天最高路面設(shè)計(jì)溫度℃a＜70＜76最低路面設(shè)計(jì)溫度，℃a＞－10＞－16＞－22＞－28＞－34＞－40＞－10＞－16＞－22＞－28＞－34初始結(jié)合料閃點(diǎn)溫度，T48：最低℃230粘度，ASTMD4402：b最大，3pa·s，試驗(yàn)溫度，℃135動(dòng)態(tài)剪切，TP5：cG*/sinδ，最小1.00kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃7076RTFOT(T240)或TFOT（T179）殘留瀝青質(zhì)量損失，最大，%1.00動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*/sinδ，最小，2.20kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃7076PAV殘留瀝青（PP1）PAV老化溫度，℃d100（110）100（110）動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*sinδ，最大，5000kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/,℃3431282522193734312825物理硬化指數(shù)e

報(bào)告蠕變勁度，TP1：fS，最大，300MPa，m－值，最小，0.300試驗(yàn)溫度@60s，℃0－6－12－18－24－300－6－12－18－24直接℃拉伸，TP3：f破壞應(yīng)變，最小，1.0%試驗(yàn)溫度@1.0mm/min，℃0－6－12－18－24－300－6－12－18－2453瀝青使用性能等級(jí)PG70－PG76－10162228瀝青使用性能等級(jí)PG82－1016222834平均7天最高路面設(shè)計(jì)溫度℃a＜82最低路面設(shè)計(jì)溫度，℃a＞－10＞－16＞－22＞－28＞－34初始結(jié)合料閃點(diǎn)溫度，T48：最低℃230粘度，ASTMD4402：b最大，3pa·s，試驗(yàn)溫度，℃135動(dòng)態(tài)剪切，TP5：cG*/sinδ，最小1.00kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃82RTFOT(T240)或TFOT（T179）殘留瀝青質(zhì)量損失，最大，%1.00動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*/sinδ，最小，2.20kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃82PAV殘留瀝青（PP1）PAV老化溫度，℃d100（110）動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*sinδ，最大，5000kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/,℃4037343128物理硬化指數(shù)e

報(bào)告蠕變勁度，TP1：fS，最大，300MPa，m－值，最小，0.300試驗(yàn)溫度@60s，℃0－6－12－18－24直接℃拉伸，TP3：f破壞應(yīng)變，最小，1.0%試驗(yàn)溫度@1.0mm/min，℃0－6－12－18－2454瀝青使用性能等級(jí)PG82－1016222834平均7天最Superpave結(jié)合料分為七級(jí)，每級(jí)溫差6℃，見表，高溫等級(jí)（℃）低溫等級(jí)（℃）PG46－34－40－4652－10－16－22－28－34－40－4658－16－22－28－34－4064－10－16－22－28－34－4070－10－16－22－28－34－4076－10－16－22－28－3482－10－16－22－28－3455Superpave結(jié)合料分為七級(jí)，每級(jí)溫差6℃，見表，高溫其中，PG76和PG82只適用于慢速或長期荷載（如交叉口附近），或有超重載貨車交通流的路段設(shè)計(jì)。

Superpave結(jié)合料規(guī)范取代了在固定溫度進(jìn)行試驗(yàn)而改變?cè)囼?yàn)規(guī)定值要求的傳統(tǒng)做法，采用了試驗(yàn)要求值是固定的，而達(dá)到此規(guī)定值的溫度是變化的（根據(jù)當(dāng)?shù)販囟榷ǎ?6其中，PG76和PG82只適用于慢速或長期荷載（如交叉口附近瀝青使用性能等級(jí)PG52PG58－10－16－22－28－34－40－46－16－227d平均路面最高設(shè)計(jì)溫度℃＜52＜58最低路面設(shè)計(jì)溫度℃＞－10＞－16＞－22＞－28＞－34＞－40＞－46＞－16＞－22原始結(jié)合料閃點(diǎn)溫度，T48：最小℃230粘度，ASTMD4402：最大，3pa·s，（3000cp）試驗(yàn)溫度，℃135動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*/sinδ，最小1.00kpa試驗(yàn)溫度（℃）5258改變?cè)囼?yàn)溫度

Superpave結(jié)合料規(guī)范解釋如下：規(guī)范要求保持常量57瀝青使用性能等級(jí)PG52PG58－10－16－22－28瀝青使用性能等級(jí)動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*/sinδ，最小1.00kpa試驗(yàn)溫度,10rad/s/，℃旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱（T240）質(zhì)量損失，最大，%動(dòng)態(tài)剪切，TP5G*/sinδ，最小，2.20kpa試驗(yàn)溫度@10rad/s/，℃

控制路面車轍而定的指標(biāo)58瀝青使用性能等級(jí)動(dòng)態(tài)剪切，TP5：旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱（T240）PAV路面老化溫度，℃動(dòng)態(tài)剪切，TP5：G*sinδ，最大5000kpa試驗(yàn)溫度，10rad/s/,℃物理硬化指數(shù)e蠕變勁度，TP1：S，最大，300MPa，m－值，最小，0.300試驗(yàn)溫度@60s，℃直接拉伸，TP3：破壞應(yīng)變，最小，1.0%試驗(yàn)溫度，1.0mm/min，℃為控制疲勞開裂而設(shè)定的指標(biāo)低溫開裂控制指標(biāo)標(biāo)59PAV路面老化溫度，℃動(dòng)態(tài)剪切，TP5：物理硬化指數(shù)e蠕變勁疲勞開裂永久變形（車轍）低溫（熱）開裂路面最常見的破壞現(xiàn)象提出三個(gè)控制路面性能的指標(biāo)

60疲勞開裂永久變形低溫路面最常見的破壞現(xiàn)象提出三個(gè)控制路面性能第二階段老化瀝青(RTFO)試驗(yàn)——代表拌合鋪筑過程中的瀝青Superpave結(jié)合料規(guī)范的另一個(gè)特點(diǎn)，模擬結(jié)合料壽命期三個(gè)臨界階段進(jìn)行瀝青結(jié)合料試驗(yàn)：

原始瀝青試驗(yàn)——代表運(yùn)輸儲(chǔ)存和裝卸階段的性質(zhì)第一階段第三階段物理硬化后的瀝青(PAV)試驗(yàn)——代表熱拌瀝青鋪筑后的長期老化階段61第二階段老化瀝青(RTFO)試驗(yàn)——代表拌合鋪筑過程中的瀝青Superpave結(jié)合料試驗(yàn)設(shè)備和目的見下表設(shè)備目的旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱（RTFOT）壓力老化箱（PAV）模擬結(jié)合料老化（施工、儲(chǔ)運(yùn)過程）模擬路面服務(wù)期老化（硬化，使用過程）動(dòng)力剪切流變儀（DSR）測(cè)試結(jié)合料高溫和中溫性能，測(cè)定復(fù)數(shù)剪切模量G*和相位角δ，確定車轍因子G*/sinδ(注1)，G*sinδ確定疲勞因子旋轉(zhuǎn)粘度儀（RV）測(cè)定結(jié)合料高溫性能(135℃，旋轉(zhuǎn)粘度3Pa·s，施工泵送和攤鋪方便)彎曲梁流變儀（BBR）直接拉力儀（DDT）測(cè)試結(jié)合料低溫性能測(cè)定入編重力度S和m值（注2）測(cè)定破壞應(yīng)變旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱壓力老化儀

動(dòng)態(tài)剪切流變儀旋轉(zhuǎn)粘度儀彎曲梁流變儀62Superpave結(jié)合料試驗(yàn)設(shè)備和目的見下表設(shè)備目的旋轉(zhuǎn)薄膜2、每個(gè)指標(biāo)所表達(dá)的含義和工程意義（1）閃點(diǎn)－瀝青試樣在規(guī)定尺寸的盛器內(nèi)，在規(guī)定的加熱條件下，瀝青受熱后，其輕質(zhì)組分蒸發(fā)的氣體，與周圍的空氣組成可燃性的混合氣體，以火焰引之，在瀝青試樣表面發(fā)生一瞬即滅的閃光時(shí)的最低溫度，以℃表示。用>230℃控制，表示施工安全性指標(biāo)；（2）最大粘度－粘度是指瀝青試樣在規(guī)定的溫度下，通過規(guī)定尺寸的流孔流出規(guī)定體積所需的時(shí)間。要求135℃時(shí)粘度＜3Pas，表示施工性能，例如泵送和操作；632、每個(gè)指標(biāo)所表達(dá)的含義和工程意義（1）閃點(diǎn)－瀝青試樣在規(guī)定（3）質(zhì)量損失－要求質(zhì)量損失≯1.0%，表示抗老化指標(biāo)，控制路面的過度老化；（4）RTFOT前后動(dòng)態(tài)剪切G*/sin－試驗(yàn)溫度為高溫等級(jí)的溫度，表示高溫穩(wěn)定性指標(biāo)，對(duì)未老化瀝青,要求G*/sin≥1KPa;對(duì)經(jīng)RTFOT瀝青,要求G*/sin≥2.2KPa。G*越大,越小,抗車轍能力越強(qiáng)。6425（5）PAV后動(dòng)態(tài)剪切G*sin－要求經(jīng)PAV瀝青G*sin≤5MPa。G*和值越小,材料越具柔性,抗疲勞開裂的能力越強(qiáng)，為疲勞性能指標(biāo)。（6）直接拉伸破壞應(yīng)變彎曲蠕變進(jìn)度及m值－對(duì)蠕變勁度低于300MPa的經(jīng)PAV老化的瀝青,其勁度隨時(shí)間的變化率m≥0.3(60s加載后),對(duì)于300≤S(t)≤600MPa，且m＞0.3的結(jié)合料,要求直接拉伸的破壞應(yīng)變≥1.0%，為低溫抗裂性指標(biāo)。6526三、SHRP指標(biāo)與傳統(tǒng)指標(biāo)的區(qū)別

1、現(xiàn)行評(píng)價(jià)瀝青性能的方法3、現(xiàn)行規(guī)范的局限性

2、現(xiàn)行規(guī)范瀝青分類依據(jù)4、SHRP與現(xiàn)行試驗(yàn)方法比較66三、SHRP指標(biāo)與傳統(tǒng)指標(biāo)的區(qū)別1、現(xiàn)行評(píng)價(jià)瀝青性能的關(guān)于瀝青性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，國際上還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行評(píng)價(jià)瀝青性能的方法有三大類：一、采用瀝青性能指標(biāo)的變化程度來衡量，如針入度、軟化點(diǎn)、延度的變化程度；二、針對(duì)改性瀝青的特點(diǎn)開發(fā)的試驗(yàn)方法，如彈性恢復(fù)試驗(yàn)、粘韌性試驗(yàn)、離析試驗(yàn)等；三、美國公路戰(zhàn)略研究計(jì)劃（SHRP）提出的瀝青結(jié)合料性能規(guī)范1、現(xiàn)行評(píng)價(jià)瀝青性能的方法67關(guān)于瀝青性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，國際上還沒有統(tǒng)

2、現(xiàn)行規(guī)范瀝青分類依據(jù)：

25℃的針入度（稠度）、60℃和

135℃時(shí)粘度和15℃時(shí)的延伸率等。

68

2、現(xiàn)行規(guī)范瀝青分類依據(jù)：293、現(xiàn)行規(guī)范的局限性：測(cè)定三大指標(biāo)的溫度范圍（15～135℃）比實(shí)際路面瀝青應(yīng)用的溫度范圍窄。按現(xiàn)行規(guī)范，相同等級(jí)的瀝青路用性能相差可能會(huì)很大。各地選用瀝青僅憑經(jīng)驗(yàn)確定等級(jí)。693、現(xiàn)行規(guī)范的局限性：30

4、SHRP與現(xiàn)行試驗(yàn)方法比較

1、瀝青

（1）有關(guān)瀝青性能指標(biāo)：

SHRP不再進(jìn)行針入度、延度、軟化點(diǎn)等現(xiàn)行常規(guī)試驗(yàn),而是完成以下驗(yàn):①原狀瀝青:閃點(diǎn)、粘度(135℃)、動(dòng)態(tài)剪切;②旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱殘留瀝青:質(zhì)量損失、動(dòng)態(tài)剪切;③壓力老化試驗(yàn)殘留瀝青:動(dòng)態(tài)剪切、蠕變勁度、直接拉伸。

704、SHRP與現(xiàn)行試驗(yàn)方法比較31（2）瀝青分級(jí)SHRP不再進(jìn)行現(xiàn)行常