沥青结合料性能分级：AASHTO M 320 Superpave混合料体积设计：AASHTO M 323 Superpave 热拌沥青混合料（HMA）体积设 计：AASHTO R 35
沥青结合料性能分级 AASHTO M 320
沥青性能分级标准
——基于气候的分级体系

性能分级体系（Performance Grade）
性能等级
7天最高路面温度 最小路面温度
沥青结合料性能分级

M P1 M P1a M 320-03

G*/sinδ ——高温劲度； G*×sinδ ——中温劲度。 对于表2，按PP 42，结合T 313和T 314方法确定临界低温开裂温 度。 对于表2，按R 49（PP 42），结合T 313和T 314方法确定临界低 温开裂温度； 对于表3，按TP 70-09（MSCR）确定不能回收结合料的蠕变柔量， 其中“S”、“H”、“V”分别对应标准、高、非常高的交通量。

——Superpave技术（SUperior PERforming
Asphalt PAVEment)

——相关试验设备、方法、软件
Superpave技术

沥青结合（胶结）料性能规范（PG －）

MP1

M320

沥青混合料体积设计方法（SGC）

MP2
M323 R35


沥青混合料性能预测（SST）

M 320-05


M 320-09

主要试验方法




T 44, 沥青材料溶解度 T 48, 克利夫兰开口杯闪点‘与燃点 T 240, 沥青旋转薄膜烘箱试验(RTFOT) R 28, 沥青加速老化(PAV) T 313, 用弯曲梁流变仪测定沥青结合料的弯曲蠕变劲度 (BBR) T 314, 直接拉伸测定沥青结合料的断裂性质（DT） T 315, 用动态剪切流变仪测定沥青结合料的流变 (DSR) T 316, 用旋转粘度仪测定沥青结合料的粘度 TP 70, 用动态剪切流变仪进行沥青结合料的多级应力蠕 变恢复试验(MSCR)
Strategic Highway Research Program ——“公路战略研究计划”（SHRP）


1987～1993 1亿5千万美元 四个领域

——沥青 ——混凝土与结构 ——公路运营 ——路面长期性能（LTPP）
沥青项目研究成果

21项

沥青结合料10项 混合料体积设计3项 混合料分析与性能预测8项
deflection Load Deflection
Time
Time
弯曲蠕变曲线
BBR试验之m值
直接拉伸试验(DT)
stress
strain
确定低温开裂温度
8 7 6 8
温度应力,MPa 强度,MPa
7 6
温度应力MPa ,
4 3 2 1 0 -50 临界开裂温度
4 3 2 1 0 -10
-40
CCRDI
高性能沥青路面技术 (Superpave)
重庆交通科研设计院 （交通部重庆公路科学研究所） 周进川 二○○九年十一月
背景




1983～1984年，NRC提出一项特别研究报 告——“美国公路，加速寻求新技术” 1984年，AASHTO向美国国会游说支持SHRP 计划 1986年，提出SHRP最终研究计划报告 1987年，SHRP正式开始执行

主要优点：



针入度分级试验温度接近沥青的平均使用温度 试验与检测速度快 可方便地应用于现场实验室 设备费用较低 试验精度较确定 可测定沥青的温度敏感性
沥青针入度

主要缺点：
经验性的试验方法 剪切速率高，且是一个变量 不能获得拌和与压实温度数据 当25℃针入度相似时，不能反映沥青特 性的较大差异
动态剪切流变仪
动态剪切流变仪原理
粘弹性材料应力应变关系（DSR）
沥青材料的粘弹特性
弯曲梁流变试验

RTFOT+PAV后的沥青——低温性能：

蠕变劲度S≤300MPa 蠕变劲度曲线斜率m ≥0.300
弯曲梁流变仪（BBR）
BBR试验原理
BBR试验应力与变形曲线
Constant (Creep) Load
沥青分级标准
针入度分级标准（25℃） 粘度分级标准（60℃） 性能分级标准（达到相同标 准下的试验温度）

沥青针入度/粘度分级
稠度 (针入度或粘度)
针入度
粘度
hard A B soft
粘度
C
-15
25
温度, ℃
60
135
沥青针入度指标体系

原样沥青

根据回收沥青混合料选择沥青
建议的纯沥青等级 不改变 比通常使用沥青软一个等级 由掺合料产生的图表确定 RAP百分比 ＜15 15～25 ＞25
根据回收沥青混合料选择沥青


NCHRP Project 9-12项目的研究结果指出， 高劲度RAP（回收沥青为PG 88-4）比中、 低劲度（分别为 PG 82-16 and PG 82-22） 对混合沥青结合料的低温性能的影响更大。 参考NCHRP 452报告，可以根据回收RAP结 合料的低温劲度修改表中限制RAP掺量的数 据。
沥青品种
针入度级
A
AH-90
B
AH-70
C
AH-70
D
AH-70
性能等级 PG58-22 PG58-22 PG64-22 PG58-16
1、虽然沥青A、B的针入度等级不同，但其性能等级却相同 2、虽然沥青B、C、D的针入度等级相同，但其性能等级却不相 同（最大相差两个性能等级：12℃）
主要内容

合成集料要求

尺寸要求

公称最大尺寸

4.75mm～19.0mm用于表面层 用于底面层不大于37.5mm

级配控制点 级配分级



粗集料棱角性要求 细集料棱角性要求 砂当量要求 扁平细长颗粒要求
集料级配控制点
公称最大集料尺寸——控制点（通过百分率）
筛孔 尺寸
37.5
Min 90 Max 100 90

沥青针入度指标体系


满足同一标准的沥青可能有不同的温度敏 感性（组分不同）； 沥青指标与沥青路用性能的相关性并不显 著；



软化点可能存在假象 10℃（延度）不能代表真正的“低温” 针入度指数曲线的外延并不可靠（特别是对于 改性沥青）
不同油源生产的100#沥青——BTDC图
沥青针入度

两种沥青指标体系比较

性能级与针入度级是两种完全不同的指标体系 主要相同点：



都有闪点指标 都采用RTFOT或TFOT进行短期老化 都有RTFOT或TFOT后的质量损失指标要求

主要不同点：


分级指标不同 指标体系不同 针入度是经验性指标，性能级是流变指标
两种沥青指标体系比较

沥青的针入度等级和性能等级之间没有直 接关系。
标准技术要求
适用性



该Superpave体积混合料设计规范使用集料 和混合料性质去产生热拌沥青混合料生产 配合比 该标准为Superpave体积混合料设计而对结 合料、集料和热拌沥青混合料规定了最低 质量要求 对于Superpave体积混合料，该标准可用于 选择和评价材料
相关标准、方法与文献
沥青可工作性
——泵送、拌和

旋转粘度计（Brookfield）

135℃时的粘度 ≤ 3Pa.s
Brookfield旋转粘度计
applied torque from motor
spindle asphalt sample
sample chamber
生产安全性

闪点仪

闪点温度 ≥ 230 ℃
Superpave混合料体积设计 AASHTO M 323

AASHTO 标准

M 320, 沥青结合料性能分级 R 35, Superpave 热拌沥青混合料(HMA)体积设计 T 11, 矿粉水洗筛分 T 27, 粗、细集料筛分 T 164, 沥青结合料的抽提 T 170, 阿布森法沥青结合料回收 T 176, 用砂当量试验确定级配集料中的塑性细颗粒和粘土 T 283, 压实沥青混合料抗水损坏阻力 T 304，细集料未压实空隙含量 T 308, 用燃烧法确定热拌沥青混合料（HMA）的沥青含量 T 312, 用Superpave旋转压实机准备并测定热拌沥青混合料（HMA） 试件的密度 T 319, 从沥青混合料从抽提和回收沥青结合料
15 0
41 6
19 1
45 7
23 2
49 8
28 2
58 10
级配控制点与限制区
筛孔尺 寸 (mm) 25 19 12.5 9.5 2.36 1.18 0.6 23 49 34.6 22.3 16.7 34.6 28.3 20.7 28
Superpave-19
控制点 100 90 100 90 100 90 限制区
相关标准、方法与文献

ASTM 标准：

D 4791, 粗集料扁平、细长颗粒 D 5821, 确定粗集料破碎颗粒百分率 MS-2, 沥青混凝土和其他热拌类混合料设计方法 IS 128, HMA 路面混合料类型选择指南 LTPP 季节性沥青混凝土路面温度模型 LTPPBind 3.1 NCHRP Report 452: 回收沥青路面在Superpave 混合料设计方法 中的使用建议：技术员手册 TRB 项目 D9-12, Washington, DC, 2001.