贾渝谈SUPERPAVE（精选）

2020-04-16 来源：步旅网

贾渝谈SUPERPAVE（高性能沥青路面）

主持人：未来的交通国际论坛秘书长逯宇 
主持人：各位同行、各位网友，大家上午好，欢迎大家来到未来的交通国际论坛专家在线，

本期专家在线我们非常荣幸请到了江苏省交通科学研究院副总工程师、教授级高工贾渝，就SUPERPVAE与重交通路面性能与大家进行沟通和交流。首先请您介绍一下SUPERPVAE产生的背景是什么？与上世纪70年代美国交通量快速增长有什么样的关系？ 贾渝：SUPERPVAE产生的背景，实际上是跟70年代的美国交通是有关系的。按照当时美国规范修筑的路面，在70—80年代都产生了比较严重的早期损害，这些损害包括车辙、疲劳、低温开裂、水损害。为什么按照规范修的路照样产生损害，这就是因为这些规范是经

验的规范，不是性能规范，所以当一些条件，比如说材料、环境、交通量、施工工艺变化的时候，这些经验的规范就不灵了。实际上我个人觉得，我们在重复美国80年代那个现象。 一方面交通量在增长，另一方面，美国80年代在路上的科研经费也是严重的缺乏，所以美国国会就专门拨出了15000万美元来进行美国公路战略研究（SHRP），其中沥青课题5000万美元，Superpvae就是沥青课题的研究成果。 
主持人：SUPERPVAE的最核心技术是什么呢？ 
贾渝：应该有两个，一个是沥青胶结料性能规范，就是所谓的PG规范，这个规范不仅仅只注意到原样沥青的性能，更重视短期和长期老化后的性能。打个比方来说，我们一个人年纪轻的时候，没有什么毛病，但是老了以后，毛病就出来了。所以说胶结料PG等级不只是注意“年轻”时的性能，也要看到“老”了的时候，路面使用若干年以后的性能。另一个是SUPERPAVE混合料设计方法，1999年交通部在沈阳召开高速公路沥青路面技术研讨会，我在会上发表了一篇文章，就是《高性能沥青路面SUPERPAVE技术现状和我国的对策》，我明确的指出，SUPERPAVE是解决我国车辙问题的一个重要的途径。 
主持人：SUPERPAVE路面结构在重交通路面抗车辙能力方面优势在哪里？ 贾渝：SUPERPAVE也不是很新的东西，他的体系完全是过去继承发展过来的。虽然是发展过来的，但是与“马歇尔”相比还是有很多优点。 
第一，是增加了粗集料的含量，“马歇尔”粗集料的含量为50—60%，而SUPERPAVE粗集料用量为60—70%，而且4.75—9.5毫米的用量增加，分布比较均匀，明显的增加了抗车辙能力。 
第二，能够适应更大的集料粒径，我国现在使用的4英寸的“马歇尔”击实仪，实际上只能适应最大公称粒径只有19毫米的混合料，不管是ASTM或AASHTO的试验规范，或者是我们国家的试验规范JTJ052都是这样规定的，但这一点却被人们忽略了。我年轻的时候做马歇尔试验，当用25毫米混合料时，大于19毫米的要用13.2－19.0的集料替代，现在几乎没有人还记得这样一条规则，事实上即便替代了，马歇尔试件的体积性质又怎么能真实反映路上的情况呢？SUPERPAVE是用了150毫米直径试件解决了适应最大公称粒径25mm，甚至最大公称粒径37.5mm的集料的问题。 
第三， SUPERPAVE增加了一个2小时的短期老化时间，这跟生产实际情况是很符合的。试件拌和后立即测定的体积性质与2小时短期老化后的体积性质是完全不一样的。

第四， SUPERPAVE增加了粉胶比的指标，虽然经典的马歇尔设计方法，如沥青协会MS－2手册中也没有这个指标，但是美国的联邦公路局1988年在它的内部一个指南《沥青混合料生产和控制》中明确提出了这个要求。 
这个指标十分重要，在SUPERPAVE技术要求中细级配混合料要求0.6—1.2，粗级配为

0.8—1.6，在其范围之内，较大的值混合料径度也大，但是超过了这个最大值，粉太多，沥青胶结料太少，这个混合料就不粘，稳定性就差了。小于粉胶比的下限，沥青用量偏多，粉

太少，这种混合料也是不稳定的。因此一定要符合这个规范要求。我自己对这个指标有很多

的体会，我曾经对北京交叉路口的车辙进行调查，发现粉胶比都是远远超过联邦公路局这个标准的。江苏有一条路损害，其中有一个很重要的原因就是粉胶比差不多1.6—2.1，远远的超标。所以我觉得这个指标对于控制混合料是很重要的。 
另外，在粉胶比计算中，使用了有效沥青用量的概念，也就是说，集料会吸收一部分

沥青，吸收的这部分沥青对混合料来说是不起作用的。我们过去规范限制使用吸水率大于2%的集料，就是因为我们无法考虑吸收沥青，吸水率大了，吸收沥青也多了。现在新规范考虑了吸收沥青，所以集料吸水率也放宽到3%（高速公路表面层除外）。而美国允许的吸水率标准是4—5%的州就占了65%。我觉得修路一定要充分考虑利用地方资源。 主持人：请问如何在施工现场保证SUPERPAVE方法设计出来的沥青混合料的质量和路用性能得到有效的控制？重交通沥青路面施工有什么需要注意的？ 
贾渝：SUPERPAVE就是热拌沥青混合料，就是HMA。因此传统的混合料的生产控制都是有效的。也就是说要保证生产出来的混合料要跟设计的混合料一致，所谓一致就是要在一定的控制范围之内。对SUPERPAVE来说，需要特别注意的就是要保证很好的级配，SUPERPAVE相对难压，当然也提供了相对高的抗车辙能力。 
主持人
：我国现在正在大量使用改性沥青，原来SUPERPAVE体系不能充分的反映改性沥青的特性，现在这方面的研究有什么进展？ 
贾渝：SUPERPAVE胶结料性能规范的初衷是想得出一个既适合普通沥青，又适合改性沥青的规范，但是在SUPERPAVE研究期间（1989—1993），改性沥青应用不是太多的，所

以当时的规范对于改性沥青的数据是比较少，因此研究也不够深入，SUPERPAVE性能规范出来以后，导致了改性沥青应用的增加。1995年联邦公路局用ALF对SUPERPAVE胶结料规范验证时。发现G*/Sinδ对改性沥青不适应。详细报告可以参阅FHWA—RD—99—204，事实上NCHRP9—10课题在1996年也开始了改性沥青SUPERPAVE规范草案的研究，详细报告可参阅NCHRP报告465，NCHRP9—10采用重复蠕变试验方法对改性沥青进行研究，发现与车辙试验和SST试验都有较好的相关性。最近NCHRP9—10的研究成果又在联邦公路局的ALF上进行验证，这是一个统筹基金项目，有十几个州参加，总经费好几百万美元，现在正在研究。 
原来的SUPERPAVE对改性沥青到底怎么办呢？目前作为过渡，又有人提出了SUPERPAVEplus规范，就是在现有SUPERPAVEPG规范基础上，加上一些改性沥青的经验指标，例如弹性恢复、测力延度、粘韧性等，这些指标是改性沥青专有的、经验的东西，也不是一个性能指标。因为不是性能指标，所以也没有一个全国统一的规范。 目前，又有人在NCHRP9-10单应力应变蠕变试验的基础上提出多应力重复蠕变试验来替代这些plus指标，我们最终的方向应该是用流变学的方法和指标来改进我们的沥青规范。 
主持人：SUPERPAVE在国内的应用也很广泛，据不完全统计，全国现在已经有1000多万吨SUPERPAVE设计的混合料铺筑在1000多公里的高速公路上，并有40余套SUPERPAVE胶结料试验设备，80多台SUPERPAVE旋转压实仪，这个数字是不是有点保守呢？ 
贾渝：这是2003年的数据，据不完全统计，到2005年底全国累计铺筑有2640多万吨。主持人：业界对SUPERPAVE的认识似乎仍然有不清晰的地方，比如目前对SUPERPAVE的禁区争论比较大，您怎么样看待这样的问题，SUPERPAVE沥青混合料级配设计中的禁区是否存在，如果存在有没有必要？

贾渝：SUPERPAVE禁区问题，事实上说的人并不完全了解真相，SUPERPAVE出来的时候，关于禁区也是建议回避，并不是强制性规范要求，restrictzone译成禁区也没有什么错，后来，我改成限制区似乎更明确一些，尽管限制区的范围已在新的SUPERPAVE混合料体积设计（PP28）中已取消，但是有两个前提，一是细集料棱角性必须符合SUPERPAVE规范要求，二是混合料也必须符合SUPERPAVE规范要求。因此，我个人认为当您还不知道您的材料和混合料是否满足SUPERPAVE要求，我个人建议是能避则避，因为我个人的经验表明，老规范AC混合料的中值大多通过限制区，最大压实次数时仍要求有2%的空隙率，几乎都不能满足要求，因此，我建议能避则避。我更希望对这个问题感兴趣的同志做一

些扎实的工作，选择不同的集料，符合SUPERPAVE要求和不符和SUPERPAVE要求（FAA不合格），但都符合我国要求。选择在限制区上、下和内的各种级配，对这些混合料的路用性能做研究，得出自己的结论。 
网友：我理解老规范AC混合料，实际上也存在这样的禁区，但是没有指出来？ 
贾渝：老规范都通过禁区，而且都不能满足SUPERPAVE的要求，这是我个人的经验。

所以说能避则避。 
网友：SUPERPAVE就很明确的提出来了，更利于我们工作。 
主持人：有人认为SUPERPAVE技术即使在美国也是不完善的，存在大量的争议，同时推广SUPERPAVE技术需要大量进口国外的检测设备，投入大量的财力，与我国的国情不符，您怎么样看待这个问题？ 
贾渝
：有人认为SUPERPAVE技术即使在美国也是不完善的，存在大量争议，我认为这句话只说对了一点点，首先不完善，什么叫完善，什么叫成熟，不可能有一个技术是完全完善的，总可以通过不断地微调加以完善，TRBSUPERPAVE技术委员会委员，纽约州运输部总工程师PaulJ. Mack比喻说，一个有裂缝的杯子仍可以喝水，问题是这个杯子裂到什么程度，SUPERPAVE尽管还有待改进的地方，但它从1993年作为SHRP的研究成果，到今天成为一项实用技术，经过了10多年的时间，
这项技术已经完全进入了AASHTO和ASTM的规范，因此，这项技术是成熟的，如果不成熟，怎么能进AASHTO规范呢。 至于存在大量争议，我个人认为是不符合事实，争议并不可怕，事物总是在争论中前进，美国人总统也可以骂，又何妨一个SUPERPAVE技术。问题是是否存在大量争议，是否有许多写成批评SUPERPAVE技术的文章，嘴巴说可以随便说，但写成文章白纸黑字就不能那么随便了，所以我真诚的希望大家不要道听途说，自己好好地，扎扎实实地作研究。例如，江苏交科院已在交通厅立项对SUPERPAVE在中国应用中的一些问题进行深化研究，例如设计旋转压实次数问题，标准轴值换算问题，限制区问题，老化时间等等。我们也对改性沥青的SUPERPAVE技术指标作了部分研究等等。 
关于需要大量引进国外检测设备问题，这是事实，美国在SUPERPAVE初期同样也存在着使用这些新仪器，会淘汰许多旧仪器的问题，然而他们看到了这个技术是方向，由于新技术应用改善路用性能会带来更大好处，他们先作为暂行规范颁布，例如SUPERPAVE旋转压实仪初期只有两家生产，进入暂行规范后，到目前，已有七个厂家生产，至少10个以上型号，我们国家由于SUPERPAVE没有进入规范，厂家在观望，他们不愿进行风险投资，只要进入规范，我相信我国仪器工业的研究力量，绝大部分仪器都能生产制造，而且不会比他们差。事实上这也是我国公路仪器升级换代的大好商机。 
主持人：我们的预告发出之后，引起很多同行的关注，大家围绕SUPERPAVE与重交通沥青路面性能这样的主题，提出了很多的问题，因为时间的关系，我们可能没有办法对这些

问题一一的回答，有几个问题想请您给网友或同行们进行一些解释和回答。有一位同行问，他曾经有幸听到过沙庆林院士的学术讲座，沙院士在讲座中提到SUPERPAVE在美国和中

国的实际应用情况不是很理想，请问您对这一情况的看法？ 
贾渝：我虽然没有直接听过沙院士的讲演，但是我也听到过一些消息。我想讲两个故事。有一天，有人告诉我，有一个省修了第一条SUPERPAVE路面。我马上到网上一查，确实网上有这样的消息，而且也说了，虽然SUPERPAVE在本省实验是成功的，但是在XX省造成了很坏的社会影响。其实这篇文章所指的公路是京珠高速公路湖北段，
实际上我想跟大家说清楚到底是怎么回事，湖北在修SUPERPAVE路面之前，曾在107国道上修筑了一段试验路。我们也参与了，美国科氏公司也参与了，路面结构是4+6+6cm结构，使用了SUPERPAVE13、SUPERPAVE20，SUPERPAVE25的混合料，因为6cm厚的下面层与Sup25的混合料明显是不匹配，造成渗水，因此他们认为Sup混合料是渗水的。另一方面，规范要求必须有一层是密水的，因此，京珠高速湖北段4+6+6cm的结构最终使用了Sup13+AC20+Sup20混合结构。根据现在的认识，中面层承受应力最大，最易车辙，而使用了最容易车辙的混合料AC20。事实上，整个京珠，也只有在某些上坡路段有较大车辙，全线总体是好的。 
主持人：为什么上坡路段会有车辙呢？ 
贾渝：上坡路段速度慢，对路面的损害就更重。他们现在非常后悔的是，没有三层完全修成SUPERPAVE，如果是三层就好了。根据我们大家的认识，中面层受的应力最大，承受的车辙压力最大。这样的话，把这个看成SUPERPAVE在中国失败的例子，我认为这不是事实。 
另外一个例子，在国外所谓Supurpave失败的例子，就是Westrack，美国西部环道，这到底是一个什么样的项目？首先，这个项目是美国联邦公路局为制订一个“热拌沥青混合料与性能相关规范”而设计的，总经费为1300万美元。研究什么？主要是研究施工变量对沥青路面性能的影响。什么叫施工变量，比如说对沥青用量、混合料级配、现场空隙率等参数进行调整，模拟现场施工的情况有意修了不同路段，有26段实验路。有的路段沥青用量采用最佳沥青用量，有意的做成最佳沥青用量，减掉0.5％，加0.5％，加1.0％，看结果有什么不同，对现场空隙率也是采用4％、8％、12％控制。施工的时候他们有意的改变参数，通过这些不同参数组合后沥青路面的表现，找出施工变量对路用性能的影响。其次由于当时SUPERPAVE也刚出来，也想对SUPERPAVE做一些初步验证。后来Westrack试验一周后，某些路段发生了严重的车辙，美国一片哗然，就不知道这个技术里面缺了什么东西。后来，联邦公路局组织了一个专家组，进行了一个Forensicstudy，调查研究，但这不是一般的调查研究，象福尔摩斯侦探从调查破坏现象中的一些蛛丝马迹来推断以前的状况。这个研究的中期报告、最终报告也出来了，发表在Westrack.com网站上，我已经把最终调查报告翻译成中文，有兴趣的同志可来信索取。调查结果认为，车辙比较大的原因是VMA太大，导致高的沥青用量，因此建议对VMA，除了有最低要求之外，还要规定一个最大值。另外一个原因是为了加速环道破坏，路面结构太弱，对粗级配混合料不利，后来在NCAT环道试验中，他们最后的结论是粗级配、细级配的抗车辙能力是没有区别的。 实际上这个实验的结果，不是SUPERPAVE的问题。实际上项目本身也不是为了验证SUPERPAVE的，而是为了验证施工变量对路面的影响。 
主持人：大家很珍惜向您请教的机会，有网友提到另外一个问题，我国现行公路沥青路

面设计方法和美国沥青协会沥青路面设计方法主要区别是什么？我国新的沥青路面设计规范的改进和改进的意义是什么？对柔性路面与半刚性路面的比较性能的看法？ 贾渝：很抱歉，我对现行我国公路沥青路面设计方法和美国沥青协会沥青路面设计方法

研究不深，所以不敢妄加评论，不过有一点，我国方法是建立在半刚性基础上的沥青路面设

计方法，对柔性基层的沥青路面设计可能不灵。如果要问我国沥青混合料的设计方法和美国

沥青协会混合料设计方法有什么不同的话，我倒是可以详细的谈谈。事实上我上面已经谈到

了主要不同，我曾经在2001年第八期《公路杂志》上发表过一篇《论我国沥青混合料设计方法》，详细比较了两种方法的不同，有兴趣的同志可以找来看看，里面的内容还是很丰富的。 
主持人：有同行问，国外对SUPERPAVE有什么最新的研究成果？ 
贾渝：在沥青胶结料方面有SUPERPAVENCHRP 9—10的研究成果，有SUPERPAVEplus，SUPERPAVE高、低温PG等级选择，还有现场空隙率、最小层厚度和渗透性关系的研究，这些都是比较重要的研究成果。 
最小层厚度，新的研究结论是，细级配混合料层厚度大于等于3倍最大公称粒径，粗级配层厚度大于等于4倍最大公称粒径，SMA层厚度大于等于4倍最大公称粒径，这个研究成果跟我们的规范差别是很大的。我们的规范是没有分粗细的，就是2.5—3倍。SMA是2—2.5倍，所以说差别就太大了。这是人家的结论，当然也可以做研究，看看是不是。 主持人：您刚才提到高低温PG的选择，这是怎么回事呢？ 
贾渝：我在第九届实用沥青技术研讨会上发表过一篇文章，就是SUPERPAVEPG等级的选择，总结了高温、低温等级的选择方法，包括低温三个方法，高温两个方法。用于选择PG等级的设计温度是路面温度。 
主持人：路面设计温度和当地的气候有关吗？ 
贾渝：在PG分级里，沥青性能用高、低温两个指标来表征，如PG64－22，“64”表示七天平均路面最高设计温度，“－22”表示路面最低设计温度。根据工程项目所在地区的气温，可以计算出当地的最高、最低温度。用路面设计温度（采用一年中温度最高的7天周期的由空气温度转换过来的）。但是只考虑最高和最低温度是不够的，还应考虑极限温度在当

地持续的时间。比如在广州和北京，最热的连续七天的平均值可能很接近，但是广州高温天气持续时间长于北京的高温天气持续时间，所以在具体选择时要综合考虑“度*天数”的实际情况来选择胶结料的PG等级。 
主持人：非常感谢您今天给大家介绍了SUPERPAVE技术在国内外的应用优势，也分析了一些SUPERPAVE技术的热点问题。您在这方面的宝贵意见和一些研究成果，跟大家进行了很充分的沟通和交流，非常谢谢您。希望今后论坛的专家在线还有机会能请到您，也谢谢各位同行和网友的参与。 
贾渝：感谢未来的交通国际论坛给了我一个机会说出了我许多想说而没有说的话，我企图正确的理解SUPERPAVE技术，如果有不对的地方，也请大家批评指正。我一个人的精力非常有限，虽然我尽了最大的努力去学习、理解，去掌握SUPERPAVE技术，但面对SUPERPAVE技术产生的大量文献和实践，我也无法一一阅读和解决，我希望能跟大家一起把SUPERPAVE技术在中国用好，为改善我国的沥青路面性能做贡献。 
主持人：谢谢。 </TD>

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