-沥青碎石-AC-SMA资料讲解

柔性基层与沥青面层白琦峰江苏省交通科学研究院二OO九年四月半刚性基层沥青路面的常见病害我国早期高速公路沥青路面典型结构

路名面层及厚度（cm）基层及厚度（cm）底基层及厚度（cm）沪嘉高速中粒式＋粗粒式＋沥青贯入（17）粉煤灰三渣（46）砂砾（20）广佛高速4中粒式＋5粗粒式＋6沥青碎石（15）水泥级配碎石或石屑（25）水泥石屑或水泥土（28）沈大高速5中粒式＋5粗粒式＋5沥青碎石（15）水泥砂砾（20）砂砾或矿渣（20）京津塘高速中粒式＋粗粒式＋沥青碎石（23）水泥稳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）细粒式＋中粒式＋沥青碎石（15）水泥砂砾（20）二灰砂砾（20）京石高速（河北段）3中粒式＋5沥青碎石（8）水泥碎石（12）＋二灰碎石（20）石灰土（43）广深高速4中粒式＋18粗粒式＋10沥青碎石（32）水泥碎石（23）级配＋未筛碎石(55)沪宁高速（江苏段）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）沥青碎石基层在20世纪60～70年代以前，国际上使用半刚性基层的国家也很多，并经历了一场“黑白基层的大论争，争论的结果导致大量国家开始采用柔性基层，自从20世纪60年代，开始修建全厚式沥青混凝土路面（Full-DepthAsphaltPavement）。沥青碎石基层不但有效防止反射裂缝的能力，同时还具有抵抗弯拉疲劳破坏的能力，减少路面的疲劳开裂。国外的经验表明，使用寿命一般可达20年，远大于国内目前的半刚性基层沥青路面。国内广深、京津塘高速公路的实践也表明，增加沥青层厚度，采用沥青碎石基层，可延长沥青路面使用寿命挪威沥青混凝土（10）沥青碎石(10)＋未筛分碎石(50)砂砾（20）＋防冻层（40～90）法国沥青混凝土（3＋4）沥青碎石（16）＋水泥处治粒料（10～35）砂底基层（15）荷兰沥青混凝土（4＋4）沥青稳定砂砾（12～18）水泥稳定砂砾（15～40）瑞士沥青混凝土（3＋4）沥青碎石（11）砂砾(30)＋水泥处治砂砾(20)瑞典沥青混凝土（5）沥青碎石（7.5）水泥稳定砂砾（18）西班牙沥青混凝土（3～5＋4～6）沥青碎石（6～10）水泥砂砾（20）＋级配砂砾（15）沥青混凝土（8）碾压混凝土结合料处治沥青混凝土（15）水泥稳定粒料结合料处治波兰中粒沥混（4）＋粗粒沥混（6）沥青碎石（8）＋水泥石屑（27）水泥石屑（路拌）（12）＋砂砾（50）澳大利亚沥青混凝土（7.5）级配碎石(15)＋石灰稳定砂(30)补强层（25）日本中央（1968）10中粒式＋粗粒式沥青碎石（15）水泥稳定碎石（25）日本东北（1972）10中粒式＋粗粒式沥青碎石（20）水泥稳定碎石（20）柔性基层沥青路面结构的研究沥青碎石基层在老路改造中的应用研究研究时间：2001~2003年获2004年中国公路学会科技进步三等奖宁连、S204长寿命路面在通启高速公路上的应用研究研究时间：2003~2004年通启高速公路永久性沥青路面的研究2003~2005沿江高速公路沪宁高速公路扩建工程路面结构的研究研究时间：2003~2006年无锡段HNLM4标沪宁扩建工程HNLM4标路面结构

4.0cm改性沥青SMA13

8.0cm改性沥青Sup208cm普通沥青Sup2510.0cm普通沥青LSM2510cm乳化沥青冷再生混合料20cm级配碎石土基长寿命（永久性）沥青路面最大拉应变路面基础高模量材料以抵抗车辙变形柔性抗疲劳材料

7~10cm

4–8cmSMA,OGFCorSuperpave}10~15cm高压应力区江苏通启高速公路长寿命路面4cm改性沥青SMA136cm改性沥青Sup2018cm沥青碎石LSM2520cm厚水泥稳定碎石石灰土24cm4cm改性沥青SMA136cm改性沥青Sup20

20cm沥青碎石LSM25

18cm厚水泥稳定碎石石灰土24cm4cm改性沥青SMA1312cm改性沥青Sup20

12cm沥青碎石LSM2520cm厚水泥稳定碎石石灰土24cm方案一方案二方案三江苏沿江高速长寿命路面方案沥青碎石混合料级配类型6.2.2

按照空隙率的大小，沥青碎石混合料的级配类型可分为密级配、半开级配和开级配。密级配沥青碎石混合料具有较高的承载能力，半开级配沥青碎石混合料具有承重、减缓反射裂缝和一定的排水作用。开级配沥青碎石混合料适用于排水基层。基层用沥青碎石混合料的公称最大粒径宜等于或大于26.5mm。条文说明原规范在原规范中沥青碎石主要是指半开级配沥青碎石AM，设计空隙率>10%。新规范密级配设计空隙率3~6%密级配沥青碎石混合料具有较高的承载能力。半开级配设计空隙率12~18%半开级配沥青碎石混合料，具有承重、减缓反射裂缝和一定的排水作用开级配设计空隙率>18%开级配沥青碎石混合料适用于排水基层。条文说明规范中提到的“大粒径密级配沥青碎石（LSM）属于粒径大于26.5mm的沥青碎石的习惯叫法，应属于ATB。沥青碎石设计方法6.2.3

密级配沥青碎石（ATB）的级配可参照附录C表C.1的要求，根据试验和使用经验确定集料级配。混合料配合比设计宜按马歇尔试验进行，也可用其他有效的方法进行设计。该条款是在参考国外经验的基础上，结合大量科研成果及多条实体工程经验综合制定的，已在多个实体工程中得到了良好的应用《大粒径沥青混合料试验研究及工程应用实践》江苏省交通科学研究院哈尔滨工业大学沥青碎石（ATB）工程实践江苏宁连公路在重交通作用下已经通车5年，使用状况良好通启高速公路沪宁高速公路扩建工程HNLM4标连盐高速公路徐州西绕城高速公路宁连路南京段工程２０４国道常熟环城段工程……辽源试验路通化段试验路长余试验路工程四川省试验路工程山东省试验路工程……大粒径沥青混合料试验研究及工程应用实践研究时间：2001~2003年研究内容：配比设计方法VCA法大马歇尔法、旋转压实法施工工艺摊铺技术压实工艺质量控制检测指标检测方法LSM混合料试验级配筛孔尺寸(mm)通过率（%）级配1级配2级配3级配4级配5级配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试验级配0.0750.150.30.61.182.364.759.51926.5混合料设计油石比下技术指标（马歇尔）指标级配设计空隙率Va（%）最佳油石比（%）饱和度（%）矿料间隙率（%）稳定度（KN）流值(0.01mm)级配15.53.760.3613.827.265.5级配25.54.062.3714.427.674.3级配35.53.762.4513.530.567.5级配45.53.661.6113.429.766.3级配55.54.061.1214.831.278.4级配65.54.060.7814.827.673.8混合料设计油石比下技术指标（SGC）指标级配设计空隙率Va（%）最佳油石比（%）饱和度（%）矿料间隙率（%）粉胶比（D/P）沥青体积百分率（%）级配15.53.657.212.31.086.8级配25.54.058.613.30.877.8级配35.53.454.312.11.386.6级配45.53.356.212.51.217.0级配55.53.659.212.91.177.4级配65.53.860.813.51.168.0六种级配浸水马歇尔试验结果

级配试验结果级配1级配2级配3级配4级配5级配6非条件稳定度（KN）Marshal26.925.728.732.024.827.8SGC28.729.329.531.929.328.9条件稳定度（KN）Marshal25.922.127.930.525.127.0SGC26.826.328.028.927.028.2残留稳定度（%）Marshal96.386.097.295.3101.297.1SGC93.389.894.990.192.297.6六种级配T283试验结果

级配试验结果级配1级配2级配3级配4级配5级配6非条件劈裂强度（Mpa）Marshal0.51180.33420.51790.29440.38230.4292SGC0.43360.41230.50920.38870.42360.4128条件劈裂强度（Mpa）Marshal0.42920.26380.39550.26680.2730.2975SGC0.38970.31260.40420.28740.30250.2930劈裂强度比TSR（%）Marshal83.978.976.490.671.469.3SGC89.875.879.473.971.470.9动稳定度试验结果级配第一次（次/mm）第二次（次/mm）第三次（次/mm）偏差系数Cv（%）平均（次/mm）级配1Marshal1853190918002.91854SGC17892156183510.41926级配2Marshal18532165178910.41935SGC2103198718975.21995级配3Marshal16871728132614.01580SGC1703179815676.91689级配4Marshal18391456172311.71672SGC16891987156812.31748级配5Marshal1128108312979.71169SGC1326123913394.41235级配6Marshal108398611547.91074SGC1123130810989.8117660℃单轴静载蠕变试验结果级配LSM-25(Mpa)SMA16(Mpa)AK16c(Mpa)AC25I(Mpa)蠕变劲度模量（Mpa）级配1级配2级配3级配4级配5级配6911.81166.2939.2731.5574.7602.61697.0708.4446.3几种混合料高温蠕变劲度模量抗压回弹模量劈裂强度宁连路碎石试验路通启高速公路碎石基层试验路大粒径沥青混合料设计指标试验项目技术要求试件尺寸（mm）Φ152×95.3击实次数（双面）112设计空隙率（%）4～6矿料间隙率（%）最大公称尺寸（mm）26.5＞12.531.5＞1237.5＞11.5稳定度（kN）＞15流值实测饱和度（%）55～70浸水马歇尔残留稳定度＞75%级配类型筛孔尺寸（mm）大粒径密级配沥青碎石LSMLSM-25LSM-30LSM-40通过筛孔百分率（%）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大型马歇尔试验法使用击实成型时，由于沥青碎石作为基层用，最大公称粒径一般等于或大于26.5mm，采用大型马歇尔试件试验，成型试件尺寸为φ152.4×95.3mm。大型马歇尔试件试件的尺寸比标准马歇尔试件试件放大50%，在落锤高度不变的前提下，落锤重量为10.2Kg，击实次数112次。其他方法推荐用振动成型，旋转压实仪成型沥青碎石基层设计方法大型马歇尔和标准马歇尔击实参数表参数标准马歇尔大型马歇尔试件直径（mm）101.6152.4试件标准高度（mm）63.595.25锤高(kg)4.5310.2落锤高度（mm）457457击实次数75112每次单位表面功(N.m/mm2)0.00250370.0025055体击实功(N.m/mm3)0.0029570.002946AM和ATPB不同：1）在满足排水的要求下，采用较小的空隙率，具有良好的水稳定性；2）设计沥青混合料具有较厚的沥青膜厚度，厚度一般要求在12微米以上，因此要求使用低标号或者高粘度沥青，参考沥青用量为2.8～3.5％，具有良好的耐久性。主要根据山东省的经验制定，近年来山东省新建高速公路和维修工程中已经修建了很多该类基层，使用时间1~5年，使用状况良好。大粒径半开级配沥青碎石（AM）和传统的AM不同，粗集料含量通常在50%以上，具有良好的抵抗车辙能力；兼顾排水和沥青混合料耐久性（水稳定性）在满足排水的条件下，适当降低沥青混合料设计空隙率，一般在15％左右。通常采用特殊的体积法级配设计，NCHRP386采用体积填充的方法通过线性回归求解混合料的级配组成。大粒径半开级配沥青碎石（AM）优点：排水通畅；缺点：抗疲劳性能和水稳定性较差。排水基层适用于路面结构内部可能出现自由水，需考虑路面结构内部排水的特殊路段，我国尚处在试验阶段，应谨用使用。试验项目锡澄高速公路连接线张家港干线公路开级配沥青碎石基层（ATPB)沥青混合料面层主要内容沥青面层设计的总体要求面层热拌沥青混凝土的分类热拌沥青混合料类型的选择热拌沥青混合料配合比设计热拌沥青混合料设计的性能要求面层沥青混凝土分类7.1.3面层用热拌沥青混凝土按设计空隙率可分为密级配、开级配,见表7.1.3-1。沥青混合料类型最大粒径（mm）公称最大粒径（mm）级配类型与设计空隙率(%)密级配开级配3～53～4＞18AC砂粒式9.54.75AC-5细粒式13.29.5AC-10细粒式1613.2AC-13中粒式1916AC-16中粒式26.519AC-20粗粒式31.526.5AC-25SMA细粒式13.29.5SMA-10细粒式1613.2SMA-13中粒式1916SMA-16中粒式26.519SMA-20OGFC细粒式13.29.5OGFC-10细粒式1613.2OGFC-13注：SMA在夏热区或重交通、特重交通的设计空隙率高限可适当放宽至4.5%。

表7.1.3热拌沥青混合料分类

1、级配类型：AC、SMA、OGFC，取消了AK系列;2、根据最大公称粒径进行分类：粗、中、细、砂；

3、根据级配曲线是否连续分类：连续、间断；

4、根据孔隙率：密级配、开级配沥青混合料的分类面层沥青混凝土类型选择7.1.4应根据使用要求、气候特点、交通条件、结构层功能等因素，结合沥青层厚度和当地实践经验，合理地选择各结构层的沥青混合料类型。1、抗滑面层宜选用沥青玛蹄脂碎石SMA、密级配粗型沥青混合料AC-C，有条件时可用开级配抗滑面层OGFC。2、在各沥青层中至少有一层应为密级配沥青混合料。层厚宜不小于最大公称粒径的3倍贾渝，张全庚．沥青路面结构厚度与沥青混合料类型选择．公路，2000(3):10-13层厚和最大公称粒径相适应上面层上面层一般也称磨耗层，应具备抗滑、耐磨耗等性能，同时也尽量做到密实防水。目前主要采用最大公称粒径为16mm、13mm的混合料，为了保证路面的均匀性和便于施工控制，现趋向于采用最大公称尺寸为13mm的沥青混合料。用于上面层的主要混合料类型有：AC-16C/AC-13CSMA-16/SMA-13Superpave-13OGFC-10/OGFC-13

级配曲线比较SMA13、AK13A、AC13Ⅰ级配曲线比较

构造深度比较上面层AK-16A：沪宁路、南京机场路采用，由于AK-16A结构本身设计空隙率大、抗水害能力差及施工变异等原因，沪宁路在使用不久后，许多路段出现了比较严重的水损坏现象。在多雨潮湿地区，这种结构应慎用。

AK-13A：对AK-13A混合料的级配进行了改良采用75次击实设计空隙率3~5%自2001年起在高速公路上大量应用。路表基本均匀，构造深度（初期）约0.75mm，应用情况良好。后列入江苏省高速公路施工技术规范，更名为AK-13S在规范中并入AC中，AC-13C

上面层SMA类型改性沥青、普通沥青SMA13、SMA16、SMA9.5应用工程1995年开始在江苏应用宁扬（24km）高速化改造工程宁合(25km）高速化改造工程宁通东段（60km）高速化改造工程沂淮江高速公路(50km)连徐、宁靖盐、宁宿徐高速公路镇澄线、沪宜线、S101沪宁高速公路扩建工程、……至2006年底已经超过2000km

SMA-16中、下面层过去有一种错误的观点，认为沥青路面的早期损坏主要发生在上面层，对中下面层的研究很不够。实际上目前很多沥青路面的早期损坏（车辙、水损坏）是由于中下面层的首先损坏而引起的。一些高速公路的中面层厚度与最大公称粒径不匹配，导致沥青路面施工时离析现象严重、路面压实困难，通车后中面层因雨季长期浸水而破坏，这是沥青路面出现早期损坏的重要原因之一。

传统AC-25I路面——离析严重原规范的AC-I结构为悬浮密实结构，粗集料在混合料中呈悬浮状态，施工时容易于压实，现场空隙度小，且易于离析。该结构高温稳定性欠佳，在高温、重载交通、渠化交通的作用下路面出现车辙的几率很大Superpave-25AC-25IAC我们借鉴Superpave的一些设计思想，本着“嵌挤密实”的原则，改进传统的AC-I型混合料，调试出既能做到施工均匀性好，又能明显改善中下面层抗车辙能力的混合料类型；自2001年起江苏省高速公路中下面层大量采用改良型AC-20S、AC-25S结构。改进的AC-S型混合料性能介于传统AC-I型与Superpave之间，应用情况良好。AC-S型后来列入规范成为AC-C型“十五”期间江苏省高速公路沥青路面结构年份路名总厚度上面层中面层下面层基层2001年连徐一期、宁靖盐一期、宁宿徐高速17cm4cmAK-13A4cmSMA136cmAC-20I6cmSup207cmAC-25I7cmSup25二灰碎石水泥稳定碎石2002年汾灌高速、宁靖盐二期、连徐二期17cm4cmAK-13A4cmSMA136cm改进型AC-20I6cmSup207cm改进型AC-25I7cmSup25水泥稳定碎石2003年京福、徐宿、锡宜、宁杭一期17～18cm4cmAK-13A4cmSMA134cmSup136cm改进型AC-20I6cmSup207～8cm改进型AC-25I7～8cmSup25水泥稳定碎石2004年宁杭二期江太、常澄、扬州西北绕城18cm4cmAK-13A4cmSMA136cm改进型AC-20I6cmSup208cm改进型AC-25I8cmSup25水泥稳定碎石2005年盐通、宿淮18cm4cmAK-13S4cmSMA-13S6cmAC-20S6cmSup208cmAC-25S8cmSup25水泥稳定碎石沥青混合料配合比设计7.1.5高速公路、一级公路的沥青混合料配合比设计应选择工程用的材料，并参照附录C表C.1级配范围和实践经验，选择几条级配曲线，进行配合比设计、沥青混合料性能试验和设计参数的测试，根据试验结果确定目标配合比范围。二级及二级以下公路可根据附录C表C.1级配范围和实践经验确定工程目标配合比。沥青混合料配合比设计宜用马歇尔试验方法。有条件时，可选用经实践证明行之有效的其它配合比设计方法。增加了级配选择的过程；除马歇尔设计方法之外，可以根据实际采用别的设计方法如Superpave旋转压实法、GTM设计方法。调整了部分级配的名称级配范围的优化沥青混合料配合比设计原规范基本走中值；新的规范吸收了Superpave的设计思想，规定从2～3条级配曲线中选择合适的级配曲线；为了追求密实而粗糙的路面，级配曲线AC型向S型调整。增加了级配选择的过程沥青混合料设计方法的发展维姆法马歇尔法Superpave旋转压实法维姆法该方法应用较少，仅在美国少数几个州存在。技术指标与路用性能符合较好。试验方法、设备较复杂。马歇尔法在20世纪30年代末由美国密西西比州公路局BruceMarshall发明。试验方法、试验设备较简单，是目前我国应用范围最广的混合料设计方法。马歇尔设计方法的不足不能精确地判别不同交通量对沥青混合料技术指标的要求；与路面结构设计不挂钩；不能预防路面早期破坏；不适用于大粒径沥青混合料；不适用某些聚合物改性沥青；试件成型方法不能模拟行车压实；不适用于开级配沥青混合料；沥青混合料没有老化过程，与现场条件不符。Superpave混合料设计法1987年～1993年，美国公路战略研究计划（SHRP）进行一项为期五年耗资5000万美元的沥青课题研究，最终提出了一套全新的沥青混合料设计方法（Superpave设计方法），而用Superpave方法设计的沥青混合料也可以叫做Superpave。Superpave设计方法的组成沥青胶结料性能规范沥青混合料设计方法沥青混合料路用性能评价体系SuperpaveSuperior

PerformingAsphalt

PavementsSuperpave混合料特点Superpave混合料在设计过程中充分考虑到了气候环境条件和交通量的影响，试件成型采用旋转压实的方法模拟路面的实际施工过程。集料级配更趋于嵌挤、密实，高温稳定性好，适于交通量大和抗车辙要求高的公路。在施工确保合适空隙率的前提下，抗水害性能和抗疲劳性能也较好。Superpave与传统的AK型和AC型沥青混合料相比，施工难易程度和工程造价基本相当，也被称为“穷人的SMA”。Superpave混合料

Superpave技术代表了美国热拌沥青混合料的国家水平，是解决路面早期损害，特别是车辙问题的有效工具用于中、下面层的混合料类型一般有Sup20、Sup25；应用情况表明，Superpave混合料与AC型混合料相比，其高温抗车辙能力有明显提高。且Superpave摊铺时不易离析，碾压成型后表面均匀性很好。至2006年底在江苏应用已经超过1500km

10年Superpave历程1995技术引进2000第一段试验路2005大规模推广应用引进开发引进江苏Superpave大事记1995年在国内率先引进Superpave设备与技术2000年在江苏京沪高速淮阴南连接线铺筑7km试验路2001年组织了全国Superpave沥青对比试验2002年在连徐、汾灌、宁靖盐高速推广应用，70km2002年编译出版了《Superpave技术使用手册》2003年组织召开了2003年全国Superpave技术研讨会2003年组织了全国Superpave胶结料比对试验2003年宁连、锡宜、徐宿、沪宁东段2004年通启、扬州西北绕城、润扬大桥南接线、沪宁扩建2004年组织了全国旋转压实仪比对试验2005年组织了Superpave试验与操作培训2005年编译出版了《Superpave基础参考手册》2005Superpave技术交流会Superpave胶结料试验温度，℃-2020 60 135江苏第一段Superpave试验路2001年连徐高速公路试验路Superpave技术引进Superpave的出版物江苏Superpave研究项目1997~1999沪宁高速公路沥青与沥青混合料路用性能研究1999~2001新设计方法的引进与开发2001~2003混合料类型与设计参数的研究2003~2004高性能沥青路面施工技术的研究2005~2006Superpave设计方法的优化研究Superpave混合料配合比设计

Superpave混合料设计的核心是级配选择旋转压实体积指标这三点组成了完整的混合料设计方法，缺一不可

级配选择旋转压实设计ESAL（百万次）压实参数应用的典型道路N初始N设计N最大<0.365075很轻的交通量（地方/县级道路；货车被禁止通行的城市街道）0.3-<3775115中等交通量（集散道路；大多数县级道路）3-<308100160中等至重交通量（城市街道；省道；国道；一般高速公路）≥309125205特重交通（大交通量高速公路；爬坡道路；货车称重站）体积指标设计ESALS（1）（106）要求密度（最大理论密度%）矿料间隙率（%）最小沥青填隙率（%）粉胶比N初始N设计N最大最大公称尺寸，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

65-75Superpave

风险采用马歇尔方法去设计“Superpave”是危险的！马歇尔击实仪替代不了旋转压实仪！某高速公路通车一年后Superpave沥青路面施工控制目标配合比生产配合比QC/QA试验应用效果×-√☺GTM法目前，GTM已在天津、河北、河南、北京、内蒙古等地区得到1500余公里的成功应用。尤其在一些重载交通路面工程中表现出优秀的抗车辙性能：在山西煤炭外运的超重交通高速公路交通繁重的河南黄河二桥高速公路等，GTM的抗车辙性能令人满意。GTM(旋转剪切压实试验机)简介

GTM（GyratoryTestingMachine）旋转试验机是美国工程兵团在60年代发明的,它把混合料成型压实实验机、力学剪切实验机和车辆模拟机合并成为了一台实验机，后来美国空军为解决重型轰炸机跑道容易破损的问题，又专门组织人员对GTM进行了研究开发。GTM采用类似于施工中压路机作用的搓揉方法压实沥青混合料，并且模拟了现场压实设备与随后交通的作用，具有改变垂直压力的灵活性。

GTM一个重要的特性是能够直接反映出颗粒状塑性材料中可能出现的塑性过大的现象。这时材料会呈现过饱和状态，或许是因为过度压实，也或许是因为孔隙中填充了过多的介质——如土中的水或沥青混合料中的沥青。当沥青含量或含水量一定时，这种现象可以通过GTM滚轮压力的下降和旋转角度的增加显示出来，依据这一原理可以预测在设定的垂直应力下所设计的沥青混合料的最大允许沥青含量。GTM工作原理图

GTM成型试验的目的还在于模拟路面行车荷载作用下沥青混合料的最终压实状态即平衡状态，并测试分析试样在被压实到平衡状态过程中剪切强度SG和最终塑性形变大小，以判断混合料组成是否合理。在混合料被压实到平衡状态过程中，若机器角上升，滚轮压力下降，说明混合料的抗剪强度在降低，变形在增加，呈现出了塑性状态，即表明沥青混合料的沥青用量已经过大。压实试件的最终塑性形变大小是用旋转稳定系数GSI（GyratoryStabilityIndex）来表示的。GSI是试验结束时的机器角与压实过程中的最小机器角的比值，是表征试件受剪应力作用的变形稳定程度参数。GSI接近于1.0时所对应的沥青用量为混合料的最大沥青用量。GTM还可提供试件的最大密度——试件处于平衡状态时的密度，安全系数GSF——抗剪强度与最大剪应力之比值，静态剪切模量，抗压模量等。GTM的特点1．竖向压力N可根据设计轴载下汽车轮胎接地压强设定，如100kN标准轴载下，N=0.7MPa；2．旋转倾角可调：影响压实功能、效果，进而影响材料设计结果；3．可以按极限平衡状态控制成型试件；也可以按预定的密度（如压实度、孔隙率等）控制；

4．通过各传感器，可采集试件成型过程中及结束时的物理的、力学的信息，用于分析、计算、预测混合料的物理、力学性质；5．以旋转稳定系数GSI≈1.0，安全系数GSF＞1.0作为确定最大油石比的判据；

6．对旧沥青面层芯样进行试验，预测其抗变形能力。

7．GTM是一台试验机，其本身不构成沥青混合料配合比设计方法，如同马歇尔击实仪不等同于马歇尔配比设计方法一样。

沥青混合料的设计就是选择材料、确定级配、确定沥青用量、确定混合料成型密度、确认性能，而这些又是相互影响相互制约的。对沥青混合料的设计应该是对多方面的影响因素给予统筹兼顾后得到的条件性最优配比。合理的沥青混合料设计方法至少要考虑以下几个方面：

对沥青混合料配合比设计的看法1、沥青混合料的成型方式要最大限度的模拟

路面实际成型过程

当配合比一定时，试件成型方式决定了混合料的结构，而结构又决定了试件的物理、力学性质，进而决定了优化配比的取舍。鉴于沥青混合料材料性质的复杂性，用简单的静力学指标无法准确描述它的粘弹塑性；再由于沥青路面所受的外力作用和环境影响更为复杂，就目前的技术水平，尚无法建立材料性能指标与路面设计指标之间的准确关系。但是，以性能指标作为混合料设计的判据至少是一个进步。2、沥青混合料设计指标应与沥青路面的工作性有一定的联系

如果利用经验方法——体积参数分析方法作为沥青混合料配合比设计的辅助手段，那么，这类方法成立的前提条件是，用于计算以孔隙率为代表的诸体积参数的相关试验方法必须科学、合理,并且,体积参数与路用性能之间存在良好的相关性。3、合理利用体积参数以减小配合比设计的工作量和并避免盲目性

在施工过程中，或多或少会发生材料离析，因此希望级配和沥青含量的波动不至于显著影响混合料的路用性能。另一方面，在正常情况下，采用现有的施工机具应能把混合料压实至规定的密度，即室内试验方法（成型方式、功能大小）应该与施工设备的压实效果匹配。4、设计出的混合料应便于施工、易于压实沥青混合料高温稳定性要求7.1.6沥青混合料的高温稳定性以动稳定度来评价。中等交通以上的公路表面层和中面层沥青混合料，其动稳定度可参考施工规范并根据当地的工程经验确定设计值。对炎热地区、重交通、特重交通，连续长、陡纵坡路段，桥面铺装以及有特殊使用要求时，应提高动稳定度指标的要求。当需提高沥青混合料的高温稳定性时可采取调整集料级配和沥青用量、提高沥青稠度、选用改性沥青等技术措施。公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求表5.3.4-1气候条件与技术指标相应于下列气候分区所要求的动稳定度(次/mm)试验方法七月平均最高气温(℃)及气候分区＞3020～30＜201.夏炎热区2.夏热区3.夏凉区1-11-21-31-42-12-22-32-43-2普通沥青混合料不小于8001000600800600T0719改性沥青混合料不小于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)车辙问题是继水损害之后的第二大问题，特别是在爬坡路段，重车、超载车多的路段，在持续高温的作用下，沿行车道上轮迹带的路面出现严重的纵向车辙、或推拥变形。车辙主要是产生在中