Novachip超薄磨耗層在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

喬學(xué)禮

（北京市交通委員會路政局通州公路分局，北京 101100）

0 引言

近年來，隨著我國公路交通事業(yè)的高速發(fā)展，重交通和重載現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，瀝青路面的各種表面功能都衰減很快，直接影響到汽車的行駛安全和舒適性。為此，如何改善已建公路的使用性能成為公路養(yǎng)護(hù)的重要課題。北京市近年來引進(jìn)Novachip超薄磨耗層技術(shù)，對通州區(qū)胡郎路、門頭溝石擔(dān)路兩條道路進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。Novachip技術(shù)的研究與應(yīng)用在我國尚處于起步階段，國內(nèi)外有價值的文獻(xiàn)資料也很少見到，這給Novachip技術(shù)在我國的研究與推廣應(yīng)用帶來了一些困難。筆者從道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)角度出發(fā)，結(jié)合工程實例，探討了Novachip超薄磨耗層的使用性能及其在公路養(yǎng)護(hù)應(yīng)用中技術(shù)要求和施工工藝。

1 Novachip超薄磨耗層概述

超薄磨耗層是最近幾年引入我國的新的瀝青路面攤鋪技術(shù)，根據(jù)施工工藝的不同，分為同步施工和非同步施工。非同步施工是指先在公路上灑布一層改性乳化瀝青作為黏結(jié)層，再在上面攤鋪間斷級配和改性乳化瀝青組成的熱混合料。同步施工是指乳化瀝青灑布和瀝青混合料攤鋪同步進(jìn)行。

Novachip是著名的超薄磨耗層，源于1986年法國Screg Routes Group的產(chǎn)品，其紋理非常類似于典型的OGFC（開級配瀝青磨耗層），采取同步施工工藝，使用專用設(shè)備Novapaver（見圖1）進(jìn)行施工，將間斷級配熱拌改性瀝青混合料與改性乳化瀝青相結(jié)合，其中改性乳化瀝青可起到黏結(jié)表面層和下承層的作用，同時還可以部分的進(jìn)入到上面層的瀝青混合料之中而具有封層的作用（見圖2）。鋪筑厚度一般為15～25mm，其表面非常粗糙，具有抗滑性好、減少雨天水霧和路面水膜、低噪音、施工速度及開放交通快等優(yōu)點，特別適合于路面非結(jié)構(gòu)性開裂、抗滑能力下降、輕微非結(jié)構(gòu)性車轍等路面病害的修復(fù)，對于路面存在較為嚴(yán)重的病害，先進(jìn)行結(jié)構(gòu)性病害的處理，然后加鋪Novachip也能獲得較好的效果。

2 Novachip超薄磨耗層使用性能

2.1 良好的抗滑性和耐久性能

Novachip作為表層，直接承受交通荷載，因此對其耐磨性能方面有較高的要求，北京胡郎路、石擔(dān)路兩個預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工程中，為2cm厚Novachip超薄磨耗層，并選用玄武巖作為粗集料，更由于Novachip采用間斷級配瀝青混合料，其粗集料用量較大，使得表面粗糙，具有較好的抗滑性和耐久性。

2.2 良好的粘結(jié)性及封水性

2.3 良好的排水性

Novachip設(shè)計成間斷級配熱拌改性瀝青混合料，其紋理特性類似于典型的OGFC，這種級配特性為下雨時提供了排水通道，雨水垂直通過Novachip到達(dá)不透水的下承層表面，然后從側(cè)向排到路面的邊緣，從而達(dá)到良好的排水效果，減少了水霧和路面水膜。圖3為攤鋪Novachip后道路雨后對比效果，可以看出攤鋪Novachip后道路排水效果明顯。

2.4 降噪效果明顯

從瀝青混凝土結(jié)構(gòu)上分，低噪聲路面可分為兩大類：一是多空隙瀝青混凝土，二是小粒徑超薄瀝青混凝土。從聲學(xué)角度講，輪胎與路面摩擦產(chǎn)生噪聲后，為減少噪聲的等級，一方面通過路面表面的構(gòu)造深度和空隙吸收噪聲，另一方面通過路表面的紋理（單位面積內(nèi)表面的構(gòu)造數(shù)量）反射噪聲，消耗噪聲的能量。對于Novachip超薄磨耗層來說，由于顆粒小，相同面積下表面的紋理多，降噪效果十分明顯。

2.5 施工速度快，交通影響小

Novachip超薄磨耗層采用Novapaver設(shè)備攤鋪，攤鋪速度可達(dá)到12～36m／min，但由于北京為首次引用此項技術(shù)，而使用的Novapaver設(shè)備更是出場后首次使用，因而在正式攤鋪施工前，選取200m試驗段進(jìn)行試攤鋪，最終結(jié)合道路實際特點，確定攤鋪系數(shù)選用1.1～1.15，攤鋪速度為8～10m／min。相對其他工藝攤鋪速度已明顯提高。攤鋪后，經(jīng)鋼輪壓路機(jī)采用靜壓法碾壓2～3次后，表面溫度降到50℃后即可開放交通，實例工程中攤鋪后約30～40min后即可開放交通，大大減少了施工對交通的影響。

2.6 擾民程度小

實例工程地點為過村路段或穿政府辦公路段，而Novachip超薄磨耗層在攤鋪過程中不需要振動碾壓，更由于其本身的降噪效果明顯，因而極大地減少了對路側(cè)居民和辦公人員的影響。

3 Novachip超薄磨耗層材料控制

3.1 集料

由于Novachip厚度很薄，使得混合料對于集料的形狀及級配變得非常敏感。對于集料而言，要求其必須具有足夠的強(qiáng)度，其壓碎值、磨耗值、清潔度、粗集料的形狀都要滿足一定要求。由于花崗巖的粘附性較差，石灰?guī)r的磨光值較小，文中涉及的工程中選用了玄武巖作為粗集料，而天然沙粒的抗高溫變形能力很差，工程中選用棱角型和嵌擠性能較好的機(jī)制砂。

3.2 改性乳化瀝青黏結(jié)層

前面所述，改性乳化瀝青黏結(jié)層起到黏結(jié)與封水的重要作用，是影響路面使用壽命的關(guān)鍵因素。其特點如下：

a）具有超強(qiáng)的黏結(jié)力和抗水損害能力 這樣就使得磨耗層能夠下承層牢固的黏結(jié)，同時還可以達(dá)到良好的封水效果；

b）具有快速破乳能力及快凝能力 Novachip采用同步施工工藝，攤鋪混合料的同時要求乳化瀝青黏結(jié)層必須快速破乳后，經(jīng)過壓路機(jī)壓實后快速凝結(jié)一次成型。

株高與穗位高（0.45**）、株高與穗長（0.32**）、株高與穗行數(shù)（0.34**）、穗位高與空桿率（0.38**）、穗長與禿尖長（0.35**） 呈極顯著正相關(guān)，活動積溫與穗長（0.21*）、株高與出籽率（0.19*）、空桿率與禿尖長（0.21*） 呈顯著正相關(guān)，空桿率與出籽率（-0.32**）、百粒重與禿尖長（-0.25**）、百粒重與穗行數(shù)（-0.43**） 呈極顯著負(fù)相關(guān)，百粒重與空桿率（-0.22*）、禿尖長與出籽率（-0.19*）呈顯著負(fù)相關(guān)。其余各項相關(guān)性均未達(dá)到0.05顯著水平。

3.3 改性瀝青膠結(jié)料

Novachip采用的面層瀝青混合料級配特殊，單一粒徑的粗集料占到整個集料的70%～80%，混合料空隙率一般達(dá)到13%左右，對于這樣的混合料而言，膠結(jié)料的要求較高，應(yīng)該采用高黏度改性瀝青，同時具有良好的抗老化能力。實例工程中采用的是殼牌（中國）有限公司提供的專用改性瀝青NovabinderTM材料。

3.4 設(shè)計級配選擇

根據(jù)北京市的氣溫和道路交通條件，采用Novachip○RType B－Ⅱ系統(tǒng)配比，設(shè)計配合比如表1所示。

表1 Novachip○R Type B-Ⅱ型配合比

4 Novachip超薄磨耗層施工要求

4.1 路面條件

Novachip主要用于道路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和矯正性養(yǎng)護(hù)，并不能作為結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)層，結(jié)合工程實例，總結(jié)對原路面的要求如下：

a）原路面裂縫寬度大于5mm，清理裂縫后，灌縫處理；裂縫寬度小于5mm的，不作處理，直接用NovabondTM封堵；

b）原路面有坑槽處，挖除舊路后補(bǔ)強(qiáng)處理；

c）原路面車轍深度大于10mm的，采用銑刨后補(bǔ)強(qiáng)處理；

d）路面攤鋪前保證干燥、清潔，不能有積水，雨后24h內(nèi)不能施工。

4.2 攤鋪

4.2.1 采用專用攤鋪機(jī)械Novapaver施工，正式攤鋪前，調(diào)試好Novapaver設(shè)備，保證設(shè)備能夠一次性完成NovabondTM噴灑、熱瀝青混合料攤鋪及熨平。

4.2.2 NovabondTM控制在60～80℃的溫度下噴灑，噴灑量建議在正式攤鋪前，選取試驗段進(jìn)行試攤鋪，精確控制噴灑量，保證路面攤鋪均勻。

4.2.3 熱瀝青混合料攤鋪溫度控制在150～170℃內(nèi)，建議選取試驗路進(jìn)行試攤鋪后，確定適合當(dāng)?shù)貤l件的攤鋪系數(shù)及攤鋪速度。

4.3 碾壓

選用1臺9～12t雙鋼輪壓路機(jī)，在140℃以上采用靜壓法碾壓2～3次，不可振動。

4.4 開放交通

新的路面在碾壓完成、路面溫度冷卻到50℃之前不能開放交通。

4.5 驗收標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)Novachip的路面使用性能，結(jié)合我國熱瀝青混凝土路面的國家驗收標(biāo)準(zhǔn)，建議測試內(nèi)容見表2。

表2 驗收測試內(nèi)容

5 結(jié)語

筆者通過工程實踐，結(jié)合自身公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)管理經(jīng)驗，總結(jié)出了Novachip超薄磨耗層的幾個關(guān)鍵因素：科學(xué)合理的舊路面評價與處治、優(yōu)良的改性乳化瀝青黏結(jié)層（NovabondTM）的使用、優(yōu)良的間斷級配熱拌改性瀝青混合料的使用、先進(jìn)的同步施工工藝。這四種因素的有效配合，最終促成了Novachip優(yōu)異路用性能的體現(xiàn)。Novachip超薄磨耗層技術(shù)在我國仍處于起步階段，在北京公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用時間較短，在今后該技術(shù)的應(yīng)用中，仍需結(jié)合國內(nèi)外研究和使用經(jīng)驗，在實踐中不斷完善，以進(jìn)一步提高我國公路路面的使用品質(zhì)。

[1]南雪峰，王瑩，高明.超薄磨耗層組成材料選擇標(biāo)準(zhǔn)的研究[J].北方交通，2008，（2）：4-6.

[2]沙慶林.高等級公路半剛性基層瀝青路面[M].北京：人民交通出版社，1998.

[3]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社，2000.

[4]王旭東.低噪聲瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J].公路交通科技，2003，（1）：33-37.