■ 陳 勇

（福建省高速公路集團(tuán)有限公司福州管理分公司，福州 350001）

0 引言

近年來隨著高速公路路面設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的不斷發(fā)展，路面早期水損害得到了很好的控制，路面使用壽命明顯延長(zhǎng)。而路面長(zhǎng)期使用則會(huì)造成路面抗滑性能逐漸降低，并伴隨著路面泛油、車轍等病害，影響道路通行安全性，因此，改善路面抗滑性能成為了實(shí)施養(yǎng)護(hù)工程的主要目標(biāo)之一。近年來，NovaChip超薄磨耗層技術(shù)已成為了提高路面抗滑能力的首選方案。

1 工程概況

福銀高速公路福州段在2004年11月通車，數(shù)年后路面出現(xiàn)嚴(yán)重泛油、車轍等病害，造成路面抗滑性能急劇衰減，為恢復(fù)路面使用性能，經(jīng)多次論證最終決定在福銀福州段AK005+000～AK010+000車轍、泛油嚴(yán)重路段，采用2.2cm厚超薄罩面新技術(shù)（NovaChipType C）的試驗(yàn)性工程，并對(duì)實(shí)施后的路段進(jìn)行后期跟蹤觀察，以切實(shí)找到并制定適合泛油路段的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。

2 超薄磨耗層技術(shù)

超薄磨耗層最早出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代后期。1979年法國(guó)提出薄面層（3～5cm），開始用于瀝青路面抗滑性能的恢復(fù)，后來也用于新建路面的修筑。具有抗滑性好、噪音低、厚度薄而造價(jià)低等恃點(diǎn)，適用于路面養(yǎng)護(hù)維修；1987年發(fā)展為超薄磨耗層UTAC；上世紀(jì)90年代采用超薄磨耗層建設(shè)和養(yǎng)護(hù)占法國(guó)瀝青路面一半以上。此后，許多歐美許多國(guó)家紛紛采用。2002年由殼牌公司引入中國(guó)，隨后在國(guó)內(nèi)多條高速公路上得到成功應(yīng)用，并取得了不少成果。

超薄磨耗層（NovaChip）是將15～25mm厚的斷級(jí)配改性熱瀝青混合料攤鋪在一層聚合物改性乳化瀝青粘層膜上。使用專用的同步攤鋪設(shè)備進(jìn)行施工，即粘結(jié)層特種改性乳化瀝青噴灑與改性熱瀝青混合料攤鋪同時(shí)進(jìn)行，經(jīng)壓路機(jī)壓實(shí)以后一次成型。它是一種超長(zhǎng)耐久的表面層，具有抗滑、抗車轍、抗磨耗、降低噪音和減少水霧的優(yōu)良性能。

3 超薄磨耗層配合比設(shè)計(jì)

3.1 礦料級(jí)配設(shè)計(jì)

NovaChipType瀝青混合料屬于間斷級(jí)配類型。分為A、B、C三種類型，其公稱最大粒徑分別是 4.75mm、9.5mm、12.5mm。攤鋪厚度10～25mm。級(jí)配類型的選擇由交通水平、氣候條件及原路面狀況等多方面因素決定。A型主要用于機(jī)場(chǎng)道路的修補(bǔ)及路面防水；B型較為常用；C型主要用于交通量大的道路。而且從A型到C型，混合料的表面紋理及摩擦系數(shù)依次增大。攤鋪厚度一般為最大公稱粒徑的1.5倍，在10～20 mm之間。因福銀高速公路交通量極大，故選擇C型級(jí)配。

3.2 最佳油石比確定

混合料中瀝青的用量對(duì)混合料的性能具有極大影響，瀝青用量太大將導(dǎo)致車轍和泛油，瀝青用量太小易出現(xiàn)耐久性不足，如剝落、水害、瀝青易老化等問題。設(shè)計(jì)級(jí)配確定之后，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，分別按4個(gè)油石比(4.6%、4.8%、5.0%、5.2%)使用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)法成型試件。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表1 礦料級(jí)配表

表2 設(shè)計(jì)級(jí)配各指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

由表2可以看出，隨著油石比的增大，混合料孔隙率、礦料間隙率和粉膠比逐步降低，瀝青飽和度逐步增大。說明瀝青油料逐漸填充了集料之間的空隙，使得混合料逐步飽滿密實(shí)。根據(jù)表2中4個(gè)不同油石比對(duì)應(yīng)的試件毛體積相對(duì)密度、空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度和粉膠比等參數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，油石比為5%時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)想的技術(shù)要求且最為靠近范圍中值，結(jié)合以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和本地區(qū)的氣候?qū)嶋H情況，確定油石比為5%。

4 超薄磨耗層瀝青混凝土施工技術(shù)

4.1 路面原病害處理

采用超薄磨耗層NovaChip對(duì)路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，要求舊路的強(qiáng)度狀況處于較好狀態(tài)，因?yàn)镹ovaChip只作為路面的磨耗層，對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度沒有補(bǔ)強(qiáng)效果。應(yīng)根據(jù)不同病害破損的特征及產(chǎn)生原因制定行之有效的處理措施，及時(shí)消除質(zhì)量隱患和防止病害的擴(kuò)大，最終保證超薄磨耗層施工的質(zhì)量和路面使用期限。路面病害處理流程如下：

（1）原路面的坑槽、龜裂等病害應(yīng)徹底挖補(bǔ)；

（2）原路面的裂縫，當(dāng)寬度小0.6mm，且不是活動(dòng)性裂縫時(shí)，可不進(jìn)行處理；當(dāng)裂縫寬度大于0.6mm，或是屬于活動(dòng)性裂縫時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行灌縫封縫及魁道壓縫帶預(yù)處理；

（3）原路面的擁包等隆起型病害應(yīng)事先進(jìn)行挖補(bǔ)處理；

（4）原路面的車轍深度小于15mm時(shí)，可不進(jìn)行處理，車轍深度超過15mm，必須先對(duì)車轍進(jìn)行填充處理；

（5）對(duì)病害較為嚴(yán)重段落采用銑刨重鋪熱拌瀝青混凝土的方式進(jìn)行徹底處理。

4.2 超薄磨耗層瀝青混合料的拌和及運(yùn)輸

按照上文確定的生產(chǎn)配合比，采用3000型間歇式拌合機(jī)拌和，每盤拌和周期大于50s，干拌時(shí)間大于10s。間歇性拌合機(jī)的振動(dòng)篩規(guī)格與礦料規(guī)格相匹配，最大篩孔直徑略微大于集料的最大粒徑。瀝青混凝土采用自卸汽車運(yùn)至工地，車箱底板及周壁涂一薄層油水（柴油∶水＝3∶1）混合液。運(yùn)輸車上應(yīng)覆蓋遮蓋物。運(yùn)輸中應(yīng)盡量避免急剎車，以防瀝青砼離析。自卸車進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，輪胎上不得沾有可能污染路面的雜物，混合料結(jié)成團(tuán)塊、雨淋或不符合施工溫度要求的，必須直接廢棄。

4.3 粘層施工和超薄磨耗層攤鋪施工

NovaChip超薄磨耗層混凝土攤鋪施工采用專用的施工機(jī)械 Novapaver（圖 1）。Novapaver由受料斗、傳送帶、乳化瀝青罐、NovaBond噴灑和計(jì)量系統(tǒng)、可調(diào)節(jié)寬度的震動(dòng)熨平板等組成。施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)溫度不得低于10℃，攤鋪一次性完成NovaBond粘層的噴灑和NovaChip混合料的鋪筑，噴灑和混合料的攤鋪速度控制在10～12m/min范圍內(nèi)，時(shí)間不大于5s，禁止隨意變換速度或中途停頓，防止混合料離析。

超薄磨耗層瀝青混凝土的層厚偏小，并且作為表面層，必須保證其具有良好的粘結(jié)性能和較強(qiáng)的抗剪性能。因此，瀝青混凝土路面粘層施工應(yīng)嚴(yán)格按照路面技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行。為保證粘層的粘結(jié)效果良好，在施工前，必須對(duì)原瀝青路面進(jìn)行清理，并保持干燥、干凈。NovaBond粘層在60～80℃的溫度下撒布，噴灑量為1.0L/m2。NovaChip瀝青混合料的攤鋪溫度約為150～170℃，攤鋪后由電加熱的震動(dòng)熨平板進(jìn)行熨平，熨平板溫度不得低于100℃。熨平板的振搗或夯錘壓實(shí)裝置具有適宜的振動(dòng)頻率和振幅，以保證初始?jí)簩?shí)度。詳見圖2。

圖1 NovaChip專用施工設(shè)備

圖2 NovaChip超薄磨耗層施工

4.4 超薄磨耗層瀝青混凝土的壓實(shí)

經(jīng)試驗(yàn)段確定，在NovaChip混合料攤鋪后立即用2臺(tái)12t的雙鋼輪壓路機(jī)靜壓3～5遍，碾壓時(shí)路表溫度必須在90℃以上，碾壓完成后不能讓壓路機(jī)停留在攤鋪好的瀝青混合料上。壓實(shí)結(jié)束后，應(yīng)立即對(duì)超薄磨耗層進(jìn)行初期養(yǎng)生，養(yǎng)生期間不得開放交通，待路面溫度降至50℃且超薄磨耗層強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可開放交通。

5 實(shí)施前后路況對(duì)比分析

項(xiàng)目完成后對(duì)施工前后路面橫向力系數(shù)、擺值摩擦系數(shù)、平整度系數(shù)、噪音及降水霧性能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和比對(duì)分析，從圖3～圖7可以看出，在實(shí)施NovaChip超薄磨耗層施工后路面抗滑能力、平整度及路面噪音等指標(biāo)均有不同程度的提升。

圖3 路面橫向力系數(shù)

圖4 擺值摩擦系數(shù)

圖5 路面平整度

圖6 路面噪音測(cè)試

圖7 降水霧情況對(duì)比

6 結(jié)論

本次福銀福州段實(shí)施NovaChip超薄罩面后，路面平整度及抗滑性能等指標(biāo)較實(shí)施前有大幅度提高，原路面泛油病害也得到了治理，經(jīng)過3年的運(yùn)行，超薄罩面層未重新出現(xiàn)泛油、抗滑性能不足等病害。實(shí)踐證明NovaChip超薄罩面在路面抗滑、抗車轍、抗磨耗方面具有優(yōu)越性，是處治嚴(yán)重泛油、抗滑性能不足路面的有效手段，是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保并具有良好社會(huì)效益的路面預(yù)防性及矯正性養(yǎng)護(hù)措施，但應(yīng)在超薄罩面實(shí)施前對(duì)原路面病害進(jìn)行徹底的處治，確保超薄罩面更好地發(fā)揮其功能。