Nova Chip超薄磨耗層在連霍高速洛三靈段專項養護上的應用研究

傅海龍，尹建偉

鄭州市公路工程公司，河南 鄭州 450052

連霍高速公路是橫貫中國大陸東、中、西部的交通大動脈。東起江蘇連云港，西至新疆霍爾果斯，全長4395km，是中國高速公路網的橫向骨干。連霍高速洛三靈段近年來交通量逐年增長，尤其是重載交通（大貨車、拖掛車）的比例比預測增加的要大得多，隨著交通量的迅速增加，以及車輛嚴重超載的影響，連霍高速洛三靈段路面陸續出現車轍、龜裂、裂縫（部分伴有唧漿）、局部沉陷、坑槽等不同程度的病害，各項路況指標下降嚴重，已嚴重影響到過往車輛的行駛速度及行車安全。為提高此路段的通行條件，過對前期檢測、歷史維修數據的分析，最終專家組制定了對原路面病害、特別是基層病害進行徹底處理后，加鋪Nova Chip超薄磨耗層的處理方案。

1 超薄磨耗層特點及工藝

1.1 施工工藝

Nova Chip超薄磨耗層是一種針對交通負載大、路面性能要求高的高等級路面解決方案。其主要應用于高等級瀝青路面或者水泥路面的預防性養護和輕微病害的矯正性養護，特別是對基層較為穩定的老路面平整度和外觀改善效果極為突出，也可以作為新建道路的表面磨耗層。超薄磨耗層是將20mm厚的斷級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備進行施工，即粘結層特種改性乳化瀝青噴灑與改性熱瀝青混合料攤鋪同時進行，經壓路機壓實后一次成型，具有抗滑、抗磨耗、防水霧、降噪音的特點。

1.2 超薄磨耗層設備及優勢

Nova Chip系統是一種通過專用攤鋪設備將NovaBond（乳化瀝青防水粘結層）和NovaBinder（斷級配混合料）同步成型的高效快速養護方案，其厚度只有1.5cm～2cm。Nova Chip系統采用專用設備NovaPaver進行施工。NovaPaver必須包含受料斗、傳送帶、乳化瀝青儲罐、NovaBond噴灑和計量系統、寬度可調節的振動熨平板等部分。設備能夠一次性完成NovaBond噴灑、熱瀝青混合料攤鋪及熨平。可在NovaBond噴灑后5s內進行熱瀝青混合料攤鋪。在熱瀝青混合料攤鋪之前，NovaPaver履帶或其它部位不能接觸噴灑在路面上的NovaBond。NovaPaver攤鋪寬度可以調節，從而達到理想的路面效果。

2 混合料設計

2.1 原材料的技術指標

混合料共有5mm～10mm碎石、機制砂、礦粉、改性瀝青4種材料組成。其中5mm～10mm碎石和礦粉產地偃師，機制砂產地滎陽，瀝青采用殼牌公司的專用改性瀝青。各材料技術性質見表1、2所示。

試驗項目 檢測結果 規范

表1 novabinder檢測結果

表2 集料檢測結果

2.2 配合比設計，確定最佳油石比

2.2.1 試件成型

按礦質混合料的比例配制瀝青混合料，以油石比4.5%、4.8%、5.1%三個用量進行配制以礦質混合料配合比制備3組試件，按規定每面各擊實50次的方法成型。

2.2.2 馬歇爾試驗

1）物理指標測定 按上面的方法成型試件，經24小時后測定其密度、空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度物理指標；

2）力學指標測定 測定物理指標后的試件，按規范要求在60℃下測定其馬歇爾穩定度和流值。

表3 熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗技術標準

表4 馬歇爾試驗測定結果匯總表

2.2.3 由馬歇爾試驗結果分析

1）確定最佳瀝青用量的初始值OAC1

2）確定最佳瀝青用量的中值OAC2

考慮到本工程道路交通量大、軸載重，路面性能要求高的特點，為保證工程質量全面綜合考慮，使路面具有較高的耐久性、穩定性與使用壽命，決定采用油石比4.8%作為最佳油石比。

2.2.4 性能驗證

采用4.8%油石比成型的混合料進行析漏試驗和水敏感性試驗，結果如下：

試驗項目 單位 試驗結果 技術要求析漏試驗 析漏損失（%） 0.08 ≤0.1水敏感性試驗 TSR（%） 93.7 ≥80

通過以上結果，我們可以看到混合料的析漏試驗和水敏感性試驗指標符合Nova Chip超薄磨耗層的技術要求。

3 Nova Chip超薄磨耗層施工工藝

3.1 瀝青混合料的拌制

采用ZL40裝載機上料，在瀝青混凝土拌和以前在監理工程師的監督下調整瀝青混凝土熱倉配合比。嚴格掌握瀝青和集料的加熱溫度以及瀝青混合料的出廠溫度。集料溫度應比瀝青溫度高10℃～15℃，熱混合料成品在貯料倉儲存后，其溫度下降不應超過10℃，瀝青混合料的施工溫度控制：石料加熱溫度180℃～190℃；瀝青加熱溫度165℃～175℃；拌和溫度170℃～180℃。

3.2 攤鋪、碾壓

施工的過程中，采用福格勒SF1800sg攤鋪機，該攤鋪機包含受料斗、傳送帶、乳化瀝青儲罐、乳化瀝青噴灑和計量系統、寬度可調節的振動熨平板等部分。設備以15m/min～20m/min的攤鋪速度，一次性完成乳化瀝青噴灑、熱瀝青混合料攤鋪及熨平。Nova Band在60℃～80℃的溫度下噴灑，噴灑量最佳值為1.0L/㎡。攤鋪溫度約為150℃～170℃，攤鋪后迅速采用12T雙鋼輪的壓路機進行靜壓3遍，等到路面溫度降到50℃后開放交通。

Nova Chip超薄磨耗層對質量的要求非常嚴格，一方面它的配合比設計與普通瀝青混合料的實際不同，對原材料的要求十分嚴格，尤其是改性瀝青和乳化瀝青，要求的粘度高于普通瀝青；另一方面施工的過程中對瀝青砼攤鋪、碾壓溫度控制、攤鋪厚度控制、乳化瀝青撒布量控制也異于通常的瀝青砼攤鋪，混合料到場溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度等，各項施工標準要求都非常嚴格。

通過對連霍高速洛三靈段的施工過程研究及后期觀測，充分證明Nova Chip超薄磨耗層技術是一種功能完善的預防性養護技術方案，適用于河南省的高速公路路面技術要求較高的高等級公路的預防性養護，可以解決如下路面問題：

1）路面出現輕微到中等病害，需要經濟有效的養護，延長使用壽命；

2）路面光滑，摩擦系數不夠或紋理深度不足；

3）行駛的過程中路面噪音過大，需要減少路面行駛的噪音；

4）路表面橫行排水不暢等。

[1]趙碧琴.Nova Chip超薄磨耗層在路面養護中的應用[J].商品儲運與養護，2008.

[2]路凱冀，宋世海，李小東.國內外Nova Chip應用現狀[J].中外公路，2006.

[3]莊榮英.淺談Nova Chip超薄磨耗層在路面養護中的應用[J].物流工程與管理，2008.