Novachip超薄磨耗層在公路養護中的應用

喬學禮

（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的高速發展，重交通和重載現象日趨嚴重，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護的重要課題。北京市近年來引進Novachip超薄磨耗層技術，對通州區胡郎路、門頭溝石擔路兩條道路進行預防性養護。Novachip技術的研究與應用在我國尚處于起步階段，國內外有價值的文獻資料也很少見到，這給Novachip技術在我國的研究與推廣應用帶來了一些困難。筆者從道路預防性養護角度出發，結合工程實例，探討了Novachip超薄磨耗層的使用性能及其在公路養護應用中技術要求和施工工藝。

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，根據施工工藝的不同，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行。

Novachip是著名的超薄磨耗層，源于1986年法國Screg Routes Group的產品，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，使用專用設備Novapaver（見圖1）進行施工，將間斷級配熱拌改性瀝青混合料與改性乳化瀝青相結合，其中改性乳化瀝青可起到黏結表面層和下承層的作用，同時還可以部分的進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點，特別適合于路面非結構性開裂、抗滑能力下降、輕微非結構性車轍等路面病害的修復，對于路面存在較為嚴重的病害，先進行結構性病害的處理，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、石擔路兩個預防性養護工程中，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 良好的粘結性及封水性

2.3 良好的排水性

Novachip設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到達不透水的下承層表面，然后從側向排到路面的邊緣，從而達到良好的排水效果，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

從瀝青混凝土結構上分，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。從聲學角度講，輪胎與路面摩擦產生噪聲后，為減少噪聲的等級，一方面通過路面表面的構造深度和空隙吸收噪聲，另一方面通過路表面的紋理（單位面積內表面的構造數量）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設備攤鋪，攤鋪速度可達到12～36m／min，但由于北京為首次引用此項技術，而使用的Novapaver設備更是出場后首次使用，因而在正式攤鋪施工前，選取200m試驗段進行試攤鋪，最終結合道路實際特點，確定攤鋪系數選用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，經鋼輪壓路機采用靜壓法碾壓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，石灰巖的磨光值較小，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制砂。

3.2 改性乳化瀝青黏結層

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

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

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層必須快速破乳后，經過壓路機壓實后快速凝結一次成型。

株高與穗位高（0.45**）、株高與穗長（0.32**）、株高與穗行數（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，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，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（-0.43**） 呈極顯著負相關，百粒重與空桿率（-0.22*）、禿尖長與出籽率（-0.19*）呈顯著負相關。其余各項相關性均未達到0.05顯著水平。

3.3 改性瀝青膠結料

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到13%左右，對于這樣的混合料而言，膠結料的要求較高，應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 設計級配選擇

根據北京市的氣溫和道路交通條件，采用Novachip○RType B－Ⅱ系統配比，設計配合比如表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主要用于道路的預防性養護和矯正性養護，并不能作為結構的補強層，結合工程實例，總結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，挖除舊路后補強處理；

c）原路面車轍深度大于10mm的，采用銑刨后補強處理；

d）路面攤鋪前保證干燥、清潔，不能有積水，雨后24h內不能施工。

4.2 攤鋪

4.2.1 采用專用攤鋪機械Novapaver施工，正式攤鋪前，調試好Novapaver設備，保證設備能夠一次性完成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，建議選取試驗路進行試攤鋪后，確定適合當地條件的攤鋪系數及攤鋪速度。

4.3 碾壓

選用1臺9～12t雙鋼輪壓路機，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 驗收標準

根據Novachip的路面使用性能，結合我國熱瀝青混凝土路面的國家驗收標準，建議測試內容見表2。

表2 驗收測試內容

5 結語

筆者通過工程實踐，結合自身公路建設養護管理經驗，總結出了Novachip超薄磨耗層的幾個關鍵因素：科學合理的舊路面評價與處治、優良的改性乳化瀝青黏結層（NovabondTM）的使用、優良的間斷級配熱拌改性瀝青混合料的使用、先進的同步施工工藝。這四種因素的有效配合，最終促成了Novachip優異路用性能的體現。Novachip超薄磨耗層技術在我國仍處于起步階段，在北京公路養護中的應用時間較短，在今后該技術的應用中，仍需結合國內外研究和使用經驗，在實踐中不斷完善，以進一步提高我國公路路面的使用品質。

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