超薄磨耗層在高速公路預防性養護中的應用

李志華

（山西晉北高速公路養護有限公司，山西 太原 030006）

預防性養護可以延緩瀝青路面早期破壞，提高瀝青路面的使用性能，減少前期養護費用，延長道路使用壽命。瀝青路面在運營通車后，在車輛荷載和環境因素的影響下會產生裂縫、車轍、麻面、坑槽等病害，降低路面使用性能，甚至影響行車安全。采用NovaChip超薄磨耗層可有效修復瀝青路面上部的輕微破損，恢復路面使用性能[1]。結合廣珠東線瀝青路面預防性養護，從原材料選配、配合比設計、質量檢驗和跟蹤檢測等方面進行全面闡述。

1 NovaChip超薄磨耗層路面修復機理

NovaChip超薄磨耗層可以對瀝青路面裂縫、麻面、小面積坑槽等病害進行修補，也可以對新建道路開展預防性養護。NovaChip超薄磨耗層可有效提高瀝青路面使用性能，對路面的修復機理如下[2-3]：

養護前對瀝青路面進行徹底清理，首先灑布一層黏結力強的改性乳化瀝青，厚度為0.6～1 mm，破乳后牢固地黏結在瀝青路面上。緊跟攤鋪一層間斷級配的熱拌瀝青混合料，使用壓路機碾壓成型。在碾壓過程中，改性乳化瀝青在壓力作用下滲透到間斷級配的熱拌瀝青混合料的空隙中，將NovaChip超薄磨耗層與原瀝青路面黏結為一個整體，形成網格互穿型保護層，有效提高瀝青路面的抗滑、防水性能，延遲路面大修養護年限。NovaChip超薄磨耗層厚度一般為10～20 mm，開放交通速度快，但只能用于瀝青路面養護，且無法修復由于路基變形破壞產生的嚴重破壞。

2 預防性養護方案設計

2.1 依托項目概況

廣珠東線是京珠高速公路廣東段，采用雙向四車道高速公路技術標準，設計車速100 km/h，路基設計寬度為24.5 m。通車后交通量大，瀝青路面在運營通車一段時間后出現了輕微橫向裂縫、縱向裂縫、局部麻面、車轍和小面積坑槽等病害。為了快速恢復瀝青路面使用性能，擬采用NovaChip超薄磨耗層對路面進行預防性養護。

2.2 路面養護方案

項目養護路段為K68+350—K73+685.5，總長度為5 335.5 m，擬采用NovaChip超薄磨耗層厚度為20 mm。NovaChip超薄磨耗層選用具有超強黏結性的SBS改性乳化瀝青，粗集料最大粒徑為12.5 mm，采用花崗巖碎石。施工現場配置維特根SF-1800攤鋪機1臺、11 t雙鋼輪壓路機1臺、LB2000型瀝青拌和設備1套，以及其他配套施工機械。現場攤鋪施工采用單車道施工方式，先進行主車道養護施工，最后進行超車道施工，南北方向采用交替施工方式。

3 原材料及配合比設計

3.1 原材料選用

粗集料采用5～10 mm反擊破碎花崗巖碎石，細集料采用0～3 mm石屑，填料采用325R水泥。改性乳化瀝青選用殼牌公司的SBS改性乳化瀝青，施工前按照《公路工程集料試驗規程》（JTG E42—2005）和《公路瀝青路面養護技術規范》（JTG 5142—2019）中的相關規定對進場原材料形狀、規格、物理力學性能等進行檢驗。

3.2 配合比設計

3.2.1 目標配合比設計

NovaChip超薄磨耗層采用間斷級配，礦料級配如表1所示，通過調整級配曲線，確定目標配合比如表2所示。

表1 礦料級配

表2 目標配合比

3.2.2 生產配合比

結合施工現場原材料、拌和設備技術參數等指標確定NovaChip超薄磨耗層生產配合比，如表3所示。

表3 生產配合比

4 NovaChip超薄磨耗層養護效果分析

4.1 抗滑性能檢測結果分析

4.1.1 構造深度檢測結果分析

NovaChip超薄磨耗層養護前后主車道構造深度采用手工鋪砂法檢測，檢測結果如表4所示。

表4 養護前后路面構造深度檢測結果

分析表4瀝青路面預防性養護前后構造深度檢測結果，養護前構造深度平均值最小為0.821 mm，養護后構造深度平均值最小為1.134 mm，且養護后構造深度明顯增加。根據《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50—2017）的相關規定，高速公路瀝青路面構造深度不應小于0.55 mm。養護前后瀝青路面構造深度均大于0.55 mm，都滿足規范要求。

4.1.2 橫向力系數檢測結果分析

在瀝青路面養護前后，分別對主、超車道橫向力系數進行檢測，檢測結果如表5所示。

表5 橫向力系數檢測結果

分析表5主、超車道橫向力系數檢測結果，養護前后路面橫向力系數得到了明顯提高，增加幅度最高達到68.3%。根據《公路瀝青路面養護技術規范》（JTG 5142—2019）的相關規定，根據養護前后橫向力系數檢測結果對瀝青路面抗滑能力進行等級評定。養護前K69+800—K70+800路段評定等級為中；養護后K71+500—K72+500路段超車道評定等級為良，其他均為優。通過對比分析，養護后瀝青路面橫向力系數大幅提高，路面抗滑性能有了較大程度改善。

4.1.3 路面抗滑性能綜合分析

結合上述養護施工前后構造深度和橫向力系數的檢測結果，構造深度養護前后平均檢測值均高于規范要求值，而根據養護前橫向力檢測結果部分路段評定結果為中，養護后只有K71+500—K72+500路段超車道評定等級為良，其他均為優。根據以上分析，可以得出舊瀝青路面的抗滑性能不能只采用構造深度進行評定，而是要結合橫向力系數檢測結果進行綜合評定。這是由于瀝青路面在使用一段時間后，表層逐步被磨光，采用構造深度已不能準確反映路面的抗滑能力。因此，養護前路面抗滑性能評定結果以橫向力系數評定結果為準。養護前路面抗滑性能已經有了一定幅度的下降，采用預防性養護后瀝青路面抗滑性能明顯提高，可有效提高行車安全。

4.2 抗滲性能檢測結果分析

為了確定瀝青路面養護前后的抗滲性能，分別對主、超車道抗滲性能進行檢測，檢測結果如表6。

分析表6數據，養護前后瀝青路面滲水系數有了一定幅度的下降，說明路面抗滲性能得到了一定程度的提高。養護前路面滲水系數最大值為52 mL/min，養護后滲水系數最大值為31 mL/min，均小于《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2014）中要求的200 mL/min，說明養護后瀝青路面抗滲性能得到了明顯提高，NovaChip磨耗層防水性能良好。

表6 養護前后滲水系數檢測結果

4.3 路面抗滑性能跟蹤檢測結果分析

廣珠東線K68+350—K73+685.5路段于2015年9月養護完工，為了進一步確定NovaChip超薄磨耗層養護維修效果，在2017年10月對該路段進行跟蹤檢測。跟蹤檢測過程中未發現瀝青路面出現明顯的開裂、車轍等病害，重點對NovaChip超薄磨耗層的橫向力系數SFC進行檢測，并與養護前、完工后的檢測結果進行對比分析，用于評價瀝青路面的抗滑性能，檢測結果如圖1所示。

圖1 路面橫向力系數檢測結果

通過對比分析圖1所示各路段橫向力系數檢測結果，采用NovaChip超薄磨耗層對瀝青路面進行養護后橫向力系數大幅提升，提升幅度在50%左右。養護前瀝青路面橫向力系數主要在30～40之間，養護完工后橫向力系數提高到60～70之間。在運營使用2年后，瀝青路面橫向力系數有了一定幅度的下降，下降到50～55之間，下降幅度不超過20%，但相比施工前還是有較大幅度提高，說明抗滑性能保持良好。結合其他指標的檢測結果，均滿足設計要求，說明采用NovaChip超薄磨耗層可有效提高瀝青路面使用性能，養護效果良好。

5 結語

結合廣珠東線NovaChip超薄磨耗層預防性養護實踐，通過對比分析養護前后瀝青路面構造深度、橫向力系數、滲水系數和跟蹤檢測結果，得出以下結論：

a）分析構造深度、橫向力系數檢測結果，養護后兩個指標均有明顯提高，說明瀝青路面抗滑性能得到了明顯改善。另外，養護前后構造深度檢測結果均滿足設計要求，但部分路段養護前橫向力系數評定結果為中，因此對舊瀝青路面應采用橫向力系數進行抗滑性能評定，新建瀝青路面采用構造深度進行評定。

b）分析滲水系數檢測結果，養護后路面滲水系數有了一定幅度的下降，路面抗滲性能得到了進一步提升，說明NovaChip超薄磨耗層具有良好的抗滲性能。

c）分析路面抗滑性能跟蹤檢測結果，在養護完成通車2年后，路面橫向力系數有了一定幅度的下降，但滿足規范要求，說明NovaChip超薄磨耗層養護效果良好。