超薄磨耗层 [超薄磨耗层NovaChip技术实例应用分析]
摘 要：通过在连霍高速公路洛三灵段旧路旧桥改造工程中使用超薄磨耗层NovaChip技术，证明该技术具有抗滑、抗磨耗、降噪音、减少水雾、施工时间短，影响交通小等特点，是一种延长路面使用寿命，纠正表面缺陷，功能完善的有效预防性养护技术，适用于交通负载大、路面性能要求高的高等级路面。
关键词：超薄磨耗层NovaChip技术；高速公路；应用
中图分类号：U41 文献标识码：A
1 超薄磨耗层NovaChip技术概述
NovaChip技术最先在法国出现，采用特殊的改性乳化沥青（高粘、快裂）黏结层，其上铺筑很薄（10-20mm）的高黏度改性沥青混合料，混合料采用特殊的间断级配。20世纪90年代初期，美国在对欧洲沥青路面的考察与总结中详细介绍了该项技术。随后，科氏公司在美国取得了NovaChip的使用权并引进专用设备，在Alabama、Mississipi、Texas铺筑了试验段。我国于2003年引进NovaChip专用设备在广韶高速公路的车辙病害维修中铺筑了2KM的试验路。此外，在河南的安新路、广东的河惠路以及京珠高速公路粤境南段均有应用路段。
2 工程概况
连云港-霍尔果斯高速公路（简称连霍高速公路）洛三灵段于2001年12月建成通车，起点于650m（K695+600）处，终点位于豫陕界收费站（K901+000），全长205.4Km。该路段属于重丘山岭地区，陡坡路段较多，近年来实际交通量年增长率比工可预测值大，尤其是重载交通（大货车、拖挂车）的比例比预测增加的要大很多。随着交通量的迅速增加，以及车辆严重超载的影响，连霍高速公路洛三灵段路面陆续出现车辙、龟裂、裂缝（部分伴有唧浆）、局部沉陷、坑槽等不同程度的病害，各项路况指标下降严重。虽然每年都在养护维修，但路面治理的力度远不能扼制各项路况指标整体下降的趋势，已严重影响到过往车辆的行驶速度及行车安全。为提高此路段的通行条件，针对前期检测、历史维修数据的分析，最终专家组制定了对原路面病害、特别是基层病害进行彻底处理后，加铺超薄磨耗层NovaChip的处理方案。
3 超薄磨耗层的工艺特点及设备特性
3.1 工艺特点
超薄磨耗层NovaChip是一种针对交通负载大、路面性能要求高的高等级路面养护技术，其主要应用于高等级沥青路面或者水泥路面的预防性养护和轻微病害的矫正性养护，特别是对基层较为稳定的老路面平整度和外观改善效果极为突出，也可以作为新建道路的表面磨耗层。超薄磨耗层是将20mm厚的断级配改性热沥青混合料摊铺在一层聚合物改性乳化沥青粘层膜上，使用专用的同步摊铺设备进行施工，即粘结层特种改性乳化沥青喷洒与改性热沥青混合料摊铺同时进行，经压路机压实后一次成型，具有抗滑、抗磨耗和车辙、降噪音、减少水雾、施工时间段，影响交通小等特点。
3.2 设备特性
通过专用摊铺设备NovaPaver将NovaBond（乳化沥青防水粘结层）和NovaBinder（断级配混合料）同步成型，其厚度只有15-20mm。NovaPaver必须包含受料斗、传送带、乳化沥青储罐、NovaBond喷洒和计量系统，以及宽度可调节的振动熨平板等部分。设备能够一次性完成NovaBond喷洒、热沥青混合料摊铺及熨平，可在NovaBond喷洒后5秒钟内进行热沥青混合料摊铺。在热沥青混合料摊铺之前，NovaPaver履带或其它部位不能接触喷洒在路面上的NovaBond。NovaPaver摊铺宽度可以调节，从而达到理想的路面效果。
4 混合料设计
4.1 原材料的技术指标
混合料由5-10mm碎石、机制砂、矿粉、改性沥青四种材料组成。其中5-10mm碎石和矿粉产地为偃师，机制砂产地为荥阳，沥青采用壳牌针对NovaChip系统专门研制的NovaBind专用改性沥青和NovaBond专用改性乳化沥青。
4.2 配合比设计，确定最佳油石比
4.2.1 试件成型
按矿质混合料的比例配制沥青混合料，以油石比4.5%、4.8%、5.1%三个用量进行配制以矿质混合料配合比制备3组试件，按规定每面各击实50次的方法成型。
4.2.2 马歇尔试验
（1）物理指标测定。按上面的方法成型试件，经24小时后测定其密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等物理指标。
（2）力学指标测定。测定物理指标后的试件，按规范要求在60℃下测定其马歇尔稳定度和流值。
4.3 由马歇尔试验结果分析：
4.3.1 确定最佳沥青用量的初始值OAC1
OAC1=(4.8+4.8+4.8+4.8)/4=4.8
4.3.2 确定最佳沥青用量的中值OAC2
OAC2=(4.5+5.1)/2=4.8
考虑到本工程道路交通量大、轴载重，路面性能要求高的特点，为保证工程质量，使路面具有较高的耐久性、稳定性与使用寿命，综合考虑后决定采用油石比4.8%作为最佳油石比。
4.4 性能验证
通过以上结果可以看到，混合料的析漏试验和水敏感性试验指标符合超薄磨耗层NovaChip的技术要求。
5 超薄磨耗层NovaChip的施工要点
5.1 原路面的处理
本工程中NovaChip厚度仅有20mm，受车辆轮胎直接作用，它与基层的粘结强度和基层承载力是影响其使用寿命的关键因素，因此，NovaChip施工前应彻底处理旧路面的质量缺陷，消除质量隐患。切除坑槽、块裂、松散以及拥包等病害后采用热拌沥青混合料恢复，对路面裂缝进行清理和灌缝，确保路面结构完整，承载力满足使用要求。本工程试验段原路面技术状况较好，局部位置有轻微的纵、横向裂缝。NovaChip施工前，对待施工路段采用人工处理清扫，对原路面出现的裂缝进行开槽灌缝后，采用高压风机清扫路面及缝隙内的灰尘和杂物，使路面保持干净，并开始进入下一道工序。