NovaChip超薄磨耗层长期使用性能跟踪分析

2022-09-21罗崴瑜

黑龙江交通科技 2022年9期

罗崴瑜

(广东省南粤交通韶赣高速公路管理处，广东广州 510000)

0 引言

NovaChip是应用较为广泛的超薄磨耗层之一。该技术最早应用于20世纪80年代。NovaChip超薄磨耗层是采用专用同步薄层摊铺机将间断级配的热拌沥青混合料铺筑在同步喷洒的改性乳化沥青粘结层上，厚度为15～25 mm，可快速开放交通的薄层沥青路面结构。混合料采用的间断级配，由70%～80%的单一粒径碎石，20%～30%的细集料及填料组成；沥青用量一般为4.8%～5.2%。由于NovaChip超薄磨耗层具有表面抗滑性能好、消除路面车辙、提高路面平整度、减少雨天水雾及水膜、噪音低、施工速度及开放交通快和低造价等多种优点，我国于2003年引进了NovaChip专用设备，同年在广韶高速公路的车辙病害维修中铺筑了2 km的试验路。2007年在京珠北高速、河惠等高速公路也进行了试验铺筑。从试验情况来看，在原路面病害处理恰当条件下，NovaChip超薄磨耗层使用寿命可达5～8年。

2015年韶赣高速路面预防性养护应用了NovaChip超薄磨耗层罩面。为进一步掌握NovaChip超薄磨耗层罩面的长期使用性能及衰减规律，项目对NovaChip超薄磨耗层罩面后的演变情况进行了长期的跟踪、检测及分析。

1 罩面前路况

韶赣高速公路(编号G6011)位于广东省北部韶关市境内，主线全长125.36 km，双向六车道建设标准，2011年1月1日建成通车。主线除隧道采用水泥混凝土路面外，其余路段均采用沥青混凝土路面。2014年部分沥青路面陆续出现了10～12 mm车辙；下行K602+303～K600+951隧道水泥混凝土路面出现抗滑性能下降，降至32.3；沥青路面K525+451～K524+551、K550+351～K550+051、K542+951～K542+851等路段也出现抗滑性能下降，降至40以下。为提高路面抗滑性能，确保高速公路行车安全以及矫正路面车辙，2015年实施了单幅长约32.76 km的NovaChip超薄磨耗层。详见表1。

表1 NovaChip超薄磨耗层罩面路段

2 Novachip超薄磨耗层罩面后使用性能情况

2.1 交通量统计分析

韶赣高速公路为广东省大件运输通道，统计了2016～2021年的交通量数据。从历年各类型车组成比例看，一型车为主要车型，目前占总交通量的58.5%以上；二型车占总交通量的4.5%；重车(三四五六型车)目前占比约30%～35%，韶赣高速公路为重交通荷载等级。各年度交通组成统计分析见表2。

表2 韶赣高速公路各年度年日均交通组成统计

2.2 Novachip超薄磨耗层工后检测情况

韶赣高速NovaChip超薄磨耗层粗、细集料均采用辉绿岩，设计厚度为2.5 cm，施工最小厚度为2.0 cm。采用NovaChip Type-C型级配，工后各项指标检测合格，见表3。

表3 NovaChip超薄磨耗层工后检测结果

2.3 Novachip超薄磨耗层路段表观(质量)状况长期跟踪情况

(1)K541～K604区间的21个路段长度共计24.32 km，罩面后7年间，路面损坏PCI稳定在95左右，评定为优，表观质量良好，无坑槽、脱落、无裂缝。

(2)K517～K541区间的8个路段长度共计8.44 km，罩面后第3年，路面损坏指数开始下降，路面陆续出现了不同程度的反射裂缝。未进行罩面的相临路段也同样出现了较多裂缝，裂缝主要为横向裂缝，裂缝间距约10～20 m，裂缝封闭后3个月内又重新开裂，2019年路面损坏指数下降到良、中等级。经调查发现该路基段为红砂岩填筑段。为进一步分析裂缝产生原因，采用了雷达探测法对裂缝进行检测。检测结果发现，这些裂缝有up-down和down-up两种裂缝，其中down-up裂缝发于红砂岩路基上路堤，主要是红砂岩崩解后不均匀沉降所致，之后诱使半刚性基层开裂并反射至沥青层；而up-down裂缝则是由于沥青层无法消解路基不均匀变形而撕裂引发的裂缝。所以沥青层表面的裂缝实则是由于变形和反射裂缝共同作用而出现大量的裂缝。探测结果表明，裂缝开裂至半刚性基层(44～63 cm)的比例为28.8%，开裂至垫层(63～78 cm)的比例为6.7%，开裂至土基(>78 cm)的比例为55.6%。为此，2020年对主车道的NovaChip罩面进行了铣刨，重铺采用了UTAC；2021年对下行方向K517～K541路段进行了4 cmGAC-13罩面。

以上情况表明，对于路基稳定性不足易产生不均匀沉降的路段，采用NovaChip超薄磨耗层罩面进行处置时应审慎论证，科学抉择。其他路段NovaChip超薄磨耗层施工后长期检测结果见表4。

表4 NovaChip超薄磨耗层施工后长期PCI检测结果

2.3 路面车辙状况长期跟踪情况

沥青路面罩面前车辙深度在10～12 mm的路段，NovaChip罩面后车辙深度有明显改善，罩面后7年间，车辙深度基本在3～7 mm之间，路面车辙状况均评定为优，说明NovaChip超薄磨耗层抗车辙性能良好，具有良好的抗车轮磨耗及高温稳定性。检测结果见表5。

表5 NovaChip超薄磨耗层施工后长期车辙深度检测结果

2.4 路面抗滑性能的长期跟踪情况

(1)下行K602+303～K600+951为隧道水泥混凝土路面，在通车营运后2014年横向力系数系数衰减到32.3，抗滑性能评定为次等级，NovaChip超薄磨耗层罩面后横向力系数提升到50，罩面后7年间横向力系数SFC保持在49.1～50之间，抗滑性能稳定，抗滑性能评定为优等级。

(2)下行K552+251～K552+051、K550+351～K550+051、K542+951～K542+851段沥青路面，在通车营运后2014年横向力系数衰减到39，抗滑性能评定为中等级。2016年采用NovaChip超薄磨耗层罩面后，横向力系数提升到40以上，罩面后7年间横向力系数保持在43左右，抗滑性能稳定，抗滑性能评定为良。

(3)其余路段NovaChip超薄磨耗层罩面后7年间，横向力系数保持在42.7～56.3之间,抗滑性能均为优良。

检测结果见表6。