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1、Novachip沥青混合料超薄磨耗层施工技术研究摘要：具有良好降噪、排水功能的Novachip沥青混合料超薄磨耗层，是一种应用较为广泛的改性沥青混凝土面层。本文基于相关理论研究，针对施工中出现的问题，对沥青混合料进行了高温稳定性以及谢伦堡析漏等实验，确定了施工路段最佳的沥青用量，最后通过对其路面性能的研究，验证了Novachip混合料的可行性，为今后沥青混合料超薄磨耗层的设计施工提供数据支持。关键词：降噪；超薄磨耗层；改性沥青；Novachip0引言随着公路施工技术的快速发展，沥青路面的使用功能下降较为明显，严重影响着车辆行驶的安全性和舒适性1，对高速公路进行预防性养护，能够有效提高路面的使用
2、寿命2，具有良好的经济效益，改善了出行的安全性，给道路使用者带来的交通延误降至最低3。上世纪八十年代，法国首次应用Novachip于实际施工中，是世界上采用超薄磨耗层混合料路面最早的国家4。之后的几十年，欧洲其他国家也相继出现超薄混合料沥青混凝土路，美国科氏公司于1992年取得Novachip技术的使用权限，并引进相关设备5。张新波6等拟定了5条级配曲线，并对超薄沥青混凝土SAC-10进行了分析研究，证明了其永久变形能力的优越性。本文基于前人相关理论研究，选取特定的实验材料及环境，并结合实际工程概况，对超薄磨耗层混合料的相关性能进行了测试，通过对混合料最佳配合比的设计，得到了最佳的沥青用量，最
3、后对其在试验路段性能的检测，验证了沥青混合料的实用性，为今后的设计施工提供数据支持。1 实验原料及施工概况实验选取G25长深公路柳城至热水段，东起蓝口镇，向东北延伸至梅河高速，地形复杂多变，公路两侧地下水含量丰富，路面裂缝水主要存在于风化裂缝中，受降雨影响较大。选用SBS改性沥青，其相关实验指标及要求如表 1 SBS改性沥青检测值及技术要求所示。表 1 SBS改性沥青检测值及技术要求技术要求单位检测值规范值闪点，330250软化点，95100针入度，0.1mm5250-80质量变化，%0.095溶解度，%99.56100残留针入度比，%83.570延度，cm3820由表可得，SBS改性沥青的延
4、度38cm，溶解度99.56%，闪点330，符合实验要求。实验选取三种粒径大小的玄武岩作为粗集料用料，其分类为：1#料1-8mm、2#料9-16、3#料17-20mm，并对其进行密度及吸水率实验，利用相关公式计算表观相对密度，得到如表 2 吸水率及密度实验结果所示。表 2 吸水率及密度实验结果试样编号试样质量（g）毛体积相对密度（g/cm3）表观相对密度（g/cm3）吸水率（%）实测值平均值实测值平均值实测值平均值1#（1-8mm）11325.252.8542.8592.6852.5851.551.5421349.282.8642.4851.532#（9-16mm）11152.472.5702
5、.5802.6602.5501.681.6721132.072.5902.4401.663#（17-20mm）1660.492.4682.5332.1352.2250.880.892689.272.5982.3350.90由表可知，粗集料的相对密度随着试样粒径的增大而减小，也即相对密度与其粒径大小呈反比关系，粗集料的吸水率分别为1.54%、1.67%以及0.89%，符合施工要求。细集料和矿粉分别选取0-5mm粒径大小的石灰岩机制砂以及石灰岩细粉，随机抽测其相关指标，得到如表 3 矿粉平均粒径及比表面实验结果所示。表 3 矿粉平均粒径及比表面实验结果材料名称实验次数平均粒径（m）比表面积测试值平
6、均值测试值平均值矿粉130.256829.81291.351.36229.36891.37由表中数据可知，矿粉的比表面均值为1.36，平均粒径为29.8129，测试结果,满足实验要求，明显提高了胶浆的软化点，对混合料的粘合强度有一定提升。2 超薄磨耗层沥青混合料配合比设计2.1级配设计方法表 4 Novachip沥青混合料超薄磨耗层级配表尺寸大小筛孔通过率5.25mmA型9.89mmB型18.58mmC型1890-10070-9010015.3240-6050-7060-803.5920-3515-2870-756.6815-2420-278-120.276-910-155-100.0913-
7、63-63-6适宜厚度2.0-2.52.2-2.82.1-2.7表 4为Novachip沥青混合料超薄磨耗层级配表，由表中数据可知，A型级配所用集料的粒径较小，不能满足超薄磨耗层排水及空隙率的要求，故在B、C级配中选取较为合适的类型。由于实验所用玄武岩的最大粒径为20mm，故选择C级配作为实验用级配，并将其分为三档料，其中第一、二档为玄武岩，第三档为石灰岩，填料为矿粉，粒径范围分别为：第一档17-20mm、第二档5-16mm、第三档0-5mm。图 1 超薄磨耗层级配曲线图图 1 为超薄磨耗层级配曲线图，由图可得，随着筛网孔径的变大，其通过率也随之增大，当孔径大小为18mm时通过率最大，达到级配
8、的上限100%；当孔径为20mm时，此时级配的下限到达最大值，为100%。2.2 确定最佳沥青用量实验拌和温度为160，压实温度为150，利用旋转压实仪压实成型，设置旋转压实次数为150次，得到如表 5 沥青混合料旋转压实实验结果所示。由表中数据可得，在4种油石比下，试件的稳定度、空隙率等指标均符合相关技术要求，结合实际环境状况，将沥青胶结料含量为5%视为最佳沥青用量。表 5 沥青混合料旋转压实实验结果编号油石比（%）相对密度（g/cm3）流值（0.01mm）空隙率（%）沥青饱和度（%）矿料间隙率（%）稳定度（kN）膜厚（m）实际理论15.12.5362.5842.328.9536.523.4
9、9.158.2225.32.5462.6512.99111.3248.2326.39.999.2135.52.2352.5693.3211.7152.123.19.2510.2145.92.6532.4894.2312.0648.3221.029.1611.8756.42.5842.3105.6212.3349.9222.049.2112.68技术要求-实测计算2.0-4.21040-59208.59.9在温度为70，轮压1MPa条件下对沥青路面进行高温稳定性实验，实验结果如表 6 Novachip沥青混合料车辙实验结果所示。表 6 Novachip沥青混合料车辙实验结果编号平均温度()t1(
10、min)t2(min)d1（mm）d2(mm)DS(次/mm)DS均值(次/mm)169.950652.552.7532503255270.050652.782.953650370.150652.662.912865其中，t1、t2分别为实验起止时间，d1、d2为车辙深度，DS为动稳定度，由表可知，沥青混合料的动稳定度为3255次/mm，符合实验技术要求，说明油石比5%是合理的。对沥青混合料进行谢伦堡沥青析漏实验，发现混合料的平均析漏损失率约为0.08%，满足实验技术要求，佐证了油石比5%的可行性。3 Novachip超薄磨耗层路面性能评价3.1降噪性能评价对Novachip沥青混合料超薄磨耗
11、层进行噪音检测，检测时实行全路段交通管制。与原路面噪音比较，得到如表 7 试验路段与原路面车外噪音对比所示。表 7 试验路段与原路面车外噪音对比车速噪音平均值/dB(A)噪音最大值/dB(A)Novachip路面原路面降噪值Novachip路面原路面降噪值大车以70km/h行驶81.282.1-0.98588-3大车以100km/h行驶81.884.6-2.88893-5小车以70km/h行驶72.177.8-5.77277-5小车以100km/h行驶72.376.8-4.57185-14由表中数据可知，车外噪音，无论是平均噪音还是最大噪音，Novachip路面都比原路面要小很多，降低噪音效果
12、明显。3.2排水性能评价表 8 路面雨天观测对比表降雨大小车后水雾情况路表积水情况Novachip路面原路面Novachip路面原路面大雨大量大量水雾无水膜存在水膜中雨少量出现水雾无水膜存在水膜小雨无少量水雾无水膜表面湿滑在不同的降雨环境下对沥青混合料超薄磨耗层进行观察，得到如表 8 路面雨天观测对比表，由表可知，通过将路表积水与车后水雾情况向对比，发现Novachip路面车后水雾并未出现明显减少，在大雨时未出现径流和水膜。4 结论本文基于相关理论研究，结合具体施工事例，通过实验的方式对Novachip沥青混合料超薄磨耗层的构成及其路面性能进行了分析研究，得到了以下结论：（1）阐述了沥青的级配
13、设计方法以及最佳用量，分析了混合料中沥青与矿料间的相互关系，得到了最佳的级配比，并利用旋转压实仪将沥青压实成型，得到了最佳的油石比，并确定了此油石比下最佳的饱和度以及矿料间隙率等，最后通过高温稳定实验以及谢伦堡析漏实验的验证，确定了5%油石比的可行性。（2）对Novachip路面在降噪以及排水方面的效果进行了检测，通过与原路面噪音进行对比，发现无论是平均噪音还是最大噪音，Novachip路面均比原路面降噪效果好，Novachip路面排水能力要明显优于原路面。参考文献1邹晓勇.沥青路面节能减排养护技术碳排放定量评价J.交通运输研究,2016,2(01):38-44.2王斯倩,舒澄.NovaChip超薄磨耗层在江西高速公路养护工程中的应用J.交通建设与管理,2014(22):183-185+188.3邹友泉.昌九高速公路沥青路面预防性养护试验路段施工正式启动J.交通标准化,2010(24):58.4庄伟,李栋.预防性养护超薄磨耗层材料路用性能研究J.石油沥青,2013,27(01):27-30.5徐晓明.浅谈市政道路旧路改造施工技术J.科技与企业,2012(13):230.6张新波,刘长溪,马晓松.C型NovaChip超薄磨耗层在山东高速公路养护中的应用J.中国公路,2012(S1):5-8.
