超薄罩面技术在城市道路中应用[1].doc

超薄罩面技术在城市道路养护中应用
【摘要】本文简单介绍了NovaChip超薄罩面技术特点和优点，并详细论述了其原材料技术要求，通过实例说明了施工工艺以及与传统沥青混凝土施工工艺区别。
【关键词】NovaChip超薄罩面技术 特种改性乳化沥青粘结层 专用摊铺设备 特殊的断级配矿料级配
采用沥青路面的城市道路在建成投入使用后不久，其面层尤其表面层常常在基层未出现结构性损坏的情况下，由于车辆荷载、气温、降水等外部因素和材料特性、质量缺陷等内部因素共同影响下出现裂缝、车辙、坑槽、剥落等不同程度早期病害。这些病害不仅影响道路通行能力，更重要的是大大缩短了道路的使用寿命。若对其采取灌缝、局部铣刨重铺等日常小修养护措施，常常是刚把这修好，另外地方又该修了，顾此失彼，养护效果不好；若采取传统铣刨重铺大中修维修措施，一方面病害主要发生在面层甚至表面层，从费用效益角度看，修复成本相对较高，经济效益差；另一方面由于需断交施工而施工周期长，给城市交通带来很大影响，特别不利于城市交通组织，常常招致市民怨声，社会效益也差。而采用超薄罩面如NovaChip养护新技术可以很好解决上述矛盾，现就一实例来探讨NovaChip超薄罩面技术在城市道路路面养护中应用。
一、 工程概况
石家庄市平安大街（和平路——裕华路）是一条南北向城市主干道，该段地处市中心，日常交通量大。该段道路全长2.5km，快车道宽度22~23m，全部快车道道路面积约5万余平米。该段道路路面在2008年经大修改造投入使用后，经过近6年运行，近期路面出现横裂、车辙、局部沉陷、坑槽、块状裂缝和网裂等病害。经统计分析，这些病害呈现如下特点：
1) 横裂、坑槽、车辙绝大部分、块状裂缝发生在道路面层，尤其车辙、坑槽、块状裂缝主要发生在表面层，横裂主要是温度裂缝和反射裂缝，未发现荷载型裂缝。车辙深度绝大部分为20mm以内，最大30mm。
2) 横裂、坑槽、车辙病害是主要病害，三者面积之和占全部病害面积比重很大，局部沉陷、块状裂缝和网裂三者面积之和占全部病害面积比重较小，局部沉陷主要发生在市政管道井四周，病害面积最小。
从病害危害来看，坑槽、车辙、沉陷不仅直接影响车辆通行速度，降低道路通行能力，而且坑槽、车辙、沉陷还会造成路面积水，对路面造成水损破坏，大大降低道路使用寿命。而横裂、块状裂缝和网裂尽管暂时对道路通行能力影响不大，但由于这些裂缝存在，使路面上的水渗入路面各结构层或路基中，造成路面或路基强度降低，在行车反复作用下产生基层冲涮或唧浆现象，进而引起路面网裂、沉陷、坑槽等病害。
鉴于病害种类和发生部位，又考虑到维修方案对交通组织影响，决定采用对沉陷、网裂、坑槽挖除重做面层以及裂缝灌缝、车辙铣刨填平后，统一在原快车道道路面层上采用NovaChip超薄罩面技术加铺25mm厚罩面面层维修方案。
二、 NovaChip超薄罩面技术原理和特点
NovaChip超薄罩面技术是使用专用设备将15—25mm厚的断级配热拌改性沥青混合料摊铺在一层特种改性乳化沥青粘结层上，特种改性乳化沥青粘结层与热拌改性沥青混合料摊铺同时进行，经压路机压实后一次成型。该技术关键在于：
1） 特种改性乳化沥青粘结层：该粘结层起粘结与封水的重要作用，是影响路面使用寿命的关键因素。该粘层具有高粘度、高固含量、快裂、改性特点。上述特点使粘结层既保证了薄层罩面与原路面结合紧密，又封住了原路面裂缝，防止了路表水下渗，同时还延阻旧路面的反射裂缝。
2） 专用摊铺设备：该设备实现了改性乳化沥青即粘层油喷洒与热拌沥青混合料摊铺几乎同步施工。这样既避免了通常分离施工时的对已喷洒粘层油的破坏和层间污染，又使新喷洒的改性乳化沥青粘层油在随后紧跟摊铺的热拌沥青混合料的加热以及压路机的碾压下爬升，从而加强了对沥青混合料中集料的粘结作用，使之结合更加牢固；
3） 特殊的断级配矿料级配：矿料级配为断级配，它有70%——80%的单一粒径碎石，20%——30%细集料及填料组成。其级配结构与连续级配结构相比，NovaChip超薄罩面具有粗糙的纹理，且混合料本身透水，具有优越的抗滑性能;与开级配结构相比，它含有更多细集料，从而有更好的力学稳定性与抗剪能力。
NovaChip超薄罩面技术具有以下特点：
1) 施工速度快，周期短。NovaChip超薄罩面技术施工不需对原路面铣刨，可直接在原路面上加铺，而且其摊铺厚度薄，因而不但摊铺施工速度快，而且易于压实，压实成型后散热快，开放交通也就快，通常施工完成后10——20min就可开放交通。因此若合理组织交通，可大大减轻对交通影响，特适于城市道路养护。
2) 经济、环保。由于其不需对原路面铣刨，这即不损伤原路面，又充分利用旧路的使用价值，而且避免了传统铣刨重铺施工工艺铣刨施工时的扬尘和噪声污染，有利于环保。
3) 优良抗滑、防渗性能。其特殊断级配结构，使之既具有粗糙纹理又保持较大空隙率，因而具有良好防滑性能和透水能力，保证行车质量和安全，特别是雨天。而其优良的改性乳化沥青粘结层又可以防止水侵入下面结构层，有效防止了沥青道路的水损害。
三、 原材料技术要求
1） 改性乳化沥青技术要求：
试验
技术要求
筛上剩余量试验（%）
0.05max
蒸馏固含量试验（%）
65.0min
蒸馏后石油馏分（%）
2.0max
破乳速度
35ml,0.8%气溶胶（%）
40min
蒸馏残留物性能试验
针入度（25℃，100g，5s）\0.1mm
60——150
溶解度（三氯乙烯）（%）
97.5min
弹性恢复（10℃）/%
60min
延度（10℃，5cm/min）/cm
40min
2)粗集料技术要求
由于NovaChip超薄罩面面层很薄，因此混合料的性能对集料的形状及级配很敏感，要求非常高。首先要求必须具有足够的强度，其次压碎值、磨耗值、清洁度、形状等都要满足一定要求。直径大于4.75mm粗集料必须满足下表所列指标：
试验
技术要求
洛杉矶磨耗损失/%
28max
细长扁平颗粒含量（3:1）/%
10max
单个破碎面/%
100min
两个多个破碎面/%
90min
狄法尔磨耗损失/%
18max
坚固性/%
12max
3)细集料技术要求
细集料（直径小于4.75mm）必须是机制砂，性能指标满足下表要求：
试验
技术要求
砂当量/%
60min
亚甲基蓝(mg/g)
10max
棱角性/%
40min
4) 填料技术要求
填料宜采用石灰岩等憎水性石料经磨细得到矿粉，要干燥、洁净，质量满足下表要求：
0.6mm方孔筛通过率100%
0.075mm方孔筛通过率75%——100%
5)集料级配要求

下列筛孔（mm）通过率(%)
筛孔尺寸
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
通过率（%）
100
85——100
28——38
25——32
15——23
10——18
8——13
6——10
4——7
四、 施工工艺
一） 施工前准备
1） 旧路面病害处理，保证原路面具有足够承载能力。对具有可灌性纵、横裂缝用专用灌缝料灌缝；对车辙铣刨填平；对沉陷、网裂、块状裂缝铣刨或挖除按原结构恢复。
2） 清扫路面，保证路面没有杂物和积水。
二） 摊铺施工
1） 为了保持不断交施工，在交通低峰期采用分段分幅施工方法，尽可能减少对交通影响。
2） 按配合比设计确定生产配合比集中拌和好沥青混合料并运输到摊铺现场，用专门摊铺设备(NovaChip)摊铺。拌和生产以及摊铺时温度、拌和时间、摊铺设备要求等一系列要求均与传统沥青混凝土施工相同。
3） 在喷洒特种改性沥青粘结油时要标定喷洒量，通常为1.0——1.2L/m2，要与摊铺速度一致。
4） 由于摊铺厚度薄，碾压一定采用静压碾压，不可振动。碾压不是为了使混合料密实，而是为了使混合料与粘层油良好粘结。因此碾压吨位不宜太大，同时由于散热快，压路机必须紧跟摊铺机。
五、 结语
NovaChip超薄罩面技术是一种新型薄层罩面技术，其通过喷洒的高粘结力特种乳化沥青粘层油和专门设备实现粘层油喷洒与混合料摊铺一次性完成使新铺超薄罩面层与旧路面良好、可靠粘结，其特殊断级配矿料组成，保证了混合料良好性能。上述特点使该技术具有施工速度快，路面防滑性能好，行车舒适优点。在城市道路维修养护中具有非常广阔应用前景。
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