基于超薄磨耗層的不粘輪乳化瀝青研究

（江蘇新越瀝青產(chǎn)業(yè)研發(fā)有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

超薄磨耗層（NovaChip）是近年發(fā)展起來的一種新型預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)。這種技術(shù)能夠解決路面輕微裂縫、輕微松散、車轍（小于15mm），路面滲水，表面貧油、老化、抗滑性能降低等病害。綜合來看是最佳的養(yǎng)護手段之一。

一、超薄磨耗層與不粘輪瀝青

NovaChip攤鋪厚度為1cm～2cm，防水黏結(jié)層和斷級配瀝青混合料同步成型。可以快速施工，攤鋪速度達到12m/min～36m/min。NovaChip需要專用材料瀝青膠結(jié)料、黏層油；專用的一體機設(shè)備；特殊工藝，成本高昂，施工復(fù)雜。因此，如果將黏層油設(shè)計為不粘輪黏層油，即黏層油灑布后，能快速破乳固化，且不粘輪，采用傳統(tǒng)攤鋪機進行超薄磨耗層的攤鋪，可極大縮短施工時間，達到與NovaChip同樣的效果，從而避免使用同步攤鋪機帶來的昂貴的機械設(shè)備成本，并提高施工質(zhì)量的可控程度。

另外，對于超薄層罩面來說，罩面與原路面之間的黏結(jié)強度對罩面的損壞有著十分重要的影響。多層結(jié)構(gòu)的瀝青面層在層間結(jié)合良好的狀態(tài)下，是作為一個整體來承受車輪施加給路面的垂直和水平載荷的，對于瀝青層的最大拉應(yīng)力通常發(fā)生在瀝青層的底部，而厚度較薄的表面層通常處在壓縮狀態(tài)。如果表面層與下層路面之間發(fā)生部分或完全的滑移，則表面層由于失去下層路面的支持，將直接承受交通載荷引起的拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力。

對于超薄層罩面來說，與較厚的瀝青結(jié)構(gòu)層之間發(fā)生層間滑移相比，這種失去下層路面的支持對罩面層應(yīng)力狀態(tài)的影響將更為嚴(yán)重。由于鋪層很薄，一旦罩面與原路面之間發(fā)生層間滑移，則超薄層罩面將很快損壞。由于以上的原因，對于超薄層罩面的黏層材料應(yīng)該有更高的要求，希望它有更高的抗拉與抗剪強度，以及與原路面更強的黏附能力。

本文以室內(nèi)研究結(jié)合室外試驗段對基于NovaChip進行改良的超薄磨耗層傳統(tǒng)設(shè)備施工的不粘輪乳化瀝青黏層油進行研究。分別以普通乳化瀝青、SBS含量為3%的乳化改性瀝青、NovaChip專用乳化瀝青NovabondTM及不粘輪乳化瀝青作為黏層油，以AC-13標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件模擬原路面，采用NCAT提供的美國超薄罩面的級配類型B型混合料作為超薄磨耗層，制作復(fù)合試件。試驗路段采用直剪試驗分析對比了不同材料、不同灑布量的層間黏結(jié)力，并研究了該產(chǎn)品不粘輪效果。

二、原材料的技術(shù)指標(biāo)

普通乳化瀝青黏層油、SBS含量為3%的乳化瀝青黏層油、NovabondTM黏層油及不粘輪乳化瀝青黏層油技術(shù)指標(biāo)，如表1所示。

AC-13采用SBS改性瀝青，油石比為5.0%，超薄磨耗層通過飛散和析漏試驗，確定最佳油石比為5.4%。在兩者最佳油石比的情況下，采用標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾擊實方法，先擊實4cm厚AC-13底層；養(yǎng)生24h之后，不同體系的黏層油分別采用根據(jù)固含量折算成純?yōu)r青用量分別為0.2kg/m2、0.3kg/m2、0.4kg/m2、0.5kg/m24個不同的灑布量，用毛刷在試件頂面涂刷不同體系黏層油；待黏層油破乳固化后，裝入超薄磨耗層混合料，單面擊實50下，從而制作復(fù)合型試件，試件總高度65mm。

表1 普通乳化瀝青黏層油技術(shù)指標(biāo)

三、室內(nèi)試驗研究

（一）抗剪切強度研究

本文采用直接剪切試驗，模擬薄層罩面結(jié)構(gòu)在車輛行車過程中，超薄磨耗層抵抗層間剪切作用的能力。本文對不同類型的黏層油在不同灑布量下，測定超薄磨耗層復(fù)合試件抵抗剪切變形的強度。復(fù)合試件在25℃室溫下，養(yǎng)生24h后進行直剪實驗。不同類型黏層油在不同灑布量下復(fù)合試件層間抗剪切強度，如圖1所示。

圖1 不同體系不同灑布量下黏層油的復(fù)合試件抗剪切強度

如圖1所示，普通乳化瀝青黏層油復(fù)合試件層間抗剪切強度明顯低于其他3種體系的復(fù)合試件的層間抗剪切強度。其中，SBS含量為3%的乳化改性瀝青黏層油的復(fù)合試件的層間抗剪切強度與NovabondTM相差不大，NovabondTM復(fù)合試件的層間抗剪切強度略大。本文研究的不粘輪黏層油的復(fù)合試件的層間抗剪切強度，在相同的灑布量下明顯大于其他3種體系的復(fù)合試件層間抗剪切強度。因此，筆者認為，本文研究的不粘輪乳化瀝青更適用于作為超薄磨耗層與原路面的層間黏層油。

（二）不粘輪效果

本文對不粘輪黏層油的不粘輪效果的室內(nèi)研究，結(jié)合不粘輪乳化瀝青的技術(shù)指標(biāo)，采用比較直觀的方法。即不粘輪乳化瀝青多長時間破乳，破乳固化后是否粘手。然而，筆者認為最有效的方法為試驗段灑布驗證。因此，借助其他項目，本文對不粘輪乳化瀝青的不粘輪效果進行了試驗段驗證，并與普通乳化瀝青粘層油進行了對比。試驗段不粘輪乳化瀝青的用量為0.6kg/m2（乳化瀝青固含量為63%），普通乳化瀝青用量0.8kg/m2（乳化瀝青固含量為50%）。具體實驗情況如圖2、圖3所示。

試驗段施工當(dāng)天環(huán)境溫度25℃～30℃，因此，不粘輪乳化瀝青破乳速度較快。灑布結(jié)束10min后，某些點已經(jīng)破乳固化，灑布結(jié)束30min后，整個試驗段不粘輪乳化瀝青完全破乳固結(jié)。如圖2、圖3可知，普通乳化瀝青粘層油破乳固化后，粘輪十分嚴(yán)重，這將導(dǎo)致被施工車輛帶走部分的層間黏附性顯著降低。采用不粘輪黏層油，破乳固化后，施工車輛行走部分，黏層油完全沒有被帶起。由此可以保證超薄磨耗層與原路面的有效黏結(jié)。

圖2 普通黏層油粘輪情況

圖3 不粘輪黏層油施工車輛行駛效果