NovaChip超薄磨耗層長期使用性能跟蹤分析

羅崴瑜

(廣東省南粵交通韶贛高速公路管理處，廣東 廣州 510000)

0 引 言

NovaChip是應(yīng)用較為廣泛的超薄磨耗層之一。該技術(shù)最早應(yīng)用于20世紀80年代。NovaChip超薄磨耗層是采用專用同步薄層攤鋪機將間斷級配的熱拌瀝青混合料鋪筑在同步噴灑的改性乳化瀝青粘結(jié)層上，厚度為15～25 mm，可快速開放交通的薄層瀝青路面結(jié)構(gòu)。混合料采用的間斷級配，由70%～80%的單一粒徑碎石，20%～30%的細集料及填料組成；瀝青用量一般為4.8%～5.2%。由于NovaChip超薄磨耗層具有表面抗滑性能好、消除路面車轍、提高路面平整度、減少雨天水霧及水膜、噪音低、施工速度及開放交通快和低造價等多種優(yōu)點，我國于2003年引進了NovaChip專用設(shè)備，同年在廣韶高速公路的車轍病害維修中鋪筑了2 km的試驗路。2007年在京珠北高速、河惠等高速公路也進行了試驗鋪筑。從試驗情況來看，在原路面病害處理恰當條件下，NovaChip超薄磨耗層使用壽命可達5～8年。

2015年韶贛高速路面預(yù)防性養(yǎng)護應(yīng)用了NovaChip超薄磨耗層罩面。為進一步掌握NovaChip超薄磨耗層罩面的長期使用性能及衰減規(guī)律，項目對NovaChip超薄磨耗層罩面后的演變情況進行了長期的跟蹤、檢測及分析。

1 罩面前路況

韶贛高速公路(編號G6011)位于廣東省北部韶關(guān)市境內(nèi)，主線全長125.36 km，雙向六車道建設(shè)標準，2011年1月1日建成通車。主線除隧道采用水泥混凝土路面外，其余路段均采用瀝青混凝土路面。2014年部分瀝青路面陸續(xù)出現(xiàn)了10～12 mm車轍；下行K602+303～K600+951隧道水泥混凝土路面出現(xiàn)抗滑性能下降，降至32.3；瀝青路面K525+451～K524+551、K550+351～K550+051、K542+951～K542+851等路段也出現(xiàn)抗滑性能下降，降至40以下。為提高路面抗滑性能，確保高速公路行車安全以及矯正路面車轍，2015年實施了單幅長約32.76 km的NovaChip超薄磨耗層。詳見表1。

表1 NovaChip超薄磨耗層罩面路段

2 Novachip超薄磨耗層罩面后使用性能情況

2.1 交通量統(tǒng)計分析

韶贛高速公路為廣東省大件運輸通道，統(tǒng)計了2016～2021年的交通量數(shù)據(jù)。從歷年各類型車組成比例看，一型車為主要車型，目前占總交通量的58.5%以上；二型車占總交通量的4.5%；重車(三四五六型車)目前占比約30%～35%，韶贛高速公路為重交通荷載等級。各年度交通組成統(tǒng)計分析見表2。

表2 韶贛高速公路各年度年日均交通組成統(tǒng)計

2.2 Novachip超薄磨耗層工后檢測情況

韶贛高速NovaChip超薄磨耗層粗、細集料均采用輝綠巖，設(shè)計厚度為2.5 cm，施工最小厚度為2.0 cm。采用NovaChip Type-C型級配，工后各項指標檢測合格，見表3。

表3 NovaChip超薄磨耗層工后檢測結(jié)果

2.3 Novachip超薄磨耗層路段表觀(質(zhì)量)狀況長期跟蹤情況

(1)K541～K604區(qū)間的21個路段長度共計24.32 km，罩面后7年間，路面損壞PCI穩(wěn)定在95左右，評定為優(yōu)，表觀質(zhì)量良好，無坑槽、脫落、無裂縫。

(2)K517～K541區(qū)間的8個路段長度共計8.44 km，罩面后第3年，路面損壞指數(shù)開始下降，路面陸續(xù)出現(xiàn)了不同程度的反射裂縫。未進行罩面的相臨路段也同樣出現(xiàn)了較多裂縫，裂縫主要為橫向裂縫，裂縫間距約10～20 m，裂縫封閉后3個月內(nèi)又重新開裂，2019年路面損壞指數(shù)下降到良、中等級。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)該路基段為紅砂巖填筑段。為進一步分析裂縫產(chǎn)生原因，采用了雷達探測法對裂縫進行檢測。檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些裂縫有up-down和down-up兩種裂縫，其中down-up裂縫發(fā)于紅砂巖路基上路堤，主要是紅砂巖崩解后不均勻沉降所致，之后誘使半剛性基層開裂并反射至瀝青層；而up-down裂縫則是由于瀝青層無法消解路基不均勻變形而撕裂引發(fā)的裂縫。所以瀝青層表面的裂縫實則是由于變形和反射裂縫共同作用而出現(xiàn)大量的裂縫。探測結(jié)果表明，裂縫開裂至半剛性基層(44～63 cm)的比例為28.8%，開裂至墊層(63～78 cm)的比例為6.7%，開裂至土基(>78 cm)的比例為55.6%。為此，2020年對主車道的NovaChip罩面進行了銑刨，重鋪采用了UTAC；2021年對下行方向K517～K541路段進行了4 cmGAC-13罩面。

以上情況表明，對于路基穩(wěn)定性不足易產(chǎn)生不均勻沉降的路段，采用NovaChip超薄磨耗層罩面進行處置時應(yīng)審慎論證，科學(xué)抉擇。其他路段NovaChip超薄磨耗層施工后長期檢測結(jié)果見表4。

表4 NovaChip超薄磨耗層施工后長期PCI檢測結(jié)果

2.3 路面車轍狀況長期跟蹤情況

瀝青路面罩面前車轍深度在10～12 mm的路段，NovaChip罩面后車轍深度有明顯改善，罩面后7年間，車轍深度基本在3～7 mm之間，路面車轍狀況均評定為優(yōu)，說明NovaChip超薄磨耗層抗車轍性能良好，具有良好的抗車輪磨耗及高溫穩(wěn)定性。檢測結(jié)果見表5。

表5 NovaChip超薄磨耗層施工后長期車轍深度檢測結(jié)果

2.4 路面抗滑性能的長期跟蹤情況

(1)下行K602+303～K600+951為隧道水泥混凝土路面，在通車營運后2014年橫向力系數(shù)系數(shù)衰減到32.3，抗滑性能評定為次等級，NovaChip超薄磨耗層罩面后橫向力系數(shù)提升到50，罩面后7年間橫向力系數(shù)SFC保持在49.1～50之間，抗滑性能穩(wěn)定，抗滑性能評定為優(yōu)等級。

(2)下行K552+251～K552+051、K550+351～K550+051、K542+951～K542+851段瀝青路面，在通車營運后2014年橫向力系數(shù)衰減到39，抗滑性能評定為中等級。2016年采用NovaChip超薄磨耗層罩面后，橫向力系數(shù)提升到40以上，罩面后7年間橫向力系數(shù)保持在43左右，抗滑性能穩(wěn)定，抗滑性能評定為良。

(3)其余路段NovaChip超薄磨耗層罩面后7年間，橫向力系數(shù)保持在42.7～56.3之間,抗滑性能均為優(yōu)良。

檢測結(jié)果見表6。

表6 NovaChip超薄磨耗層施工后長期SFC檢測結(jié)果

表6(續(xù))

2.5 NovaChip超薄磨耗層路段RQI長期跟蹤情況

NovaChip超薄磨耗層罩面后7年間，路面的行駛質(zhì)量檢測結(jié)果保持穩(wěn)定，一直保持在95左右，均評定為優(yōu)，說明NovaChip超薄磨耗層路面行駛質(zhì)量良好。各路段長期路面行駛質(zhì)量檢測結(jié)果見表7。

表7 Novachip超薄磨耗層罩面后長期路面行駛質(zhì)量RQI檢測結(jié)果

3 結(jié)論與建議

(1)NovaChip超薄磨耗層可改善路面車轍性能，路面車轍在5～7年內(nèi)保持在優(yōu)良等級；

(2)NovaChip超薄磨耗層可較大幅度提升水泥混凝土路面的抗滑性，且路面抗滑性能指數(shù)長期穩(wěn)定在優(yōu)等級。

(3)NovaChip超薄磨耗層可提升瀝青混凝土路面抗滑性，且路面抗滑性能指數(shù)SRI長期穩(wěn)定在優(yōu)、良等級，長期保持良好的行駛質(zhì)量；

(4)NovaChip超薄磨耗層路面損壞指數(shù)長期穩(wěn)定在優(yōu)等級，未發(fā)現(xiàn)脫落、松散等病害，耐久性良好。

(5)Novachip超薄磨耗層具有減少雨天水霧及水膜等優(yōu)點，可提升行車安全性。