Novachip沥青混合料超薄磨耗层施工技术研究

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，对高速公路进行预防性养护，能够有效提高路面

2、的使用寿命，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。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。之后的几十年，欧洲英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年収得novachip技术的使用权限，并引进相关设备。张新波等拟定了 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

3、青用量，最后 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。实验选取g25长深公路柳城至热水段，东起蓝口镇，向东北延仲至梅河高速，地形复杂多变， 公路两侧地下水含暈丰富，路而裂缝水主要存在于风化裂缝屮，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1sbs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，°c330250软化点，°c95100针入度，0.1mm5250-80质量变化，%0.09±5溶解度，%99.56100残留针入度比，%83.570延度,cm3820

4、由表可得，sbs改性沥青的延度38cm,溶解度99.56%,闪点33o°c,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2#料916、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/cmb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#11325.252.8542.8592.6852.5851.551.54(l-8mm)21349.282.8642.4851.532#11152.472.570

5、2.5802.6602.5501.681.67(9-16mm)21132.072.5902.4401.663#1660.492.4682.5332.1352.2250.880.89(17-20mm)2689.272.5982.3350.90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，随机抽测英相关指标, 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（屮x

6、）比表而积测试值平均偵测试值平均值130.25681.35矿粉29.368929.81291.371.36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，满足实验耍求, 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人小5.25mma 型筛孔通过率9.89mmb 型18.58mmc 型1890-10070-90kx)15.3240-6050-7060-803.5920-3515-2870-756.6815-2420-278-120.276-910-155

7、-100.0913-63-63-6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，其小第一、 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!7-20mm.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

8、通过率最大，达到级配的上限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°c,压实温度为150°c,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/cnf)流值(0.01mm)空隙率(%)沥青饱 和度()矿料间 隙率()稳定度(kn)膜厚<jim)实际理论15

9、2.5362.5842.328.9536.523.4958.2225.32.5462.6512.99111.324&2326.39.999.2135.52.2352.5693.3211.7152.123.19.2510.2145.92.6532.4894.2312.064&3221.029.1611.8756.42.5842.3105.6212.3349.9222.049.2112.68技术要求实测计算2.0-4.2>1040-59>20>8.5>9.9在温度为70°c,轮压impa条件下对沥青路面进行高温稳定性实验，实验结果如表6 novac

10、hip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(°c)ti(min)t2(min)d( (mm)d2(mm)ds(次/mm)ds均值(次/mm)169.950652.552.753250270.050652.782.9536503255370.150652.662.912865其屮，、t2分别为实验起止时间，山、ch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

11、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层进行噪音检测，检测时实行全路段交通管制。与原路面噪咅 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収a)噪音最大值收a)novachip 路而原路而降噪值novachip 路而原路面降噪值大车以70km/h行驶81.282.10.985883大车以100km/h行驶81.884.6288893-5小车以70km/h行驶72.177.8-5.77277-5小车以l()()km/h行驶72.376.8457185-14由表屮数据可知

12、，车外噪音，无论是平均噪音还是最大噪音，novachip路面都比原路而要小很 多，降低噪音效果明显。3.2排水性能评价表8路面雨天观测对比表车后水雾情况路表积水情况降雨大小novachip路而原路而novachip路而原路而大雨中雨大最少量大杲水雾 出现水雾无水膜无水膜小雨无少戢水雾无水膜表血湿滑-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路血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结论木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

13、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) 阐述了沥青的级配设计方法以及最佳用量，分析了混合料中沥青与矿料问的相互关系，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路血均比原路血降噪效果好，novachip路血排水能力 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土斯借，舒澄.novnchip超薄轉耗层在江西离速公路养护工程中的应用|j|.交通建设与管理,2014(22):183-185+18&a