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路面養護技術-超薄磨耗層技術
2023年07月17日    閱讀量:11180    新聞來源:瀝青網 sinoasphalt.com  |  投稿

路面養護技術-超薄磨耗層技術 瀝青網,sinoasphalt.com

超薄磨耗層技術是實施厚度在15~25mm的瀝青磨耗層鋪裝技術。該技術可高效快速修復輕度車轍、路面開裂、泛白松散等病害,同時具有改善抗滑、降低噪音、減少水霧等優點。此外,由于實施厚度僅為傳統瀝青上面層厚度的1/3~1/2,此類技術可以在節約造價與維護成本30%~40%的同時,減少對資源與能源的消耗,是一類環境友好型鋪面技術瀝青網sinoasphalt.com。


1、國內外超薄磨耗層發展歷史


1970年代,交通量的快速增長導致道路的養護需求逐步增大,法國率先提出了15~20mm厚的超薄層瀝青混凝土面層(BBUM)用于道路養護。由于厚度的降低,超薄磨耗層在施工效率、經濟效益和節能減排方面都有顯著優勢,隨后使得到了快速發展,并于1980年代提出了新型的薄層罩面技術超薄瀝青混凝土(Ultra Thin Asphalt  Concrete, UTAC)和基于同步攤鋪技術的NovaChip超薄磨耗層。超薄瀝青混凝土與磨耗層主要應用于交通荷載大、路面性能要求更高的高等級公路路面的養護當中。同期在1970年代,美國研發得出開級配抗滑磨耗層(Open-Graded Friction Course,OG-FC),代替微表處、碎石封層等傳統的表面處治技術。后隨著薄層技術的發展,美國在傳統磨耗層技術上進行改進,先后研發得出SUP-5和SMA-5等新型薄層技術。美國于1990年代引進了法國的NovaChip超薄磨耗層技術和同步攤鋪機械,并在Alabama修筑了2條NovaChp超薄磨耗層試驗路(即Talladega和Tallapoosa試驗路)。NovaChip超薄磨耗層應該是由間斷級配改性瀝青混合料和聚合物改性乳化瀝青共同組成,空隙率一般在12%~15%,同樣具有良好的排水功能和抗滑性能。由于其卓越的抗滑與降噪性能,NovaChip技術先后在美國、南非、歐洲和澳大利亞等地得到廣泛應用。近年來,國內外超薄磨耗層技術發展迅猛,出現了多種不同類型的薄層技術,如SMC溫拌薄層、Thus極薄磨耗層、MRS薄層環氧罩面、ECA易密實超薄磨耗層等,但由于各類薄層罩面技術的應用效果尚未得到充分的驗證,所以并未在中國得到大規模的應用。


2、國內外常見超薄磨耗層技術簡介


(1)SMA-10


SMA具有良好的熱穩定性、抗裂性、抗滑性與耐磨耗性,因此SMA-10常用于高速公路及各等級公路薄層罩面,對改善路面車轍和裂縫病害具有良好的效果。除作為新修路面層外,也可用于原路面出現各種類型病害的路面修復,一般可延長路面使用壽命3~5年。


(2)ECA-10


易密實瀝青混合料ECA技術主要針對車轍、裂縫這2種中國高速公路瀝青路面的主要病害形式,具有超薄瀝青混合料的優點。其出料溫度比熱拌溫度降低10℃~60℃。因此ECA技術尤其適合在長距離運輸和低溫季節使用。與微表處、現場熱再生、銳刨加鋪等傳統車轍處治相比較,ECA薄層罩面在路面標高上沒有限制時,常作為車轍處治方法。


(3)NovaChip


NovaChip是一種功能完善的薄層技術,具有造價低、服務壽命長、開放交通快、攤鋪速度快、工期短、容易養護等優點??裳杆倩謴秃透纳坡访娴哪p、老化、光滑、松散、坑槽等病害,提高路面的抗滑性,改善路面平整度和行車舒適性,提高路面的使用性能和耐久性。同時其可作為路面封水層;其表面構造很好地消除雨天行車濺起的水霧,減少交通事故的發生;表面構造可降低噪音,僅相當于普通路面行車噪音的一半;可修復表面功能衰減、輕微車轍和不平整。


NovaChip施工對機械設備的依賴性極高,需采用專用的攤鋪設備Novapaver;攤鋪前需對原路面結構進行補強,NovaChip不能進行結構補強;初期養護投入費用較高,施工設備價格較高,中國Nova-Chip的綜合單價較高;對施工環境有要求,當環境溫度低于8℃或路面溫度低于10℃時及雨天不得施工。


(4)HVE超黏磨耗層


HVE超黏磨耗層是在NovaChip技術和微表處技術的基礎上發展而來的預防性養護技術。采用專門施工設備同時噴灑乳化瀝青黏結料、攤鋪拌合玻璃纖維的超黏磨耗冷拌混合料,經碾壓后形成新的磨耗層。HVE超黏磨耗層具有較強的黏結及耐久性,具有很好的應力吸收和應力分散能力,具有優良的抗滑及防水性能,但HVE超動磨耗層對原材料、施工工藝及攤鋪設備的要求較高。


(5)高韌超薄瀝青磨耗層(GT8)


高韌超薄瀝青磨耗層(GT-8)是在成熟的NovaChip技術體系上進行性能改進與提升后的新型熱拌超薄磨耗層。該熱拌超薄磨耗層系統是一種采用同步攤鋪技術,常規實施厚度為0.8~2.0cm的熱拌瀝青混凝土加鋪結構層,以高性能聚合物改性瀝青和經化學處治的聚合物改性乳化瀝青為熱拌瀝青混合料和黏結層原料。成型后的路面具有良好的抗裂、抗滑和降噪等性能。


3、超薄磨耗層材料與級配設計


超薄磨耗層作為表面功能層進行使用,長期、頻繁經受行駛車輛的輪載作用,同時也是直接接觸大氣、日照和雨水等環境因素的關鍵層位,因此,在材料組成方面一般會有更為嚴格的技術要求。


膠結料方面,由于結構厚度的減薄,超薄磨耗層在承受汽車荷載作用發生變形時,其結構層內部產生的拉應力和剪應力相對傳統的4~5cm瀝青磨耗層會更大,而目前常用的基質瀝青和普通改性瀝青黏度普遍偏低,很難對其骨架產生足夠的限制約束,容易造成路面發生推移、松散、剝落等病害,嚴重影響超薄磨耗層的使用耐久性。因此,超薄磨耗層的膠結材料宜選用粘度高,彈性好的專用瀝青材料,以便對粗集料骨架產生足夠的約束和限制,保證超薄磨耗層的整體性能.


黏結層方面,超薄磨耗層與原路面之間的黏結層材料是超薄磨耗層技術能否實施成功的另一個關鍵因素。黏結層材料需要具備高勁度以將薄層結構與下承層長時間緊密地聯結在一起。而現有的黏層瀝青材料黏結性能不佳,受到汽車荷載作用時易使超薄磨耗層產生推移或從原路面脫落而失去作用是超薄磨耗層破壞的原因之一,也成為了制約超薄磨耗層技術發展的一個因素。目前常用的結層材料為高黏改性乳化瀝青。


級配設計方面,基于不同的功能需求,各類超薄磨耗層選用的級配類型有所不同。如OGFC-10采用開級配,以獲得較好的透水能力;NovaCl叩采用間斷級配,依賴粗集料表面膠漿形成“點對點”結結提供力學性能;GT-8磨耗層則采用骨架密實型結構體系,利用石料嵌擠形成的穩定骨架抵抗行車荷載和瀝青膠漿對礦料空隙的充分填充以形成密實結構,并采用高瀝青用量以替代部分細集料作為填充物,以增加高韌超薄磨耗層體系的抗裂性能和耐久性。


4、存在問題及發展趨勢


薄層瀝青磨耗層技術在獲得良好效益的同時,也存在部分技術缺陷亟需解決:①結構厚度的減少導致瀝青面層層底拉應力、結構層疲勞損傷率、與層間剪切力的增大,超薄罩面相比傳統磨耗層更容易發生疲勞開裂、推移、脫皮等病害;②大多數薄層技術的施工工藝與傳統磨耗層未有區分,缺乏對勁層油體系的保護,其受污染或破損的位置容易發展為整個薄層結構的力學薄弱點;③目前的超薄罩面主要以開級配和半開級配為主,相比密級配而言更容易產生開裂破壞,且因為表面空隙易被堵塞,存在降噪和排水性能衰減過快的問題。


超薄磨耗層技術的核心理念是資源節約、低碳綠色。后續研究方向需側重于從薄層力學分析、膠結材料的提升優化、薄層級配設計等方面,在確保罩面混合料的各種性能的前提下,減薄罩面厚度,節約資源,并能滿足橋面等對荷重或有標高要求的特殊應用環境;將熱拌混合料逐步變成溫拌、冷拌混合料,在保證超薄磨耗層罩面耐久性的同時,進一步提升其環境效益。


標簽:今日頭條,技術中心,瀝青混凝土
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