刘晓华 唐皓

摘要 道路行车安全性是路面建设的关键点，基于道路抗滑性能衰减过快、抗滑不足的现象，对路面磨耗层抗滑耐久性进行了研究。在传统NovaChip技术体系基础上提出了新型高粘弹超薄磨耗层，采用专门研制的高粘沥青，基于CAVF法设计出专有的骨架连续级配，具备更优的沥青混合料性能。通过室内试验初步比较分析，新型高粘弹沥青混合料具有相对较好的抗滑耐久性能。最后，依托实际工程的长期跟踪检测，体现出和室内试验相同的规律，进一步验证了新型高粘弹超薄磨耗层的抗滑耐久性和工程实用性。

关键词 高粘弹超薄磨耗层;CAVF法;抗滑耐久性;室内试验;工后检测

中图分类号 U422.5 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）02-0169-03

0 引言

21世纪，全球气候变化是人类面临的最严峻的挑战之一，城市交通运输业的碳排放、热岛效应是影响气候变化的重要因素。新型高粘弹超薄磨耗层1 cm左右超薄厚度能够有效降低施工能耗，有助于城市的绿色、低碳发展[1-2]。近年来，国内学者对于超薄磨耗层开展了一系列的研究，涉及原材料、混合料性能、施工工艺等等[3-5]。我国城市道路里程仅占全国道路总里程约7%，但城市道路交通事故却占全国道路交通事故的45%。近年来道路抗滑性能衰减过快已成为道路工程领域迫切需要解决的重要技术问题[6-9]。王宏飞跟踪隧道路面NovaChip超薄磨耗层使用性能，发现其具有较好的抗水损性能和抗车辙性能，对路面抗滑性能也具有较大提高[10]。该文提出新型高粘弹超薄沥青磨耗层，阐述与NovaChip体系的区别和优势，借助室内试验开展抗滑性能研究，最后由实际工程对抗滑耐久性能进行验证。

1 新型高粘弹超薄磨耗层技术

1.1 技术特点

GT TECH高粘弹超薄沥青磨耗层（图1）是在成熟的NovaChip技术体系上进行性能改进与提升，同步摊铺的厚度为0.8～2.0 cm的高性能热拌沥青混凝土面层。

相对于传统NovaChip体系，高粘弹超薄磨耗层采用专门的高性能聚合物改性沥青生产混合料，最为突出的特点是高粘高弹，60 ℃动力粘度高达58万Pa·s;粘层油采用偶联型SBS聚合物改性高粘乳化沥青。与传统NovaChip沥青磨耗层相比，GT TECH高粘弹超薄沥青磨耗层具有以下技术特点与优势：结构层薄、密实封水、施工效率高、抗滑性能好、噪声小、经济耐久。

1.2 配合比设计

矿料级配为特殊骨架密实型，进行沥青混合料配合比设计时，采用张肖宁教授提出的CAVF法（主骨架空隙填充法），通过提高粗集料骨架的嵌挤作用和细集料的填充、粘结作用，全方位提高混合料性能。以广东省某高速公路养护工程为例，经集料筛分和试配后，确定高粘弹沥青混合料生产配合比矿料组成为6～11 mm∶3～6 mm∶0～3 mm∶矿粉=57∶10∶30∶3，合成级配见表1。

通过马歇尔试验确定该级配下的最佳油石比为7.8%，混合料各项指标见表2，具有优良的疲劳稳定性。

2 室内试验研究抗滑耐久性能

为了满足室内模拟研究路面抗滑性能衰减变化的需要，借助华南理工大学研发的胶轮搓揉试验装置模拟轮胎作用，设备装置见图2。

拌制NovaChip沥青混合料和新型高粘弹沥青混合料，分别成型3组（300×300×50）mm的沥青混凝土车辙板试件，为了更好模拟广东地区高温潮湿的行车环境，使用60 ℃水浴加热。将每组试件置于搓揉试验机承载台固定，启动胶轮搓揉试验装置。车轮行车速度为42次/min，试件横向移动速度为10 cm/min，轮胎荷载按0.7 MPa控制。

每间隔1 h进行车辙板的摆值测定，试验周期为8个小时。试验结果见表3。

1 h的搓揉作用后，摆值均出现一个递增的小峰值;然后从第2 h开始呈现持续递减的趋势。分析认为是在使用摆式仪测试初始值时，由于厚沥青膜覆盖了路面集料微观纹理，导致表面较光滑，因而摩擦力偏低。而经过一段时间的车轮作用，表面的沥青膜被磨掉，集料的纹理显露出来，此时路面较粗糙，因而摩擦系数出现小幅增长;在后期，路面构造的纹理和棱角被进一步磨损，路面粗糙度下降，因而路面出现持续的摩擦系数下降趋势。

两种级配混合料的摆值对比，新型高粘弹沥青混合料的摆值较大。为了能够更加量化对比混合料骨架级配对抗滑性能的影响程度，定义抗滑性能衰减率为抗滑性能衰减幅度与初始值的比值，作为评价路面抗滑耐久性的指标。新型高粘弹沥青混合料抗滑性能衰减率为30.6%，NovaChip混合料抗滑性能衰减率为38.1%，新型高粘弹沥青混合料路面抗滑耐久性更佳，混合料骨架级配对于表层构造的稳定性和抗滑耐久性有积极的作用。

3 实际工程检测

借助广东省某高速养护项目，观测高粘弹超薄磨耗层和NovaChip超薄磨耗层超薄磨耗层工后、工后半年、工后一年（见图3）及工后两年的表观状况和横向力系数。两种超薄磨耗层试验段经过两年的运行，路面表观状况良好，无明显的损坏。

采用横向力系数车对路面横向力系数进行检测，结果见表4。

从统计结果可知：高粘弹超薄磨耗层施工后初始横向力系数为72，两年后下降至56，年平均下降8;NovaChip超薄磨耗层施工后初始横向力系数为69，两年后下降至49，年平均下降10。高粘弹超薄磨耗层具有更好的初始抗滑性能和抗滑耐久性能。

4 结论

基于节能环保、行车安全的大背景，开展新型高粘弹超薄磨耗层抗滑耐久性研究，通过室内和实际项目的试验，得到主要结论如下：

（1）8个小时的试验后，新型高粘弹沥青混合料抗滑性能衰减率为30.6%，Novachip混合料抗滑性能衰减率为38.1%，新型高粘弹沥青混合料路面抗滑耐久性更佳。

（2）跟踪工后两年的横向力系数检测，数据表明，高粘弹超薄磨耗层初始横向力系数更大，约72，年均衰减速度较Novachip更加缓慢。

参考文献

[1]曾长荣.热拌超薄磨耗层技术在城市道路中的应用[A].中国公路学会养护与管理分会、中交公路规划设计院有限公司、中交第三公路工程局有限公司.中国公路学会养护与管理分会第十届学术年会论文集[C].中国公路学会养护与管理分会、中交公路规划设计院有限公司、中交第三公路工程局有限公司：中国公路学会养护与管理分会，2020：8.

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[10]王宏飛.超薄磨耗层在隧道路面抗滑处治工程中的应用[J].山西交通科技，2016（4）：28-31.