李颖
广州北环高速公路有限公司 广东广州 510000
摘要 以广东省某高速公路相邻路段实施的微表处、HVE超粘磨耗层及Novachip超薄磨耗层预防性养护技术为工程依托，根据不同时期的现场性能跟踪试验，包括摆式摩擦仪法、横断面尺法，从抗滑性能和抗车辙能力的衰减规律方面，对比分析三种养护技术在抗滑、抗车辙性能方面的优、劣势。同时通过室内试验对三种养护技术进行包括不同时期的沥青含量、混合料矿料级配及回收沥青性能的试验，根据材料衰变规律，揭示出三种预防性养护技术性能衰减的原因。
关键词 预防性养护技术；衰减规律；抗滑；抗车辙
对广东某高速公路三种养护技术（微表处、HVE超粘磨耗层、Novachip超薄磨耗层）进行了不同时期的性能跟踪检测，综合评价分析各养护技术性能指标优劣情况、性能衰减规律及成因。通过现场检测和室内试验相结合的方式，对三种养护技术的性能变化规律和三种养护技术材料性能变化规律进行分析，在同一高速公路路段、交通量和环境因素等几乎一样的条件下，对比了三种养护技术的优缺点，并揭示养护技术性能衰减的内在原因，为高速公路预防性养护技术决策提供有价值的参考。
1 现场性能衰减规律
1.1 抗滑性能检测
摆式仪是根据摆式仪滑溜器擦过潮湿的地面后摆臂能量损失大小来评价路面的抗滑性能，主要评价路面在潮湿状态下的抗滑性能。三种预防性养护措施在各时间段摩擦系数值（BPN）如图1~3所示。
由图1~3可知，由于在车轮荷载作用下，道路表面被磨光，三种养护措施路面摩擦系数值（BPN值）随时间推移而逐渐减小。其中在2016年6月微表处、Novachip超薄磨耗层、超粘磨耗层的摩擦系数（BPN）分别为74、66、67，在2016年10月分别为57、60、55，在2017年3月分别为52、56、52。上述数据表明，微表处和超粘磨耗层初期抗滑性能良好（74、67），但随时间推移，抗滑性能迅速下降（22、15）；Novachip超薄磨耗层抗滑性能最稳定，随时间下降程度最小 （10），在后期抗滑性能与超粘磨耗层和微表处相比具有较大优势。
1.2 车辙状况检测
车辙是车辆在路面上行驶后留下的车轮的压痕，其是路面周期性评价及路面养护中的一个重要指标，而路面车辙深度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限。本次采用三米尺法检测采用三种养护措施的路段的车辙状况，结果如图4~6所示。
由图4~6可知，采用三种养护措施的路段车辙深度都会随着车轮的碾压而逐渐变大。在2016年6月微表处、Novachip 超薄磨耗层、超粘磨耗层的车辙平均深度分别为4.35mm、1.35mm、4.85mm，在2016年10月分别为6.27mm、3.30mm、5.11mm，在2017年3月分别为6.60mm、4.30mm、5.62mm。由检测结果可知，Novachip超薄磨耗层车辙深度最小，具有较好的抗车辙能力。微表处车辙深度前期稍小于超粘磨耗层（4.35mm<4.85mm），但在整个检测周期内，车辙深度迅速增大（2.25mm），抗车辙能力较差。
2 性能衰变原因分析
2.1 沥青混合料燃烧筛分结果
通过对NovaChip磨耗层、HVE超粘磨耗层的混合料进行燃烧筛分试验、对回收沥青进行三大指标试验来评价混合料级配的变化及沥青性能变化规律，从材料性能角度分析各养护措施的优缺点及养护措施性能衰变的本质原因。NovaChip混合料燃烧筛分试验结果显示，2016年6月混合料油石比为6.86%，2016年10月混合料油石比为6.54%，2017年3月混合料油石比为6.30%，燃烧筛分级配如表1所示。
表1 NovaChip混合料燃烧筛分级配结果
由表1、2可知，随着使用年限增加，混合料粗集料含量减少，细集料含量增加，分析原因，是路面随着轴载的不断作用，混合料部分粗集料被磨耗或压碎的结果。在不同时间段内，各筛孔通过百分率变化较小，整体级配无明显变化，说明NovaChip磨耗层集料坚固性和耐磨性较好，现阶段的轴载累计作用不足以使混合料级配发生较大变化；燃烧筛分油石比结果显示，随着使用年限增加，沥青含量不断降低。分析原因，是随着轴载的不断碾压，磨耗层表面部分沥青被消磨的结果。与2016年3月相比，2016年10月和2017年3月Novachip混合料油石比分别下降0.32%和0.56%，而超粘磨耗层混合料油石比分别下降0.08%和0.20%。结果表明，表明超粘磨耗层混合料采用的HVE特种复合改性沥青（乳液）较Novachip 超薄磨耗层沥青抗磨耗性能好。
2.2 回收沥青三大指标结果
对NovaChip磨耗层、超粘磨耗层（HVE）养护措施的实施路段回收旧混合料进行阿布森法抽提试验，并对回收的沥青进行三大指标试验，结果如表3。
由表3可知，NovaChip与HVE混合料回收沥青针入度与延度值随着时间的推移逐渐减小，软化点值逐渐增大，在整个跟踪检测周期内，HVE混合料回收沥青软化点值随时间增加速率大于NovaChip混合料回收沥青，HVE混合料回收沥青针入度值与延度值随时间下降速率大于NovaChip混合料回收沥青，证明HVE混合料沥青老化后性能优于Novachip混合料老化性能。
3 结语
根据三种采用不同养护措施的路段的跟踪检测，由室内试验和现场检测结果可以得到以下结论：
（1）抗滑性能评价，3种养护措施随着轴载的碾压与磨耗，表面逐渐被磨光，摩擦系数指标（BPN）指标不断降低；其中，微表处和超粘磨耗层初期抗滑性能良好（74、67），但随时间推移，抗滑性能迅速下降（22、15）。而Novachip超薄磨耗层抗滑性能最稳定，随时间下降程度最小（10），在后期抗滑性能与超粘磨耗层和微表处相比具有较大优势。
（2）车辙状况评价，分别采用3种养护措施的路段在轴载碾压作用下，车辙深度不断增大；在整个检测周期内，Novachip超薄磨耗层车辙深度最小，具有较好的抗车辙能力；微表处车辙深度前期稍小于超粘磨耗层（4.35mm<4.85mm），但在整个检测周期内，车辙深度迅速增大（2.25mm），抗车辙能力较差。
（3）混合料燃烧筛分分析，NovaChip磨耗层和HVE磨耗层混合料在不同时间段内，各筛孔通过百分率变化较小，整体级配无明显变化，说明这两种磨耗层集料坚固性和耐磨性较好；燃烧筛分油石比结果显示，随着轴载的不断碾压，磨耗层表面部分沥青被消磨，在整个检测周期内，Novachip 超薄磨耗层油石比下降了0.56%，超粘磨耗层油石比下降了0.20%，超粘磨耗层采用的HVE特种复合改性沥青（乳液）的抗磨耗能力优于Novachip 超薄磨耗层。
（4）回收沥青老化性能分析，NovaChip 超薄磨耗层与超粘磨耗层（HVE）混合料回收沥青针入度与延度值随着时间的推移逐渐减小，软化点值逐渐增大，在整个检测周期内，HVE 混合料回收沥青针入度值与延度值随时间下降速率大于NovaChip 混合料回收沥青，HVE 混合料回收沥青软化点值随时间增加速率大于NovaChip 混合料回收沥青，Novachip 混合料采用的沥青抗老化性能优于HVE 混合料采用的HVE 特种复合改性沥青（乳液）。
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论文作者:李颖
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/29
标签：磨耗论文; 车辙论文; 沥青论文; 性能论文; 三种论文; 油石论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第8期论文;