高速公路NovaChip超薄罩面预防性养护施工技术研究

高速公路作为交通基础设施的核心载体，长期承受重载交通与环境侵蚀的双重作用，导致路面性能加速衰减。在传统的高速公路养护体系中，养护主要是“等坏了再修”，这种被动式的方式在早期或许还能满足需求，但随着交通强度提升和公众服务预期提高，它的局限性就愈发明显。而预防性养护在道路还处于结构良好或性能尚佳的状态时，就介入小范围、低强度的养护手段，以此延缓其老化速度，减缓病害发生频率。这种“延寿增效”的方法，不仅可以节省大修成本，还能有效提升道路的行车安全性与服务品质。

一、预防性养护的概念与意义

（一）预防性养护的定义

预防性养护是一种在道路尚处于较好技术状态时进行的主动养护策略，旨在延缓路面性能下降、延长道路使用寿命、减少结构性损坏的发生。

在交通运输部的技术指南中，预防性养护通常包括封层处理、微表处、超薄罩面、裂缝封缝、表面雾封等方式[1]。这些施工手段轻量化、快速化，适用于日常交通干扰小、施工周期短的场景。

（二）预防性养护的目标

预防性养护的目标不仅仅是“省钱”或“省事”，它更强调的是从道路全生命周期角度出发，实现工程效益最大化与使用价值持续化。从不同角度来看，其目标主要体现在以下三个方面：

（1）延缓结构性病害发展：通过及时干预阻止水害、氧化、荷载累积等因素造成的裂缝扩展和层间破坏。

（2）保持路面服务状态稳定：在保证平整度、抗滑性和结构完整性的前提下，确保路面使用功能。

（3）降低长期维修成本：与大修工程相比，预防性养护频次高但成本低，适合全生命周期成本控制[2]。

（三）预防性养护的经济和社会效益

经济效益上，一公里公路进行一次预防性处理所需费用，仅相当于其进行一次中修或大修的10%~30%；社会效益方面，减少了交通拥堵时间，提高了公众出行体验和安全水平。此外，对于生态环境也更为友好，减少了沥青材料的使用和碳排放。

二、预防性养护施工技术

预防性养护技术的核心是通过早期干预，采取较为简单、低强度的措施，延缓道路病害的发生与发展，提升路面整体的使用寿命和服务性能。

（一）现有预防性养护技术概述

目前，针对高速公路的预防性养护技术已逐步多元化，涵盖了多种手段。每种技术有其特定的应用场景和适应性，常见的预防性养护技术包括以下几种：

裂缝封缝：用橡胶沥青等材料对初始裂缝进行填充，防止水分渗透与裂缝扩展；

雾封层：喷洒乳化沥青或再生剂，提高表面黏结性和抗老化能力；

微表处：薄层的粗集料+聚合物改性乳化沥青，用于恢复表面摩擦性能；

稀浆封层：一种自流平材料，适用于轻度车辙和脱落的路段；

超薄罩面：1.2~2.0cm的热拌混合料，恢复表观结构，提高抗滑能力；

（二）各种技术的适用性分析

针对不同的路面病害和养护需求，选择合适的预防性养护技术至关重要。如下表1是对不同养护技术的适用性分析。

表1 不同养护技术的适用性分析

技术类型 适用条件  优势 局限性

裂缝封缝 局部轻微裂缝 低成本、快速 不适用于结构性裂缝

雾封层 表面老化 施工简便 不改善结构强度

微表处 表面摩擦下降 抗滑提升 施工需控湿控温

稀浆封层 轻微剥落 自流平 对结构补强能力弱

超薄罩面 表面龟裂、早期老化 超一次成型、美观 对底层结构依赖性强

（三）技术选择的依据

技术选择应结合病害类型、路面等级、交通量、施工窗口期等多重因素。一般遵循“以小治小、就轻不就重”的原则，即在病害尚未恶化时采取低强度处理；此外也应充分考虑交通组织、施工资源与材料可获取性[3]。

三、工程概况

甬莞高速厦门段起于同安区莲花镇小坪村，终于同安区莲花镇罗溪村。该高速建设时期施工质量控制较好，同时在通车运营过程中保养适当，截止2021年10月该路段尚未进行大中修改造，路面整体状况较好，但对比近三年路面技术状况指标（PQI）值检测数据呈逐年下降加剧趋势。另甬莞高速B道下行线BK908+423-BK904+772段落路面技术状况指标（PCI、RQI、RDI）相对较差，主车道由于重车较多，出现轻度车辙，另局部出现小坑槽。为验证路面超薄罩面预防性养护技术的可行性和可靠性，拟在BK908+423-BK904+772段落开展NovaChip超薄罩面预防性养护试验段施工。

四、NovaChip超薄罩面技术简介

（一）技术定义

NovaChip超薄罩面是指采用NovaPaver摊铺机专用设备（见图1），将间断级配的热拌沥青混合料，直接铺筑在同步喷洒的高粘改性乳化沥青粘层上，形成可快速开放交通的薄层路面结构，厚度一般为1.2～2.0cm。

（二）技术原理

NovaChip超薄罩面需要同步完成改性乳化沥青黏层油的洒布与沥青混合料的摊铺。这种工艺要求混合料设计空隙率较大，乳化沥青不单起到粘结表面层与下承层的作用，更重要的是可以部分进入上部沥青混合料中，起到密封作用。黏层油洒布后2～3s就与热沥青混合料接触，迅速破乳产生水蒸气上浮，混合料碾压过程也对黏层油产生一定的挤压力作用，促使黏层油进入到上层沥青混合料空隙中，混合料空隙率减小，沥青膜变厚，从而达到封水和粘结效果（见图2）[4]。

（三）材料与级配要求

1.沥青材料：采用壳牌Novabinder专用沥青及改性乳化沥青，其中改性乳化沥青粘结层具有高粘度、高固含量、快裂、改性等特点，能保证薄层罩面与原路面紧密结合，封住原路面裂缝，防止路表水下渗，延阻旧路面的反射裂缝。

2.矿料级配：采用断级配，由 70%-80% 的单一粒径碎石，20%-30% 的细集料及填料组成。这种级配使NovaChip超薄罩面具有粗糙的纹理，且混合料本身透水，具有优越的抗滑性能，同时含有较多细集料，有更好的力学稳定性与抗剪能力。

（四）性能优点

1.抗滑性能好：特殊的断级配结构使路面具有粗糙的纹理和较大的空隙率，尤其是在雨天等恶劣天气条件下，能有效提高路面的抗滑能力，保障行车安全。

2.排水降噪：作为大孔隙排水路面，空隙率大于 10%，可有效保障雨雾天气路面及时排水，减少水雾，提升能见度，同时还能降低行驶噪音。

3.施工效率高：施工时不需对原路面铣刨，可直接在原路面上加铺，摊铺厚度薄，摊铺速度快，易于压实，开放交通快，能大大减轻对交通的影响，特别适用于车流量大的高速公路或城市道路[5]。

4.经济环保：充分利用旧路的使用价值，避免了传统铣刨重铺施工工艺铣刨施工时的扬尘和噪声污染，有利于环保，且养护周期较长，可以大幅度地减少路面的维护成本。

5.粘结牢固：专用摊铺设备使新喷洒的改性乳化沥青粘层油在随后紧跟摊铺的热拌沥青混合料的加热以及压路机的碾压下爬升，加强了对沥青混合料中集料的粘结作用，使之与原路面结合更加牢固。

6.外观美观平顺：摊铺后路面平整度高，能使破损路面焕然一新，改善道路的外观形象，为道路出行司乘人员提供舒适的行车体验。

五、施工过程中注意事项

（一）既有道路病害处治

1.当坑槽深度超过20mm时，表明结构层已受损，需先铣刨至稳定基层，修复后再加铺罩面。坑槽修补时遵循“圆洞方补、浅洞深补”原则，先开挖坑槽，彻底清除松散料并涂刷粘结层，确保新旧路面结合。

2.若路面车辙深度超过20mm深，需对原有路面进行铣刨清理确保铣刨面干净整洁后方可进行超薄罩面，如车辙深度影响至路面基层需先行处理好基层病害后方可再做罩面处理。

3.当路面裂缝率＞1%或裂缝宽度＞3mm，需对路面裂缝进行清理，灌注乳化沥青油，然后在灌缝位置粘贴抗裂贴后方可进行罩面[6]。

（二）桥梁段落超薄罩面注意事项

1.桥梁荷载验算

根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）等相关规范要求，进行路面结构设计时需考虑各种荷载作用，桥梁段路面作为道路的重要组成部分，虽然超薄罩面厚度较薄，但仍会增加桥梁的恒载。对于一些设计使用年限较长或原本承载能力接近限值的桥梁，新增荷载可能会使桥梁结构受力状态发生变化，若不验算荷载，可能导致桥梁结构超过其承载能力，影响桥梁的安全性和耐久性，甚至引发结构病害或安全事故。

2.桥梁伸缩缝处处理

当桥梁伸缩缝为直条型伸缩缝时，可采用沥青麻絮或麻绳先行填充，待超薄罩面施工完成后取出沥青麻絮或麻绳后，清理完橡胶条内多余垃圾即可；当桥梁伸缩缝为梳齿型伸缩缝时，建议在伸缩缝前后10-15米之间设置过渡段，先将过渡段墙面沥青铣刨1.2-2.0cm，清理完表面松散铣刨料厚再平顺摊铺碾压。

（三）应急车道处理

鉴于NovaChip超薄罩面造价不低，常规摊铺基本只实施快车道和主车道，经济条件允许时建议整个路面全面摊铺，可增加道路美观性和行驶舒适度；如养护资金有限，考虑应急车道使用较少，可不进行超薄罩面，但在路侧超高路段，为快速排除路面积水，要求路侧超高段应急车道必须进行同步罩面。

（四）护栏安全高度复核

NovaChip超薄罩面摊铺厚度在1.2-2.0cm之间，高速公路中分带和路侧波形护栏的横梁中心高度允许偏差在±20mm，为确保高速公路运行安全，超薄罩面实施前后需对道路两侧波形护栏横梁中心高度进行测量检查，对超出高差允许范围的波形护栏需进行调整高度。

六、施工后评价

甬莞高速BK908+423-BK904+772段落在2021年11月中旬完成NovaChip超薄罩面施工，2021年第四季度（12月底）路面PQI指数由原来的93.56提升至97.15，路面降噪效果和美观性也得到大大提升，截止日前均未出现明显车辙和其他病害，有效地降低了日常养护费用，并为后续整个路段的路面预防性养护工作提供了成功案例。

七、结语

综上所述，高速公路路面预防性养护施工技术的研究是保障交通安全和提高道路使用效率的重要课题。通过NovaChip超薄罩面技术在项目中的实际应用，本文提出了相关的实施策略和注意事项，旨在优化养护施工管理，降低养护成本，延长路面使用寿命。未来的研究可进一步探索新材料和新技术在预防性养护中的应用，推动高速公路路面养护技术的持续发展。

文章来源：《产品可靠性报告》https://www.zzqklm.com/w/kj/32519.html