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NRP无车辙沥青路面铺装

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一、行业背景:特重交通路面的频繁损坏仍然缺少解决方案

我国高等级道路普遍采用改性沥青后,普通路段沥青路面车辙病害得到有效治理。但在特重交通路段或特殊承载道路,如重载交叉路口、长大纵坡、公交专用道、机场跑道等,由于重载车辆交通渠化作用、以及重载低速、刹车和转弯剪切等苛刻荷载作用,沥青混凝土极易发生车辙和推移病害,严重的甚至1-2年车辙深度就达到10cm以上,极大危害行车安全;并导致路面反复维修改造,带来了较大的经济损失和社会影响,已经成为沥青路面最难解决的行业共性技术难题之一。

针对特重交通和特殊苛刻工况路段严重的车辙及推移病害,全国各地开展了大量技术研究,采取了各种措施提升工程耐久性,但由于沥青本身固有的粘弹塑性特征,一般的沥青改性技术、也包括高模量抗车辙剂、甚至SBS沥青复合改性等都难以有效解决这一行业难题。

有的地方甚至因担心沥青路面损坏而不得不在交叉路口单独采用水泥混凝土,不但大大降低了通行舒适性,还带来较大的噪音。与此同时,虽然混凝土路面强度高,但一旦发生损坏,维修困难,严重影响交通运营效率。

二、用材料解决工程问题:成功研发NRP无车辙沥青路面改性剂

2.1 NRP无车辙沥青路面改性剂的开发,实现沥青“刚柔复合”的改性效果

基于沥青路面温度场和应力场分析,国路高科在干法SBS原创技术的基础上,引入新型单组分环氧和反应型增粘树脂,实现沥青“刚柔复合”的改性效果,称之为NRP无车辙沥青路面改性剂,主要技术原理为:干法SBS与含有单个环氧基团的有机高分子化合物,通过与多种类型的环保型固化剂在高温激发下发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。同时,干法SBS材料提升沥青混凝土抗水损、抗开裂性能。

NRP改性剂结构原理:

需要特别说明的是,NRP无车辙沥青路面改性剂的粉末大小为20-100微米,尺寸仅为其他改性剂的1/100左右,比表面积为其他改性剂的1万倍,投入拌合站与石料和沥青的热传导、熔化速度可以说达到了“瞬间熔化”的效果,基本不用增加拌和时间。而采用传统方案的mm级改性剂,一般需要10-20S左右的干拌时间才能将颗粒热熔,由此导致混合料能耗增加,产能大幅下降,且易出现混乱、熔化不充分,导致混合料性能波动加大。

2.2纹丝不动:NRP无车辙沥青路面在重载高温苛刻工况下完好无损,横向比较优势突出

NRP无车辙沥青路面改性剂针对特重交通和苛刻工况路段沥青路面专门开发,相比目前市场常见的抗车辙技术体系,NRP无车辙改性沥青混合料的高温抗永久变变形能力非常突出。

  • 仍然采用沥青混凝土路面,具备沥青路面的抗滑、舒适等各种共性优势。

  • 沥青胶结料采用干法SBS弹性体改性材料和新型单组分环氧的“刚柔复合”改性技术体系,混合料70℃高温1.0MPa苛刻工况下碾压240小时“纹丝不动”,对比的改性沥青方案在10小时发生1.5cm车辙破坏。

  • 基于交通量苛刻工况的车辙破坏试验为设计控制标准,彻底解决现有车辙试验方法与实际路面车辙寿命“说不清”的问题,全面革新特重交通沥青路面混合料设计体系。

  • 施工工艺简单可控,与普通热拌沥青混合料基本相当,无需养生,路表降至50℃后即可开放交通。

由于NRP无车辙改性沥青混合料具有非常优异的高温抗永久变形能力,通过常规的车辙方法(60℃、0.7MPa、胶轮碾压)试验时,在45分钟-60分钟时间段所产生的车辙深度差值已经远远小于车辙仪的测量精度和分辨率,带来了非常大的系统误差。为此,国路高科开发了以车辙寿命为主要评价指标的重载车辙试验方法。

重载车辙试验方法:在70℃温度下,1MPa接地压力荷载下,通过钢轮对试件进行碾压,以达到一定变形所需要的往返碾压次数为车辙寿命指标。

根据评价结果,NRP无车辙沥青铺装的车辙寿命为高品质SBS改性方案的100倍,为抗车辙剂方案的20倍,为行业最强方案(SBS改性沥青+高粘剂+抗车辙剂+聚酯纤维)的15倍。

NRP无车辙沥青铺装在高温抗车辙、抗荷载破坏能力做到极致的情况下,还保留了SBS改性沥青混凝土的抗水损坏、抗低温开裂和抗飞散性能。

经苏交科集团检测认证有限公司检测,NRP改性沥青混合料性质如下:

三、NRP无车辙沥青路面铺装,特重交通相对短寿命路面解决方案

以新材料为核心,国路高科融合逐级嵌挤的配合比设计、苛刻工况车辙破坏试验评价体系、新型改性材料配套施工装备和特定工艺、不断的工程实践、总结提升,历时3年科技攻关,成功研发了针对特重交通和苛刻工况路段的新一代NRP(NO-RUTTING PAVEMENT)无车辙沥青路面解决方案,并赋予其量化的内涵释义:将沥青路面设计寿命期内车辙深度指数(RDI)保持在良以上、不发生1.5cm以上车辙,不因为流动变形类病害导致路面维修——这是国路高科在“中国创造”干法SBS体系的基础上发起的二次革命,是行业向特重交通应用沥青路面老大难问题发起的科技冲锋,彻底解决沥青路面在这些场合的“短寿命”问题,实现行业技术的升级换代。

无车辙沥青路面改性技术成果作为干法SBS改性技术的拓展,经中国公路学会评价,已达到国际领先水平,并列入2019年度交通运输部重大科技创新推广应用项目,在“2019交通科技创新创业大赛“中荣获大赛一等奖。

四、NRP无车辙沥青路面铺装技术适用场合

NRP 无车辙沥青路面主要用于长上坡、公交专用道、交叉口、机场跑道、高速货车道及服务区等容易发生车辙流动变形路段。

NRP无车辙沥青铺装推荐方案: