论文标题： A State-of-the-Art Review on the Functionality of Ultra-Thin Overlays towards a Future Low Carbon Road Maintenance

期刊：Engineering

作者：郭猛，张瑞，杜修力，刘鹏飞

发表时间： January 2024

DOI：http://doi.org/10.1016/j.eng.2023.03.020

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北京工业大学郭猛教授与中国工程院院士、北京工业大学杜修力教授团队合作在中国工程院院刊《Engineering》2024年1月刊发表了题为《面向未来低碳道路养护的超薄罩面功能性研究综述》的综述文章，郭猛为第一作者和通讯作者。

据悉，随着公路网络的不断发展，养护工作变得愈发重要。截至2021年底，中国公路养护里程达到525万公里，公路养护成本高昂。超薄罩面作为一种常用的养护技术，因其显著的功能特性，包括更低的能耗、环境污染和交通干扰，以及更高的成本效益，成为了研究的焦点。

文章主要研究了几种超薄罩面功能的机理和影响因素。首先，评估了超薄罩面的抗滑性、降噪性、抗车辙性和抗裂性。结果表明，高质量的集料使超薄罩面的抗滑性和抗车辙性提高了 5% - 20%。

在降噪功能方面，研究表明混合物级配的变化会影响其降噪性能，特殊级配设计形成的较大纹理深度有助于确保降噪功能。目前，优化的级配和改性粘结剂使超薄罩面的噪声降低了 0.4 - 6.0 分贝，但橡胶的添加可能对超簿罩面的基本道路功能产生不利影响，需严格控制用量。

抗车辙性能方面，粗级配混合物通常具有更好的高温稳定性，通过优化级配和使用高性能材料，如橡胶改性沥青和高粘度改性沥青等，可增强超薄罩面的抗车辙性提高了约 10% - 130%。此外，工业固体废弃物的应用也为环保超簿罩面的发展提供了有益思路。

抗裂性能方面，级配和高性能材料如聚合物改性沥青（PMA）、橡胶、玄武岩纤维（BF）等对超簿罩面的抗裂性能有重要影响，玄武岩纤维可使超薄罩面的抗裂性提升20 %以上。未来需要进一步研究这些因素对不同级配超簿罩面的影响。

此外，超薄罩面还具有融雪除冰、尾气净化和路面降温等环保功能。在融雪除冰方面，自融冰超簿罩面通过释放氯基材料形成防冻液溶液，隔离冰雪与路面，且其厚度较低有利于氯基材料向路面扩散，从而增强融雪效果。然而，盐含量是影响其融雪功能和基本道路性能的重要因素，需合理选择防冻添加剂的粒径。

在尾气净化方面，光催化技术是主要手段，二氧化钛（TiO?）纳米颗粒可有效分解约 20% - 50% 的尾气污染物，但纳米 TiO?在超簿罩面混合物中的含量需控制在一定范围内，以确保尾气分解效率和道路性能。

图. 路面废气净化原理。

在路面降温功能上，热反射超簿罩面和热阻超簿罩面均有良好效果，如氧化铁红可使超簿罩面混合物的最高温度降低 3.5°C，WER 粘合剂可使氧化铁红超簿罩面的最高温度降低 8.1°C，热阻材料可使超簿罩面混合物上下表面的温差达到 12.8°C。不过，为确保超簿罩面的路面性能，颜料和热阻材料的用量不应过大。

目前，超薄罩面在全球道路养护工程中得到广泛应用，不同国家的超簿罩面类型和应用功能存在差异。中国常用的NovaChip罩面主要用于恢复路面抗滑和降噪功能，而其他国家的超簿罩面也在改善道路性能方面发挥着重要作用。

该研究为更好地理解超薄罩面的功能特性提供了重要参考，有助于促进未来多功能低碳道路养护的实现。未来，还需要进一步开展相关研究，如开发高性能改性沥青、优化级配设计以及开发新功能等，以推动超薄罩面技术的不断发展。

相信在科研团队的不断努力下，超薄罩面技术将为道路养护带来更多创新和突破，为实现低碳、环保的道路养护目标做出重要贡献。

文章信息：

A State-of-the-Art Review on the Functionality of Ultra-Thin Overlays towards a Future Low Carbon Road Maintenance

面向未来低碳道路养护的超薄罩面功能性研究综述

作者：

郭猛，张瑞，杜修力，刘鹏飞

引用：

Meng Guo, Rui Zhang, Xiuli Du, Pengfei Liu,. A State-of-the-Art Review on the Functionality of Ultra-Thin Overlays towards a Future Low Carbon Road Maintenance[J]. Engineering, 2024, 32(1):82–98.

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http://doi.org/10.1016/j.eng.2023.03.020

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