田洪川 程英偉

(武漢輕工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，湖北 武漢 430023)

瀝青路面表層抗滑機(jī)理分析

田洪川 程英偉

(武漢輕工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，湖北 武漢 430023)

結(jié)合抗滑性能的含義，從路面紋理結(jié)構(gòu)、摩擦系數(shù)兩個角度探討了抗滑性能的指標(biāo)，并對原材料、污染性滑溜、交通及氣候條件、車速等影響瀝青路面表層抗滑性能的因素進(jìn)行了分析，對保證行車安全具有重要的意義。

瀝青路面，抗滑性能，影響因素，指標(biāo)

現(xiàn)如今，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的加快，政府對于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入日益增大。數(shù)據(jù)顯示，我國高速公路總里程在2013年年底已達(dá)到10 440 km，其中瀝青路面90%，隨著我國高速公路的發(fā)展，路面耐用性及交通事故的日益增多引起專業(yè)人士的關(guān)注。引起交通事故的原因有很多，而其中的主要因素是路面抗滑性能的不足。因此，進(jìn)一步研究瀝青路面抗滑機(jī)理，保證行車安全，已成為路面抗滑研究的主要任務(wù)。

1 路面的抗滑性能

1.1 抗滑性能的含義

路面抗滑性能是道路安全技術(shù)性能的一個具體表現(xiàn)，是指在制動時，路面防止輪胎打滑的能力。

1.2 抗滑性能的指標(biāo)

1)路面紋理結(jié)構(gòu)。路面紋理特征包括微觀與宏觀兩個不同的結(jié)構(gòu)。微觀結(jié)構(gòu)是指骨料的水平間隙為0 mm～0.5 mm時，垂直為0 mm～0.2 mm的微小結(jié)構(gòu)。集料的微觀構(gòu)造密度直接影響到路面的摩擦阻力。路面的微觀構(gòu)造不僅僅對低速行駛的車輛有較大的影響，而且對于高速行駛的交通工具也同樣具有較大影響。宏觀構(gòu)造指的是路表顆粒間隙和路面的排水能力，水平間隙0.5 mm～50 mm，垂直0.2 mm～10 mm[1]?？够瑸r青路面的排水能力是衡量其宏觀結(jié)構(gòu)的一個重要指標(biāo)。在高速行駛的過程中，瀝青路面的防滑性主要取決于宏觀結(jié)構(gòu)下路面的排水性能，因為它避免了輪胎在水連續(xù)膜的作用下，形成滑動的現(xiàn)象。而且大的宏觀結(jié)構(gòu)，其道路排水能力恰恰越強(qiáng)。同時宏觀結(jié)構(gòu)越大，車輪與路面直接接觸的機(jī)會就越小，從而輪胎的磨損程度越小，車輛的路面抗滑性能也較容易保持在一個穩(wěn)定的程度上。2)路面摩擦系數(shù)。路面摩擦系數(shù)指的是車輪與路面之間的摩擦力和作用在同一表面上垂直方向力的比值。它與路面構(gòu)造深度和集料粗細(xì)配比有關(guān)，路面摩擦系數(shù)直接反映道路抗滑性能的水平。

2 瀝青路面表層抗滑性能的影響因素

2.1 原材料的影響

1)礦料品質(zhì)的影響。保證道路表面的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)在長時間作用下處于穩(wěn)定水平的結(jié)構(gòu)，是提高路面抗滑性能的重要途徑。JTG D50—2006公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范對抗滑表面的選材、石料的磨耗值與沖擊值是有一定要求的。規(guī)范對磨光值的要求主要從保證路面結(jié)構(gòu)具有良好的耐久性出發(fā)，因為磨光值對路面抗滑性能的影響達(dá)30 BPN～50 BPN，遠(yuǎn)大于其他因素的影響[2]。以下是交通部公路科研所經(jīng)試驗所得出的沖擊值與壓碎值之間的關(guān)系式：Y=6.92+0.65X。其中，X為集料的沖擊值，%；Y為集料的壓碎值，%。因為壓碎值的測定方法過于簡單，為了更好地反映車輪荷載對路面集料的影響，工程中經(jīng)常使用沖擊值作為防滑控制指標(biāo)。2)瀝青結(jié)合料。瀝青對路面抗滑質(zhì)量也有一定作用。目前，考慮到摩擦系數(shù)的不同，我國主要使用的為煤瀝青與石油瀝青?？紤]到在路面性能中瀝青和蠟含量的影響，并結(jié)合防滑性，交通繁忙的情況下，我們經(jīng)常使用石油瀝青。在必要時結(jié)合當(dāng)?shù)靥厥庖蠛蜌夂驐l件，以選擇合適的瀝青。3)礦料形狀和級配的影響。瀝青路面中，粗、細(xì)集料相互結(jié)合構(gòu)成路面構(gòu)造，進(jìn)而影響路面抗滑能力。 在瀝青抗滑表層的修建中，對集料形狀、集料與填料的組合搭配均有指標(biāo)的要求。

2.2 污染性滑溜

污染性滑溜是指當(dāng)路面處于潮濕狀態(tài)下，粘土經(jīng)車輪荷載的反復(fù)作用在路表接觸面形成潤滑層，影響路面擺值，導(dǎo)致發(fā)生交通事故。因此，對于粘土地區(qū)來說，切斷污染源，對路肩和公路的出入口進(jìn)行處理，是防止滑溜性污染和交通事故的最有效方法[3]。

2.3 交通及氣候條件的影響

交通車輛易對路面微觀構(gòu)造進(jìn)行磨光，從而導(dǎo)致路面抗滑能力的降低。新的路面在開放交通初期，抗滑能力降低速率較大，且1年～2年后趨于穩(wěn)定，究其原因，可能是由于混合料在道路通車后逐漸壓實，路面石材拋光效果與環(huán)境對石材的腐蝕促使路表粗糙度的增加趨勢達(dá)到一個平衡[4]。交通和當(dāng)?shù)貧夂驐l件相結(jié)合,容易持續(xù)影響道路表面的抗滑性能。當(dāng)表面為干燥狀態(tài)時,交通量的影響占主導(dǎo)地位,但在潮濕路面的情況下，氣候的影響成了主導(dǎo)因素。

2.4 路面的潮濕狀況對抗滑性的影響

當(dāng)路面處于干燥狀態(tài)下，路面的抗打滑能力往往能夠滿足安全行駛的需要。但是當(dāng)路面處于潮濕狀態(tài)，此時路面的抗滑能力會顯著降低。因此，為了確保車輛在高速行駛時，路面的水被快速排出，可以提高胎面花紋溝的深度和數(shù)目，并且借助路面的構(gòu)造提供足夠的排水能力，防止水膜現(xiàn)象的產(chǎn)生進(jìn)而防止車輛在高速行駛中打滑現(xiàn)象的發(fā)生。因此，道路的宏觀結(jié)構(gòu)主要作用是提供道路的排水通道，提升出現(xiàn)滑移的速度，而水被迅速排除也能防止水霧現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.5 車速

路面行駛車輛的行駛速度、車輛負(fù)重對摩擦效應(yīng)的影響較為明顯。同時在重型車輛高速行駛的同時，因每單位時間通過的車輛數(shù)量增加，車輛的反復(fù)碾壓減少了道路的構(gòu)造深度，這些大大降低路面滑動阻力，嚴(yán)重影響行車安全。

2.6 施工技術(shù)

在道路使用過程中，車輛反復(fù)碾壓路面構(gòu)造，進(jìn)而影響路面排水性能，容易破壞道路本身構(gòu)造，影響公路耐久性，因此在施工過程中要確?；旌狭系某浞謮簩?。

3 結(jié)語

綜合各個文獻(xiàn)所提到的瀝青路面構(gòu)造與表層抗滑機(jī)理的研究，路面表層中集料的集配與瀝青含量是影響抗滑機(jī)理的關(guān)鍵因素。道路的微觀與宏觀構(gòu)造決定了道路的排水性能與路面在車輛荷載反復(fù)作用下性能衰減的速率。在道路使用過程中，集料的粗細(xì)配比直接影響到路面的耐久性與抗滑機(jī)理，進(jìn)而影響行車安全。在工程的施工時應(yīng)確?；旌狭铣浞謮簩崳凑找?guī)范要求結(jié)合當(dāng)?shù)靥厥鈿夂蚺c環(huán)境條件選取原材料制定集料配合比。防止路面構(gòu)造破壞，進(jìn)一步保證路用性能的持久性。

[1] 劉建北.淺析瀝青路面裂縫成因和防治措施[J].山西建筑，2009,35(5)：258-259.

[2] JTG F40—2004,公路瀝青路面技術(shù)施工規(guī)范[S].

[3] 儲應(yīng)松,程英偉,童 浩，等.AC-13C型瀝青路面表面層的抗滑衰減規(guī)律性研究[J].武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2008,27(2)：78-79.

[4] 賈永新.高速公路瀝青路面抗滑影響因素分析[J].北方交通，2009(5)：13-15.

Mechanism analysis of asphalt pavement anti slide surface

Tian Hongchuan Cheng Yingwei

(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,WuhanPolytechnicUniversity,Wuhan430023,China)

Combining with the definition of the slide-resistant performance, explores the slide-resistant performance from the texture structure and friction coefficient, and analyzes factors affecting the slide-resistant performance on asphalt roadbed surface including raw materials, pollutant sliding, communications and climate conditions, and vehicle speed, so as to ensure the significance of vehicle safety.

asphalt roadbed, slide-resistant performance, influential factors, index

2015-02-05

田洪川(1993- )，男，在讀本科生； 程英偉(1973- )，女，碩士，教授

1009-6825(2015)11-0138-02

U416.217

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