陳文英
摘 要:結合某公路工程實際情況,首先簡要闡述了瀝青路面抗滑性能檢測方式及原理,然后圍繞著公路工程制定瀝青路面抗滑性能檢測方案,通過構造深度、抗滑擺值與橫向力系數指標實現路面抗滑性能準確評價。結果表明,公路在通車運行多年之后,其瀝青路面的構造深度、橫向力系數等指標都達到標準要求,路面具有良好的抗滑性能。
關鍵詞:瀝青路面;抗滑性能;構造深度;橫向力系數
1 項目背景
此公路工程項目,全線長度是23.85 km,設計的行駛速度是80 km/h,路面寬度是24 m。公路工程位于山嶺區(qū),該地區(qū)年均降雨量比較大,受降雨天氣、復雜地形等條件的影響,車輛在行駛過程中容易引發(fā)交通安全事故,從而造成嚴重的經濟損失,威脅行車人員的生命安全。由此公路管理部通過反復的分析與研究,最后決定嚴格檢測公路瀝青路面的抗滑性能,以切實保證車輛的安全通行。
2 瀝青路面抗滑性能檢測方式
針對公路瀝青路面而言,其抗滑性能是由路面微觀、宏觀構造決定,微觀構造指的是集料具備的表面紋理,主要構造形式為波長<0.5 mm,波幅<0.2 mm,能夠提升路面抗滑力;宏觀構造指的是混合料中各種集料之間產生的粗紋理,主要構造形式為波長處于0.5 mm~50 mm,波幅>0.1 mm且<20 mm,能夠為路面提供排水通道,將路表面積水有效排出。目前,主要通過構造深度、橫向力系數與抗滑擺值指標對瀝青路面抗滑性能進行評價,按照檢測原理進行劃分,常用的抗滑性能檢測方式主要有4種。
2.1 橫向力系數檢測
車輛處于行駛狀態(tài)下,由于受到路拱、橫坡的影響,車輛在制動后不同車輪制動力也有所區(qū)別,從而就容易造成車輪橫向傾斜。為了能夠實現對車輛運行狀態(tài)的有效評價,應準確測定車輛橫向位移形成的阻力,從而獲取瀝青路面相應摩擦系數,也就是路面橫向力系數。一般是通過橫向力系數測試車進行瀝青路面的橫向力系數指標測定,此檢測方式能夠準確測定瀝青路面的縱向摩擦系數,也能夠直觀、真實地反映出側向摩擦系數,同時檢測點相對比較,所以選擇此檢測方式獲得的結果準確、效率高,也不會影響道路交通正常運行。
2.2 制動距離法
從本質上分析,制動距離法指的是已知汽車質量,對汽車在濕滑路面中的制動距離進行測定,然后利用有關公式準確計算出瀝青路面摩擦系數的一種技術方法。但是具體操作時無法實現車輛完全制動,而且環(huán)境條件影響相對比較大,適用范圍小。
2.3 能量損失法
能量損失法指的是以能量守恒定律為核心的一種瀝青路面抗滑性能檢測技術,選用的儀器基本是擺式摩擦系數測定儀,以擺錘末端的橡膠片做的功呈現瀝青路面抗滑能力大小。此檢測方法操作簡單,且成本低廉。但是實踐操作中很容易受人為因素影響,從而造成檢測結果準確度偏低。
2.4 間接測試法
間接檢測法指的是測定瀝青路面的構造深度或者是摩擦系數,從間接上呈現出瀝青路面的抗滑性能,基本選擇的檢測方法是鋪砂方法與激光構造深度測定方法。鋪砂方法的原理比較簡單,操作便捷,但實踐操作中人為主觀因素造成的影響比較大,且鋪砂厚度各不相同,所以不能保證檢測結果的精準度;而激光構造深度方法指的是以激光方式掃描瀝青路面,然后獲取瀝青路面的實際影像,在分析研究構造特點之后評價瀝青路面的抗滑性能,此方法的優(yōu)勢是檢測結果精準度比較高,對道路交通的影響較小等。
2.5 激光構造深度儀測定瀝青路面構造深度試驗方法
(1)在測試之前,首先要檢查設備是否工作正常,插入并擰緊手柄電連接器和手推車電連接器,然后用手擰緊連接器單元的合金軸環(huán)。打開手柄上的鑰匙開關,檢查電池電壓,如果不足,則需要充電,充電時間為12到15個小時。檢查輪胎氣壓,并滿足0.07±0.01 MPa的要求。保持輪胎頂部和其他附件清潔。安裝打印機紙帶和色帶,選擇測量部分,測量位置在傳動帶的軌道上。用掃帚清掃測量的路段,并同時標記起點和終點。
(2)檢測階段。當激光結構深度儀設置為READY(就緒)時,儀器將配備四個步驟的程序:校準程序或工廠調試程序,大孔或粗糙路面測量程序以及普通路面。測量程序,傳感器校準核程序。正式測量期間,壽光應使用傳感器校準程序在要測試的道路上執(zhí)行傳感器檢測和校準,并且峰的數量應分布在112~144之間。峰分布太高或太低。這意味著輪胎壓力異常,磨損嚴重或瀝青材料已滿。根據測得的路面狀況,選擇要測量的一般路面測量程序或具有較大孔隙粗糙度的路面測量程序,并報告車輛以穩(wěn)定的速度行駛進行測量。儀器將為每個計算間隔打印結構深度的平均值。標準計算間隙長度為100 m,根據需要可以為10 m或50 m。
(3)在設備測試期間,根據計算間隔在打印的數據表上顯示道路名稱和公里數,并報告每個評估道路段的平均結構深度,標準偏差和變異系數。為了有效地確保檢測精度和公差,在相同的計算間隔下兩次測量的重復誤差為0.02 mm或更小。
2.6 摩擦系數測定車測定路面橫向力系數試驗方法
通過采用該方法,可適用于以標準的摩擦系數測定車測定瀝青路面或水泥混凝土路面的橫向力系數,測試結果可作為竣工驗收或使用期評定路面抗滑能力的依據。
(1)確定要使用的摩擦系數車輛由車身底盤,測量儀器,水質測量系統(tǒng),負荷傳感器,儀表和行駛記錄系統(tǒng)以及校準裝置組成。同時,測量車輛必須滿足以下要求:測量機構可以安裝在一側或兩側。測試輪與車輛的行駛方向成20度角。作用在測試輪上的標準負載為2 kN。輪胎應為300-20光滑輪胎,標準壓力為0.35±0.01 MPa。當輪胎直徑減小6 mm時(每個測試輪約為350 km~400 km,需要更換),必須更換新輪胎。車輛的輪胎充氣壓力必須符合使用中車輛規(guī)定的標準充氣壓力范圍。可以調節(jié)噴水量,以使包裝水膜的厚度為1 mm或更大。通常,當測量速度為50 km/h時,水閥的開度應為百分之50,而當測量速度為70 km/h時,水閥的開度應為百分之70。
(2)檢查準備工作。根據儀器和設備的技術手冊或說明手冊校準測量系統(tǒng)。校準和檢查設備時,必須在發(fā)動機關閉的情況下進行。根據不同等級的SFC值10、20、30 、100進行校準,當滿刻度為100時,顯示誤差應不超過2。驗證車輛側摩擦系數測量系統(tǒng)的各個參數是否符合要求,并且外部警告信號是否正常。牢固安裝測試輪,并將其保持在升高位置。正常使用記錄設備并安裝足夠的打印紙。打開錄音系統(tǒng)并將其預熱至少10分鐘。
(3)測定步驟。在測試部分開始之前約500 m停下來,并開始預熱至少10分鐘。放下測試輪并打開水閥,以檢查水流是否正常以及水流是否符合要求。檢查儀表的指示器是否正常,然后升起測試輪??梢詫④囕v開到測試區(qū)域,提前將測試輪降低100 m~200 m,確定車輛的速度并根據道路等級的需要進行選擇。除特殊情況外,標準車速為50 km/h,在測試過程中必須保持恒定速度。進入測試部分后,按開始鍵開始測試。當需要在顯示器上監(jiān)視測試作業(yè)的變化,檢查速度和距離是否有異常波動以及顯示特性(例如橋梁位置,路面變化等)時,將執(zhí)行功能鍵插入數據流。該記錄以及完整的公里數里程也應完成。
3 工程實踐
3.1 檢測方案
為了能夠準確評價公路工程瀝青路面的抗滑性能,本文選擇通過多項指標對瀝青路面的抗滑性能進行評價,主要包含橫向力系數、構造深度以及摩擦系數指標。詳細檢測內容是以100 m為基本單位設定檢測點,對瀝青路面的構造深度、橫向力系數與擺值進行檢測,得到相應的檢測數據結果,并進行平均值處理。
3.2 構造深度
以《公路路基路面現場測試規(guī)程》相關規(guī)定要求為準,選擇鋪砂方法檢測公路瀝青路面的構造深度,公路瀝青路面的構造深度表現相對較好,檢測得到的構造深度均值大約是0.5,由此表明公路瀝青路面的抗滑性能達到標準規(guī)定要求。此外,在公路瀝青路面構造深度檢測中發(fā)現,路面左幅的構造深度要<路面右幅,主要是路面左幅通過的車輛以重載車為主,在長期荷載作用下,路面的構造深度數值相應減小,路面的抗滑性能隨之弱化。
3.3 抗滑擺值
結合《公路路基路面現場測試規(guī)程》相關規(guī)定要求,在公路瀝青路面的抗滑擺值檢測中選擇的方法是擺式摩擦系數測定儀, 根據公路瀝青路面抗滑擺值檢測數據結果可知,試驗路段的路面抗滑擺值均達到了標準規(guī)定要求,且處在相對比較高的水平,由此表明瀝青路面具備良好的抗滑性能。此外,實踐檢測中發(fā)現路面左幅抗滑擺值>路面右幅,表現出的規(guī)律與路面構造深度檢測基本相同。
3.4 橫向力系數
按照《公路路基路面現場測試規(guī)程》(JTG E60—2008)具體規(guī)定要求,公路瀝青路面橫向力系數的檢測選用的方法是橫向力系數測定車,根據公路瀝青路面橫向力系數檢測數據結果可知,試驗路段在通車運行多年之后,瀝青路面橫向力系數表現良好,由此表明瀝青路面具備比較強的抗滑性能。此外,實踐檢測中路面右幅的橫向力系數>路面左幅,呈現的規(guī)律性與構造深度、抗滑擺值試驗檢測結果基本相同。
4 總結
基于新時代背景下,車輛出行安全受到了人們的高度重視,所以提高公路瀝青路面的抗滑性能尤為重要。本文結合瀝青路面檢測原理簡要闡述了抗滑性檢測方式,比如制動距離法、橫向力系數測試法等,并以公路工程項目為例,設計了公路瀝青路面的抗滑性能試驗檢測方案,通過構造深度、橫向力系數與抗滑擺值指標實現瀝青路面抗滑性能的準確、有效評價。結果表明,公路路面在通車運行多年之后仍然具備相對較強的抗滑性能。
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