黨政，凌天清

（重慶交通大學(xué)，重慶 400047）

0 引言

現(xiàn)今我國(guó)公路交通的特點(diǎn)是車流量大、重載較多和車速較快，路面的路用性能和路面功能需保持良好的狀態(tài)，才能提高車輛行駛的舒適性和安全性[1]。重慶市屬于典型的高溫多雨地區(qū)，在這種環(huán)境條件下路面的表面功能衰減過(guò)快，道路表面的粗糙度（構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)）逐步衰減，抗滑性能大幅下降，興建的公路在短時(shí)間內(nèi)抗滑性能可能急劇降低，給行車安全造成巨大隱患。這就需要對(duì)公路采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，精表處作為一種新型的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，是借助專業(yè)的路面施工設(shè)備，在瀝青路面上噴灑專用養(yǎng)護(hù)劑并在養(yǎng)護(hù)劑上鋪撒細(xì)集料，形成一種由細(xì)集料和養(yǎng)護(hù)劑混合而成的路面磨耗層。關(guān)于復(fù)合型精表處增強(qiáng)路面抗滑性能的研究很少，本文將對(duì)復(fù)合型精表處磨耗層的抗滑性能進(jìn)行研究。

1 精表處的材料選擇

1.1 集料

復(fù)合型精表處磨耗層是一層噴涂在路面上的薄層罩面結(jié)構(gòu)，其厚度一般在6～8mm。精表處的集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，集料的原料宜選用堅(jiān)硬、耐磨的堿性或中性巖石。本試驗(yàn)選擇采用粒徑是2～5mm的玄武巖，技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 集科的主要技術(shù)指標(biāo)

1.2 高性能膠結(jié)料

試驗(yàn)所采用的精表處高性能膠結(jié)料按材料類型分為I型高性能膠結(jié)料和II型高性能膠結(jié)料。I型高性能膠結(jié)料主要是由改性乳化瀝青、水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液、固化劑3個(gè)組分按照一定比例配制而成。I型高性能膠結(jié)料技術(shù)要求如表2所示。

表2 Ⅰ型高性能膠結(jié)料的主要技術(shù)指標(biāo)

改性乳化瀝青的制備主要選用重交90#瀝青，改性劑選用的是熱塑性丁苯橡膠（SBS）高聚物復(fù)合改性劑，乳化劑選用陽(yáng)離子中裂快凝型，功能助劑采用芳烴油、石油樹(shù)脂等[2]。

本試驗(yàn)采用的是重慶某公司自主研發(fā)的水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液，其是在環(huán)氧樹(shù)脂中加入大分子聚醚非離子乳化劑乳化所得來(lái)的。水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液與固化劑充分接觸，快速反應(yīng)形成強(qiáng)度，在短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到開(kāi)放交通的要求[3]。

在高性能膠結(jié)料的配制過(guò)程中，固化劑是必不可少的，水性環(huán)氧樹(shù)脂只有和固化劑發(fā)生固化反應(yīng)后，才能從液體變成固體最終達(dá)到要求的強(qiáng)度，固化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)能夠直接影響高性能膠結(jié)料的施工效果，不同種類的固化劑與水性環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生固化反應(yīng)時(shí)有著不同的條件[4]。本試驗(yàn)采用的固化劑是重慶某公司自主研發(fā)的酚醛胺固化劑。

Ⅱ型高性能膠結(jié)料是由瀝青、SBS高聚物復(fù)合改性劑、水、功能助劑等組成的改性乳化瀝青。

2 試驗(yàn)內(nèi)容

試驗(yàn)采用的是雙層鋪裝結(jié)構(gòu)。I型高性能膠結(jié)料改性乳化瀝青、水性環(huán)氧乳液和固化劑3個(gè)組分按照17∶10∶5配制。

雙層鋪裝結(jié)構(gòu)共分5層，自下而上分別為I型高性能膠結(jié)料、集料、II型高性能膠結(jié)料、集料、II型高性能膠結(jié)料。復(fù)合型精表處結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 雙層鋪裝結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 復(fù)合型精表處對(duì)AC-13車轍試件抗滑性能的影響分析

為了驗(yàn)證復(fù)合型精表處對(duì)混合料抗滑性能的影響，本試驗(yàn)選擇同種級(jí)配的AC-13車轍板試件各兩組，每組三塊試件，對(duì)其中一組試件進(jìn)行復(fù)合型精表處的噴涂，分別測(cè)試兩組試件的擺值。

同時(shí)路面的紋理構(gòu)造也是影響路面抗滑性能的因素之一，路面的紋理根據(jù)紋理的波長(zhǎng)進(jìn)行分類，本試驗(yàn)主要檢測(cè)精表處磨耗層的宏觀紋理參數(shù)[5]。本試驗(yàn)主要應(yīng)用的是激光輪廓測(cè)量?jī)x，采用激光三角測(cè)量法來(lái)計(jì)算試件表面的高程，通過(guò)測(cè)量的高程來(lái)計(jì)算平均斷面構(gòu)造深度（MPD）等指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)路面的粗糙程度，經(jīng)過(guò)大量的研究可知激光輪廓測(cè)量?jī)x測(cè)量出的平均斷面構(gòu)造深度（MPD）和人工鋪砂法測(cè)出的平均構(gòu)造深度（MTD）相關(guān)性良好，可以替代人工鋪砂法，減少不必要的人為誤差，提高測(cè)試結(jié)果的精確度[6]。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 試件的擺值和平均構(gòu)造深度

從表3可見(jiàn)，從未噴涂和噴涂復(fù)合型精表處磨耗層試件的抗滑性指標(biāo)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，噴涂了精表處磨耗層的試件擺值和平均斷面構(gòu)造深度（MPD）均比未涂刷精表處的試件有所增加，說(shuō)明噴涂了復(fù)合型精表處磨耗層對(duì)試件的抗滑性能起到改善作用。這是由于精表處磨耗層第一層采用的I型高性能膠結(jié)料的黏結(jié)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般的基質(zhì)瀝青和乳化瀝青，能夠很好地裹附集料，提高精表處磨耗層的耐久性，同時(shí)集料采用的是具有較高的硬度和較好的抗滑性能的玄武巖，使得精表處磨耗層在成型的初期摩擦系數(shù)能夠保持一個(gè)較高的狀態(tài)。

2.2 復(fù)合型精表處對(duì)AC-13車轍試件抗滑耐久性能的影響分析

本試驗(yàn)用重慶交通大學(xué)自主研發(fā)的輪胎-路面動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)[6]，對(duì)兩組試件進(jìn)行加速加載磨耗試驗(yàn)，以擺值和平均斷面構(gòu)造深度（MPD）作為抗滑性能衰減的控制指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 磨耗后的擺值和平均構(gòu)造深度

由表4可見(jiàn)，進(jìn)行加速加載磨耗試驗(yàn)后未噴涂復(fù)合層精表處的車轍板平均斷面構(gòu)造深度為0.523、0.501、0.468，噴涂復(fù)合層精表處的車轍板平均斷面構(gòu)造深度為0.685、0.721、0.677。表明精表處磨耗層的噴涂能夠有效提高試件的平均斷面構(gòu)造深度，同時(shí)在經(jīng)過(guò)磨耗后平均斷面構(gòu)造深度MPD值仍然能夠保持在一個(gè)較高的水準(zhǔn)，具有良好的耐久性能和抗滑性能。

這是由于精表處磨耗層第二層采用的II型高性能膠結(jié)料的黏結(jié)強(qiáng)度略低于I型高性能膠結(jié)料，同時(shí)精表處采用的集料是玄武巖，組成玄武巖的礦物成分比較復(fù)雜，各個(gè)礦物成分的硬度也不盡相同。在精表處磨耗層成型的初期摩擦系數(shù)較高，但是當(dāng)精表處磨耗層在車載、磨耗和水損壞等長(zhǎng)期作用下時(shí)，第一層的磨耗層首先會(huì)對(duì)第二層磨耗層形成一定的保護(hù)作用，玄武巖集料的排布由最開(kāi)始的整齊狀態(tài)，變得松散不一，磨耗層的構(gòu)造深度會(huì)出現(xiàn)變化，同時(shí)由于各個(gè)礦物成分硬度的不同，集料磨耗磨光的程度也會(huì)出現(xiàn)差異性，繼而形成新的路面構(gòu)造紋理，整個(gè)復(fù)合層精表處的抗滑性能保持在一個(gè)較高的水平，能夠推遲路面抗滑性能出現(xiàn)衰減的時(shí)間。

3 結(jié)論

（1）將未涂刷復(fù)合層精表處和噴涂了復(fù)合型精表處的車轍板試件的擺值和平均構(gòu)造深度（MPD）相對(duì)比，復(fù)合型精表處能改善AC-13試件的初始抗滑性能。

（2）經(jīng)過(guò)加速加載磨耗試驗(yàn)后，噴涂了復(fù)合型精表處的車轍板試件的擺值和平均構(gòu)造深度（MPD）數(shù)值雖然有一定的衰減，但是仍然能夠保持較高的水平，說(shuō)明復(fù)合型精表處能改善AC-13試件的抗滑性能和耐久性能。