康昊

（石家莊市公路橋梁建設集團有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

高速公路良好的抗滑性能是行車安全的重要保障，路面抗滑性能受到多種因素的共同作用，集料的表觀紋理和粗糙程度、瀝青用量都對路面的抗滑性能產生影響，另外混合料級配設計也是影響抗滑性能的重要因素[1]。目前，我國高速公路路面上面層多為密級配瀝青混凝土，采用較多的細集料以獲得更高的密實度，減少道路水損害的出現(xiàn)，而該設計方法的路面使用一段時間后抗滑性能下降[2]。為此，本文采用多碎石瀝青混凝土（SAC）作為高速公路的路面抗滑表層，并依托實際工程，對路面抗滑表層的性能進行探究。

1 高速公路路面抗滑性能影響因素

高速公路路面的抗滑性能依賴于輪胎與路面間的摩擦作用，因此汽車輪胎的特性以及道路表面的形貌特征都是影響抗滑性能的因素，外部因素如道路清潔狀況、環(huán)境條件對抗滑性能也有影響。

1.1 路面形貌特征

對于道路表面，可從宏觀構造與細觀紋理來分析其抗滑能力，宏觀構造與集料顆粒的形狀、在路面上的排列方式以及混合料的空隙率有關。若道路表面的空隙率較大，當在雨天行駛時，路面積水可快速由集料空隙中排除，減少了輪胎與路面間水膜的產生，增大了路面摩擦力。而細觀紋理則是由集料和瀝青表面的粗糙程度表征，集料的表觀紋理性越好，與輪胎間的摩擦力就越大。

1.2 汽車輪胎特性

研究表明輪胎表面花紋的深度和密度都影響車輛的抗滑性能。在花紋密度一定的情況下，花紋深度越大，輪胎在行駛時產生的彈性變形越大，即能獲得良好的抗滑能力；在花紋深度一定的情況下，花紋的密度不宜過大，否則雨天時會引起路面與輪胎接觸面形成一層厚的水膜，導致輪胎在路面打滑[2]。

1.3 路面清潔狀況

瀝青路面直接暴露于環(huán)境中，一些渣土車、貨車等在行駛過程中難免會掉落渣土，若再遇到陰雨天氣，這些顆粒就會黏附在路表面，降低了瀝青路面的構造深度，致使抗滑性能不足。

1.4 環(huán)境條件

若瀝青路面處于潮濕環(huán)境，汽車輪胎與路面間產生一層水膜，降低路面摩擦力。另外溫度對路面摩擦系數(shù)也有影響，溫度每升高1℃，路面的摩擦系數(shù)降低1%。

2 工程實踐

2.1 工程概況

某高速公路全長20km，設計時速為120km/h，設計車道為雙向六車道，起點樁號為K212+000，終點樁號為K232+000。根據(jù)前期水文地質勘測及交通量調查，發(fā)現(xiàn)該路段交通量很大，且該區(qū)域夏季高溫多雨，原有AC 瀝青路面在行車荷載的反復作用下，輪跡處出現(xiàn)明顯的泛油現(xiàn)象，特別是在雨季時，道路的抗滑性能嚴重下降，經(jīng)常出現(xiàn)因路表抗滑能力不足導致的交通事故。為此，本項目對高速公路各結構層采取的設計方案如表1所示。

表1 結構層設計方案

2.2 原材料檢測

（1）瀝青

本文考慮到施工區(qū)域高溫多雨，故采用SBS改性瀝青提高瀝青與集料間的黏附能力以及高溫氣候下瀝青混合料的抗剪切能力，并對SBS改性瀝青的性能進行測試，檢測結果如表2所示。

表2 SBS改性瀝青性能檢測結果

（2）集料

考慮到對抗滑性能的要求，粗集料應選擇表面紋理性好、棱角性好、耐磨的集料[3]。本文選用某石料廠加工生產的玄武巖作為抗滑表面層的集料，并對玄武巖各項指標進行試驗檢驗，檢測結果均滿足規(guī)范要求。玄武巖性能指標檢測結果如表3所示。

表3 玄武巖性能指標檢測結果

細集料在混合料中主要起到填充骨架空隙的作用，要求顆粒有良好的級配，且含泥量和亞甲藍值滿足一定要求。本項目中由于機制砂的顆粒組成不滿足要求，故選用天然砂與機制砂搭配使用，并對機制砂、天然砂各項物理指標進行檢測，其結果如表4所示。

表4 細集料性能指標檢測結果

2.3 級配設計

通過對礦質集料進行篩分試驗，得到各礦料通過篩孔的百分率，調整各組成材料的用量以滿足級配上下限要求，最終材料組成比例見表5，圖1為合成級配曲線。

表5 不同規(guī)格集料的通過百分率及合成級配

圖1 合成級配

從圖1 中的級配曲線可看出，SAC-13 的級配中粗集料占60%以上，該混合料的類型為骨架密實型結構，有較多的粗骨料形成骨架結構，又有相當數(shù)量的細集料填充骨架空隙，相較于懸浮密實型結構，該結構擁有較大的構造深度，表面抗滑性能好，且不易發(fā)生水損害。施工時容易壓實，混合料很少出現(xiàn)離析。

2.4 路用性能檢驗

（1）車轍深度檢測

該路段竣工通車后，分別對SAC-13和AC-13瀝青路面的行車道與超車道車轍深度進行跟蹤檢測，4個時間段的檢測結果均由3m直尺所測得，測試結果見表6。

表6 瀝青路面車轍深度檢測結果

表6（續(xù)）

由表6 可知，隨著通車時間的增加、交通量的增長，兩種類型路面的車轍深度都有不同程度的增加，這表明交通量對車轍深度有著顯著影響。超車道車轍深度低于行車道車轍深度。另外，SAC 級配混合料前期車轍深度增加速度大于AC 混合料，但經(jīng)過一定數(shù)量的車輛作用后，SAC級配混合料的變形速率逐漸降低，明顯低于AC 級配混合料。

（2）路面抗滑性能檢測

對于高速公路路面的抗滑性能，本文基于手工鋪砂法、擺式摩擦儀法分別測試路面的構造深度和抗滑擺值，以評價兩種不同路面的抗滑能力，其檢測結果見表7、表8。

表7 瀝青路面構造深度檢測結果

表8 瀝青路面摩擦系數(shù)檢測結果

由表7 可知，竣工后SAC 混合料的構造深度為1.08mm，遠大于AC混合料的0.58mm，說明該級配混合料擁有良好的抗滑能力；通車三個月后，其構造深度略有上升，可能是由表面細集料被車輪帶走導致的，隨著通車時間的增加，兩種類型的路面其構造深度都有減小的趨勢，分析其原因：交通量的增加使混合料進一步壓實，使構造深度有所下降，集料表面經(jīng)車輛反復作用而磨光也是一個重要因素。

由表8 可知，竣工后SAC 路面的擺值為52.62，大于AC路面的47.15，同樣證明了SAC 路面的抗滑性能良好；兩種類型的路面摩擦系數(shù)都有先增大后減小的趨勢，分析其原因：剛竣工時，集料表面裹覆著一層瀝青膜，隨著車輛的作用，這層瀝青膜被破壞導致集料表面裸露，進而出現(xiàn)摩擦系數(shù)增大的現(xiàn)象，隨著使用時間進一步增加，集料表面的紋理被磨光，摩擦系數(shù)下降。

3 結語

本文探究了高速公路路面抗滑表層應用技術，依托實體工程，設計了SAC-13 瀝青混合料作為路面的上面層，竣工后對路面的構造深度、摩擦系數(shù)、車轍深度等指標進行檢測，并與AC-13 的路面性能對比。結果表明，SAC-13 作為高速公路抗滑表層可以取得良好的抗滑能力。