淺議水泥混凝土路面抗滑問題

熊 軍，伍祚兵

1.深圳市交通公用設(shè)施建設(shè)中心，廣東 深圳 518040 2.深圳市渤鵬工程咨詢有限公司，廣東 深圳 518001

近幾年，我國公路路面等級不斷提高，等級公路所占比重明顯提高，在現(xiàn)行公路中，除高速公路和近階段修建的一級公路采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)外，早期的一級公路和低等級公路以及大部分鄉(xiāng)村公路都是采用的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)。

1 我國水泥混凝土路面抗滑的研究現(xiàn)狀概述

目前，我國的交通事故率之所以長期居高不下，與當(dāng)前我國水泥混凝土路面抗滑處理技術(shù)相對滯后有很大關(guān)系。尤其是在路面濕滑的冬雨季節(jié)，由于水泥混凝土路面沒有經(jīng)過粗糙度的處理或路面摩擦系數(shù)不足等原因，常常引起車輛打滑、失控，從而引發(fā)交通事故。

與國外相比，我國的水泥混凝土路面抗滑處理技術(shù)差距較大。目前，我國國內(nèi)的水泥混凝土路面技術(shù)，剛剛開始涉及關(guān)于露石混凝土路面的技術(shù)研究，雖然目前已經(jīng)有少數(shù)試驗工程進(jìn)入修建階段，但是該抗滑技術(shù)的長期效果如何還有待于觀察和驗證。而國外對于露石法和集料嵌入法等高技術(shù)方法的研究開始的比較早。例如，歐洲和日本目前采用露石混凝土技術(shù)來新建混凝土路面，從而增強(qiáng)水泥混凝土路面的抗滑性。

2 影響水泥混凝土路面抗滑性的主要因素

影響水泥混凝土路面抗滑性的因素有路面因素、輪胎因素等，此外，行車速度對于水泥混凝土路面抗滑性也會有重要影響。以下將逐一分析影響路面抗滑性能的各種因素。

2.1 路面因素的影響

路面可以分為微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造。路面微觀構(gòu)造主要作用在于有效祛除公路表面的薄水膜，進(jìn)而增加了輪胎和公路表面之間的干燥接觸點，增大摩擦力、增強(qiáng)輪胎與路面間的附著力，因此水泥混凝土公路的微觀構(gòu)造對于提高路面的抗滑能力尤其是在低速行車時有很大作用。

水泥混凝土路面的微觀構(gòu)造是由水泥砂漿和細(xì)集料共同形成的，而對水泥混凝土路面的微觀構(gòu)造有直接的影響是細(xì)集料的抗磨光能力，因此對于細(xì)集料的質(zhì)量我們應(yīng)該特別加強(qiáng)注意。檢驗路面微觀構(gòu)造的一個重要的指標(biāo)是水泥砂漿的磨光值：首先，砂的細(xì)度影響水泥混凝土路面的抗滑性。如果砂越細(xì)，那么表示磨光值越大；其次，砂漿含砂率影響水泥混凝土路面的抗滑性。如果含砂率越高，那么表示磨光值越大；最后，水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度影響水泥混凝土路面的抗滑性，并且對于路面的抗滑性影響是決定性的。各項實驗均表明，水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度越高，耐磨性越強(qiáng)。

水泥混凝土路面的宏觀構(gòu)造主要作用是一方面為路面排除積水提供通道，快速排除路面積水，有效減少輪胎與路面之間的積水時間；另一方面通過宏觀構(gòu)造的作用使得輪胎變形借以削減車輛運行時的巨大能量，從而對車輛產(chǎn)生較大的防滑阻抗功能，有效防止車輛產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。

2.2 輪胎因素的影響

輪胎對于路面的抗滑性具有重要影響。輪胎的類型、輪胎充氣壓力、胎面磨損、胎面花紋等因素影響輪胎與水泥混凝土路面的摩擦。

第一，從輪胎類型看，目前使用的輪胎類型主要包括帶束斜交輪胎、斜交線輪胎和子午線輪胎三大類。由于結(jié)構(gòu)的不同，三種輪胎的摩擦性是不同的。其中，斜交線輪胎的摩擦性最好，子午線輪胎的摩擦性最差，帶束斜交線輪胎的摩擦性能介于二者之間。

第二，從輪胎的充氣壓力看，在水泥混凝土這種比較堅硬的路面上，如果輪胎充氣壓力較低，那么輪胎在滾動過程中會產(chǎn)生較大的彈性變形，這種彈性變形會產(chǎn)生的彈性滯后，因此輪胎會有較大的滾動阻力。同時，較低的充氣壓力必然會增大輪胎與路面間的直接接觸面積，提高了輪胎與路面間的附著能力。

第三，從輪胎的胎面花紋看，主要從胎面花紋類型、胎面花紋深度和胎面花紋密度系數(shù)三個方面影響輪胎的摩擦能力。

胎面花紋大體上可以分為橫向花紋、縱向花紋和塊狀花紋三類。由于花紋結(jié)構(gòu)的差異，每種花紋具有不同的防滑能力。橫向花紋具有較強(qiáng)的縱向防滑能力；縱向花紋輪胎具有較強(qiáng)的橫向防滑能力；塊狀花紋輪胎二者兼而有之。

胎面花紋深度可以有效影響輪胎的滾動阻力。如果輪胎胎面花紋相對較深，那么輪胎在滾動過程中就會產(chǎn)生相對較大的彈性變形，這樣，就會產(chǎn)生較大的滾動阻力。

胎面花紋密度系數(shù)會影響輪胎與路面的接觸面積。如果胎面花紋密度系數(shù)相對較大，那么輪胎在滾動過程中與路面的接觸面積就會增大，使得輪胎與路面間的附著能力增強(qiáng)。

2.3 行車速度的影響

當(dāng)車速較低時，水泥混凝土路面的微觀構(gòu)造可以使車輪輪胎與路面之間有較好的接觸，有效提高路面的抗滑能力；當(dāng)車速較高時，由于輪胎與路面的實際接觸面積減小，導(dǎo)致摩擦力減小。要想在路面形成較高的抗滑能力，主要依靠水泥混凝土路面的宏觀構(gòu)造來保證。

3 水泥混凝土路面抗滑技術(shù)對策

3.1 水泥混凝土路面抗滑技術(shù)路線

與瀝青混凝土路面依靠裸露粗集料抗滑構(gòu)造抗滑不同，水泥混凝土路面所采用的抗滑技術(shù)路線是，依靠表面足夠厚度的砂漿包裹層來實現(xiàn)抗滑。在雨季，主要依靠排水的宏觀抗滑構(gòu)造來實現(xiàn)防滑。水泥混凝土路面抗滑是由微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造共同形成的, 所以要采用微觀構(gòu)造與宏觀構(gòu)造相結(jié)合的組合式施工工藝。

3.2 水泥混凝土路面抗滑技術(shù)對策

筆者認(rèn)為，可以采取以下技術(shù)對策提高水泥混凝土路面抗滑能力。第一，路面的砂漿包裹層要達(dá)到足夠的厚度，確保施工的材料抗磨耗能力和抗磨光；第二，主要依靠砂子的數(shù)量、顆粒度以及硬度來保證水泥砂漿表層的抗滑性能。此外，要形成粗糙耐久的路面表面構(gòu)造，還可以通過各種不同的路表表面處理工藝來實現(xiàn)；第三，汽車行業(yè)中研究摩擦性能更好，且安全性能和行駛速度相協(xié)調(diào)統(tǒng)一的輪胎。

[1]2010年公路水路交通行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報.

[2]王聯(lián)果，張建華，劉洋.冰雪路面凍滑抑制的技術(shù)對策[J].公路交通技術(shù)，2008，3.

[3]劉清泉.路面防滑機(jī)理與應(yīng)用研究[D].東南大學(xué)博士論文，2000.

[4]王秉綱，鄭木蓮.水泥混凝土路面設(shè)計與施工[M].北京：人民交通出版社，2004.