瀝青路面抗滑性能分析

李旭彪,郭 維

(1.中國市政工程西北設計研究院有限公司貴州分院, 貴州貴陽550004; 2.中國市政工程西南設計研究總院有限公司，四川成都610081)

瀝青路面是通過各種方式將瀝青材料用作礦料的結合料，鋪筑后形成路面面層并與其它各類基層工程組成的路面結構的統稱。由于瀝青路面表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、震動小、噪音低、養護維修漸變、適宜分期修建等特點而廣泛應用。20世紀50年代以來瀝青路面成為世界各國公路的主要面層類型。目前我國高速公路大都采用瀝青路面，高速公路里程已經達到10×104km，超過美國成為總里程世界第一。隨著我國“十二五”發展，我國高速公路發展仍將處于高峰期。

隨著瀝青路面的發展，高速公路事故率和死亡率的增長成為難題，給民眾造成巨大的經濟損失。當然交通事故的原因有很多，與交通參與者的安全意識、交通理念有關，也與運行條件如道路線性、路面抗滑性能因素有關。我們應該認識到路面具有良好的抗滑性能對安全的重要性，所以有必要研究路面的抗滑性能及其影響因素。

1 影響路面抗滑性能的因素

路面抗滑性能的大小主要是用道路表面的摩擦系數來評定。路面石料的選擇和性質、顆粒級配、交通狀況 、路面潮濕程度、瀝青性質與用量等決定摩擦系數的大小。

1.1 石料的選擇和性質

礦料的表面微觀對路面的抗滑性能起到了很大的作用，當行車速度在比較低的情況下此種作用將會更突出，但當行車速度比較大的時候，路面的宏觀構造將起到重大作用。因此要保證道路的抗滑性能的穩定性就要保持道路的微觀和宏觀構造在較長的時間里保持在一個較好的水平上。瀝青路面中的混合料的組成影響著路面的抗滑性能，其中石料的物理性質(壓碎值、磨耗值和磨光值)更是起到了決定性的作用。壓碎值用于衡量石料在逐漸增加的荷載下抵抗壓碎的能力，當瀝青路面中石料的壓碎值越大表明抗壓碎能力越差。磨耗值是粗集料抵抗撞擊、邊緣剪切、摩擦等聯合作用的指標。磨光值反映石料抵抗輪胎磨光作用能力的指標，磨光值越大說明在輪胎的長期作用下能保持長時間的抗滑能力。因此路面抗滑表層應當選擇堅硬耐磨，抗沖擊力比較好的碎石或者破碎礫石，不應當選擇礦渣、軟質集料或者篩選礫石，同時，集料的選擇根據《公路瀝青路面施工技術規范》(JTGF 40—2004)應當滿足表1、表2要求。

表1 瀝青混合料用粗集料質量技術要求

表2 瀝青混合料用細集料質量要求

1.2 集料級配

在瀝青混合料的類型已經確定的情況下，瀝青路面的面層級配在很大程度上決定了路面的宏觀構造水平。一般情況下我們要求路面的空隙率最小同時又能總面積不大，那么我們就要求有一個良好的級配。前者的目的是使集料達到密實，而后者就是為了讓所使用的瀝青量最少。集料級配直接影響著顆粒尺寸大小與相互間距，影響著顆粒裸露程度、路面摩擦系數的大小，因此，要想提高路面的抗滑耐久性，必須選出能夠形成較大構造深度的最佳級配。根據我國目前技術水平和瀝青與礦料供應及施工水平，進而確定礦料的最佳級配，以使路面有良好的抗滑性能。

1.3 交通狀況

日益增加的重荷載汽車易于磨光瀝青路面的微觀構造及所有的集料，因而很容易造成路面的抗滑能力的逐漸降低。對于道路，交通量越大，對瀝青路面的磨光作用越顯著，路面的側向力系數SFC會越小，因而路面的抗滑性能越來越低。新修的路面在剛開放交通的早期，路面的抗滑能力會發生顯著的降低，通常會在兩年后趨于穩定，其中的主要原因很有可能就是在早期沒有密實，在行車荷載的作用下逐漸碾壓密實，而車輪對于石料的磨光作用同大氣環境對于石料的腐蝕使面層粗糙增加的趨勢達到平衡。

1.4 氣候條件

同交通量的影響相結合的是氣候對集料的作用。摩擦系數與溫度有著重要的關聯，集結地變化導致溫度差的存在從而影響了路表的摩擦力大小，有很多數據表明輪胎與路面摩擦力的大小，冬季整體性均值最高，夏季最低，春季和秋季處于二者之間，這就表明了季節的溫度差異對摩擦系數的影響。環境也會影響，主要是雨雪天氣導致路面積水以及路標污染兩個因素有關。在所調查的交通事故中，陰雨天發生的概率最大，能夠達到40%～50%，其中原因就是在雨水的作用下，路表會形成一層水膜，導致路面抗滑能力顯著降低，造成事故增加。下雨時候雨水在路面積聚，若排水不及時將形成比較厚的水膜，當車速較高的時候輪胎與路面不能充分接觸，從而摩擦系數降低。

1.5 瀝青質量與用量

用黏度比較低的低標號瀝青做面層，穩定性較差，容易形成油面而降低性能。瀝青用量大小也直接影響道路的抗滑性能，瀝青用量過大會降低抗滑性能。

1.6 車速

行駛在道路上的車輛，車速越高，對路面的沖擊和摩擦作用越大，路面的微觀構造下降就越快，同時在潮濕狀態時，車速較快的時候，輪胎與路面的水膜就像潤滑劑一樣，路面的抗滑性能急劇下降，造成“水漂”現象，危及行車安全。

2 提高瀝青路面抗滑的措施

2.1 選擇堅硬石料

通過行車的實際驗證，選用耐磨石料是增強路面抗滑性能的根本措施，玄武巖和輝綠巖等堅硬巖石耐磨性和抗滑性顯著比石灰巖好，所以在瀝青面層設計與施工盡量選用這些石料作為基料。

2.2 選擇瀝青瑪蹄脂碎石混合料作為面層

瀝青瑪蹄脂碎石混合料是瀝青瑪蹄脂填充碎石空隙而組成的混合料，在混合料中以粗集料為主，細集料很少，而礦料和瀝青的用量卻很多并摻入少量的纖維，使空隙率小。是密級配中的間斷級配，具有良好的抗車轍、耐久性和抗滑性， 可以降低車輛行駛的噪音，有利于環保。

2.3 鋪筑乳化瀝青稀漿封層和摻入橡膠粉

經長期行車碾壓及磨耗而形成的光滑路面，可采用乳化瀝青稀漿封層進行技術處理。另外，橡膠粉末在瀝青混凝土中的應用也能顯著地提高路面的抗滑性。

2.4 設計合理的坡度

設計合理的坡度，保證路面排水暢通，自然因素對瀝青路面的抗滑性能影響很大，特別是雨天，車輪會產生滑水現象， 因此， 抗滑最為有效的措施是排水。排除雨水的方法是設計足夠的坡度， 保證路面排水順暢。因此在保證行車安全的前提下，坡度可采用設計上限， 保證及時排除雨水，避免產生滑水現象。

2.5 嚴格規范攤鋪和碾壓施工工藝

現在高速公路普遍采用寬體全幅鋪筑, 雖提高了平整度, 但易造成混合料離析和攤鋪機自身夯實的振動力達不到要求。建議1臺攤鋪機的攤鋪寬度不宜超過8 m，高速公路宜采用2臺攤鋪機梯隊式攤鋪方式。成都至雅安高速公路已成功采用2臺攤鋪機梯隊式鋪筑, 并得到很好的路面平整度效果。

2.6 修筑硬路肩

硬路肩能防止泥土帶入路面，有利于保持路面的清潔和粗糙度，對路面抗滑極為有利。

2.6 加強管理養護

瀝青路面在使用過程中，由于車載作用、自然因素的影響使路面產生破損，特別是路面沉陷、坑槽等破損，都可能引起路面積水， 降低路面的抗滑性能，危及行車安全。因此，經常性的維護是保證路面抗滑性能的重要環節。

3 結束語

瀝青路面抗滑性能是行車安全、車輛高速行駛的重要保障，我們應當充分認識到道路抗滑性能的重要性，在以后的道路建設中應創新的探索出更好的施工方法、結構材料，保證路面抗滑性能滿足要求，更好地減少道路的交通事故，保障大眾的人身安全。