防滑降噪瀝青路面磨耗層抗滑性能研究

譚利+劉威+湯顯平

摘要：為了研究防滑降噪瀝青路面磨耗層的抗滑性能，跟蹤實測了試驗路段OGFC-13抗滑磨耗層的構造深度與橫向摩擦系數，并與相鄰密級配瀝青路面試驗路段面層的測量結果進行了對比，結果表明：防滑降噪瀝青路面的構造深度隨時間而出現衰減，但還是要比密級配瀝青路面的構造深度大得多；防滑降噪瀝青路面磨耗層橫向摩擦系數出現持續增大的規律，與密級配瀝青路面的變化規律不一致，防滑降噪瀝青路面后期表現出抗滑特性優勢。

關鍵詞：防滑降噪瀝青路面；抗滑性能；構造深度；橫向摩擦系數

中圖分類號：U416.217

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）20-0129-02

1 引言

調查研究結果表明，30%左右的道路交通事故是由于道路的原因導致的。影響道路交通事故的主要原因除道路線型設計外還與環境條件、路面材料、路面破損程度、路面抗滑性能、路面平整度等因素有關，其中路面的抗滑性能至關重要。20世紀80年代，英國調查研究指出：路面的摩擦系數每提高0.1SFC，雨天事故率就降低13%[1]，抗滑性能的提高，一定程度上能大幅提高行車安全。降雨會導致路表面覆蓋一層水膜，由于水膜的潤滑作用，使得路面變滑，輪胎與路面的附著系數顯著降低，如果車輛行駛速度過快易產生“水漂”現象[2]，使得車輛方向失控。夜間行車時，燈光照射在路表水膜上易發生鏡面反射，造成眩光現象，對駕駛人的行車路線造成干擾，最終導致各種交通事故的發生。

為了適應當地多雨氣候，提高路面的抗滑性能，湖南省交通科技計劃項目在瀏陽試鋪筑了一條防滑降噪瀝青路面。防滑降噪瀝青路面以單一粒徑碎石為主，按嵌擠原理形成骨架-空隙結構的開級配瀝青混合料，通常空隙率為15%～25%，它能夠從面層的連通大孔隙向兩側排走路面雨水，減少路面水膜效應，提高路表面的抗滑性能。

2 工程概況

試驗路段位于湖南長沙市瀏陽S103線K67+00-K68+00段，全長1 km，寬12 m，雙向兩車道，設計車速為60 km/h，為二級公路大修改建道路。路面結構層設計為：上面層4 cm厚開級配瀝青混合料抗滑磨耗層，下面層5cm厚中粒式AC-20C瀝青混凝土，中間使用乳化瀝青作為粘層。為了保證路面結構的穩定性，試驗段采用中國石化SBS改性瀝青為粘結油，使用江西輝綠巖集料和 石灰巖礦粉填充，各項技術指標均滿足要求。

3 試驗與分析

試驗路鋪完后我們在2015年的1月、4月、6月、9月、12月分別對防滑降噪瀝青路面與密級配瀝青路面進行常規的滲水系數、3 m直尺法平整度、鋪沙法構造深度、噪音、擺式摩擦系數等性能檢測試驗。本論文只對兩種瀝青路面的構造深度與摩擦系數進行比較分析。

3.1 路面構造深度測試

兩種瀝青路面的構造深度均采用手工鋪砂法由同一個人測定。分別選取三個典型樁號，防滑降噪瀝青路面測點樁號為K67+000、K67+500、K67+900，密級配瀝青路面的測點樁號為K66+900、K66+400、K65+900。構造深度測量是在每個樁號的行車輪跡帶上每隔3 m測1個點，共測三處取均值。一年中5次測定的地點樁號相同，所以測量的結果具有可比性。圖1為防滑降噪瀝青路面與密級配瀝青路面一年中5次構造深度的平均值對比圖。

從圖1中可以看出，密級配瀝青路面的構造深度隨著道路的使用時間變化不大，線型基本穩定，趨于水平發展；防滑降噪瀝青路面的構造深度隨道路的使用時間顯著減小，特別是第2次和第4次較為明顯，主要因為在荷載反復作用下，路面結構發生變化，空隙率稍微有減小，并且該路面為二級公路，各種行駛車輛輪胎沒有進行清理，孔隙被灰塵與垃圾堵塞，但是在第5次測試結果中可以看出，防滑降噪瀝青路面的構造深度減小的不明顯，這與路面結構穩定和當地的氣候條件、車輛清潔有關，因為在11月和12月初期，瀏陽出現多雨天氣，雨水將孔隙中堵塞的部分塵土與垃圾沖走，所以，出現了構造深度減小不明顯的情況。總而言之，雖然防滑降噪路面的構造深度出現了衰減，但還是要比密級配的大得多。

3.2 路面擺式摩擦測試

瀝青路面的抗滑性能主要與輪胎-路面的宏觀紋理和微觀紋理有關，即與面層的使用集料、使用的混合料級配有關，一般借助擺式摩擦儀來測定，用擺值進行計算分析，因為擺值與抗滑性能成正比[3]。

采用擺式摩擦儀分別測定兩種瀝青路面的擺值，選取的樁號與測量構造深度的樁號相同，在每個樁號的行車輪跡帶上每隔3 m測5個數據，共測三處。一年中5次測定的地點樁號相同，所以測量的結果具有可比性。圖2為防滑降噪瀝青路面與密級配瀝青路面一年中5次測試的擺值的平均值對比圖。

從圖2中可以看出：①在跟蹤觀測的一年時間內，防滑降噪瀝青路面的摩擦系數隨時間變化而持續增大，但是在初期摩擦系數較低，主要是由于路面攤鋪初期，集料上面裹覆的瀝青較厚，在測試中，抗滑磨耗層的表面比較光滑，所以初期的摩擦系數較低。隨著車輛荷載和車輛輪胎的反復磨耗作用，集料表面的瀝青膜被磨耗變薄再慢慢的被磨耗掉，露出較多的集料，此時路面的抗滑性能主要依靠集料的棱角性與集料表面的紋理構造，摩擦系數隨之也增大。②在觀測初期，密級配瀝青路面的擺值與防滑降噪瀝青路面很接近，防滑降噪瀝青路面的抗滑優勢不明顯，但是在后期的觀測中可以看出，防滑降噪瀝青路面的擺值明顯高于密級配瀝青路面，超過其近20%。密級配瀝青路面的擺值出現初期減小，后期緩慢增大的情況，這與路面面層的瀝青混合料有關。在瀝青路面的持續使用中，集料會進一步磨平，測試擺值會越來越小，摩擦系數越來越小，路面的抗滑性能會出現減弱，所以，為了保證路面的抗滑性能，在選取良好的集料與采用較好的級配和較適宜的施工技術上至關重要的。

4 結論

通過對防滑降噪瀝青路面與密級配瀝青路面的構造深度和摩擦擺值結果的對比分析，可以得出以下結論。

（1）隨著路面服役時間的增加與有效孔隙的變化與堵塞，防滑降噪瀝青路面的構造深度逐漸減小，出現了明顯的衰減，但是還是要比密級配瀝青路面的構造深度大得多。

（2）在路面的使用初期，兩種瀝青路面的抗滑能力很接近，防滑降噪瀝青路面的抗滑性能優勢不明顯。主要原因為混合料瀝青膜較厚，瀝青本身較光滑。

（3）從對比圖和分析結果看出，橫向摩擦力系數與構造深度沒有明顯的相關特性。

（4）隨著路面服役時間的增加，防滑降噪瀝青路面表現出明顯的抗滑性能，比密級配瀝青路面的抗滑性能超出近20%，主要是由于面層集料瀝青膜被慢慢磨耗，集料的棱角與表面紋理起到抗滑作用。預測路面使用后期，路面的抗滑性能會逐漸衰減，但還是具有一定的抗滑性能。

參考文獻：

[1]尹江華.瀝青路面抗滑表層結構型式及抗滑性能評價[J].交通標準化，2012（15）：98～100.

[2]曹東偉，劉清泉，唐國奇.排水瀝青路面[M].北京：人民交通出版社，2010.

[3]佘金波.瀝青路面的抗滑性分析及OGFC抗滑表層設計[D]. 南京： 東南大學， 2005.