高速公路陡坡路段粘彈性防滑面層研究

陳少華

（廣州特希達科技有限公司 廣東廣州 510000）

我國交通系統(tǒng)的快速發(fā)展過程中，高速公路成為主要的構(gòu)成。高速公路的施工質(zhì)量直接決定了車輛通行的安全。高速公路項目中專門在陡坡段設置粘彈性防滑面層，提升高速公路陡坡段的安全水平，避免陡坡處發(fā)生交通事故。高速公路面層結(jié)構(gòu)較容易出現(xiàn)熱損壞問題，采用粘彈性防滑面層結(jié)構(gòu)有利于維護路面的穩(wěn)定性，降低交通事故的發(fā)生機率。

1 高速公路陡坡路段的面層結(jié)構(gòu)分析

高速公路陡坡路段的面層結(jié)構(gòu)受到較大的行駛阻力，汽車驅(qū)動力會對面層造成一定程度的破壞，陡坡段存在著連續(xù)下坡的問題，汽車在陡坡段的平衡條件修，就會在面層結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生較大的荷載壓力[1]。高速公路陡坡段面層結(jié)構(gòu)中實行粘彈性抗滑設計，有利于緩解汽車行駛時的壓力，降低陡坡路面的交通風險。

2 粘彈性防滑面層結(jié)構(gòu)中的材料級配

粘彈性防滑面層在高速公路的陡坡段中，最為關(guān)鍵的是材料配級配，通過材料級配提高陡坡段的結(jié)構(gòu)安全。結(jié)合高速公路陡坡段的工程案例，分析粘彈性防滑面層結(jié)構(gòu)的材料級配，如下：

2.1 原材料級配

高速公路陡坡段的粘彈性防滑面層中，原材料主要分為橡膠、瀝青和纖維，路用橡膠顆粒具有較高的穩(wěn)定性，粘彈性防滑面層材料中的路用橡膠基本出現(xiàn)立體的顆粒狀態(tài)，路用橡膠來源于車輛輪胎，檢測廢輪胎的胎面橡膠和側(cè)面橡膠，檢測結(jié)果中表示輪胎胎面中天然乳膠的含量較高，胎面制成的橡膠顆粒強度大，此類橡膠顆粒在陡坡面層結(jié)構(gòu)內(nèi)具有足夠的防滑性能，橡膠硬度也是級配中的重點，橡膠硬度決定了其在外力作用下是否具有抗變形的條件，而且硬度也關(guān)系到橡膠的抗變形、抗壓縮性能，橡膠硬度級配分析中決定采用切削工藝成型的顆粒，此類顆粒的硬度可以達到粘彈性防滑面層的技術(shù)指標。

瀝青混合料的空間結(jié)構(gòu)分散，混合料中的瀝青和礦料之間存在很多粘結(jié)力，瀝青在陡坡路段受到碾壓時較容易出現(xiàn)彈性形變，不利于面層結(jié)構(gòu)的安全性[2]。高速公路陡坡段粘彈性防滑面層中的瀝青級配中添加了聚合物，通過聚合物改善瀝青的級配，提高瀝青在面層中的穩(wěn)定性，保障陡坡段路面結(jié)構(gòu)的舒適度。例如：陡坡段粘彈性面層中使用的SBS改性瀝青，在瀝青混合料中加入SBS改性劑，改良瀝青的物理特征，促使瀝青具有耐高溫、抗車轍的能力，最主要的是提高瀝青在面層中的粘結(jié)力，防止出現(xiàn)超負荷變形的問題。

纖維在高速公路陡坡段粘彈性防滑面層中主要起到改善的作用，纖維加入到面層材料中，提升面層的抗沖擊性能，纖維與橡膠、瀝青等材料混合可以構(gòu)成復合材料，纖維的級配決定了其在面層材料中的應用效益[3]。現(xiàn)階段高速公路陡坡段粘彈性防滑面層施工中，經(jīng)常會采用木纖維材料，木纖維的成本低、穩(wěn)定性強，可以吸附到瀝青混合料中，在陡坡段面層中形成較厚的瀝青膜，維護面層結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)定性。

2.2 集料性能控制

集料性能是高速公路陡坡段粘彈性防滑面層研究中的主要內(nèi)容，集料可以提高路面的抗滑性能，集料的構(gòu)造穩(wěn)定，才能實現(xiàn)面層防滑。在陡坡段粘彈性防滑面層工程中，深入研究集料性能并控制，以此來滿足面層防滑的需求。《公路瀝青路面設計規(guī)范》中明確規(guī)定了路面抗滑中的磨耗值、磨光值和沖擊值，例如：面層中常用的玄武巖集料，此類集料需要檢測的性能項目有：石料壓碎值、洛杉磯磨耗損失、視密度、堅固性、磨光值、針片狀顆粒含量1：3、粘附性，破碎玄武巖后檢查集料性能，分析集料是否可以應用到粘彈性防滑面層結(jié)構(gòu)內(nèi)。

2.3 基礎級配設計

基礎級配設計的直接目的是提升高速公路陡坡段面層的抗滑性能，緩解路面剪應力的影響，預防路面出現(xiàn)抗滑性能疲勞的問題[4]。高速公路陡坡段施工項目中設計粘彈性抗滑面層時，需要重點考慮車轍破壞，此時就要注重抗滑面層的抗滑耐磨性能，基礎級配設計中調(diào)整好各項材料的占比，一般情況下采用斷級配、開級配的設計方法，確保基礎級配滿足面層的抗滑需求。高速公路陡坡段粘彈性防滑面層的基礎級配中，常見的設計有常規(guī)SMA和AC配合比設計、骨架嵌擠密實型級配設計兩種，根據(jù)高速公路面層的實際情況，選擇優(yōu)質(zhì)的基礎級配設計。

3 陡坡段粘彈性防滑面層的性能測試

高速公路陡坡段粘彈性抗滑面層結(jié)構(gòu)中的性能測試，主要是針對粘彈性阻尼抗滑路面抗滑性能實行檢測，制定出性能測試的方案，重點在機械嚙合、分子吸引、靜電理論、粘彈性能上實行測試，同時還要研究出路面摩擦性能受到的影響，如：環(huán)境因素、污染介質(zhì)、汽車車速以及路表構(gòu)造，以此來維護陡坡段面層的穩(wěn)定性。高速公路陡坡段粘彈性抗滑面層的構(gòu)成材料，也要安排性能測試的工作，評估混合料的粘彈性阻尼特征，了解混合料抗滑性能衰減規(guī)律，由此加強面層結(jié)構(gòu)的性能控制。

4 結(jié)束語

高速公路的交通路線長，整個高速公路中存有大量的陡坡路段，陡坡路段的風險非常高，在高速公路陡坡路段中采用粘彈性防滑面層結(jié)構(gòu)，改善陡坡段的面層結(jié)構(gòu)，更重要的是體現(xiàn)粘彈性防滑面層結(jié)構(gòu)在高速公路中的安全性，規(guī)避陡坡段路面交通中的風險隱患。

[1]楊宏志，胡慶誼，許金良.高速公路長大下坡路段安全設計與評價方法[J].交通運輸工程學報，2010（03）：46～48.

[2]江俊波.路面抗滑性能機理影響因素相關(guān)問題探討[J].科技創(chuàng)新導報，2010（04）：90～92.

[3]王修云.高速公路陡坡路段粘彈性防滑面層研究[D].重慶交通大學，2012.

[4]朱磊.瀝青混合料粘彈性能研究[D].重慶交通大學，2010.