天然沸石添加劑對溫拌瀝青路面抗滑性能的影響

張少波 許斌 楊志浩 秦圓賀 路凱冀

（1.河北雄安京德高速公路有限公司，河北 石家莊 050000；2.中路高科（北京）公路技術有限公司，北京 100000）

路面抗滑性能不足，通常會造成剎車距離增長，導致追尾等交通事故的發生，尤其在雨天時，在抗滑性能不足的路面上行駛會更加不安全。表面構造深度較大的瀝青混合料或瀝青混凝土比構造深度較小的路面抗滑性能好[1]。

摩擦對抗滑性能的貢獻由實際接觸面積和瞬時速度所產生的滑移數值決定。當車輛靜止時，輪胎-路面區域的滑移數值為0。當車輪滑動速度增加時，輪胎-路面接觸區逐漸向輪胎后方后退，直到出現打滑點時，接觸區完全消失，輪胎在路表面上滑動[2]。隨著車速的增加，其抗滑性能逐漸降低。而這種車輛打滑情況取決于路面和輪胎的紋理深度[3]。

本文在溫拌瀝青混合料中加入不同劑量的天然沸石添加劑，研究不同摻量對構造深度和擺值的影響，以及在不同溫度和車轍荷載作用下不同天然沸石添加劑摻量混合料的抗滑性能變化情況。

一、材料

溫拌瀝青混合料與其他常規瀝青混合料一樣，由粗集料、細集料、礦粉和瀝青組成，而集料和瀝青的組成比例應根據性能需要確定。粗集料和細集料特性試驗結果如表1和表2所示，本文采用瀝青混合料的配合比如表3所示。

本文所采用的溫拌劑為乳化型溫拌劑，外表呈現出棕紅色的黏稠液體，PH值為5～8，其密度約為0.97g/cm3～0.99g/cm3，對于SBS改性瀝青混合料的降溫幅度達到25℃～40℃。

表1 粗集料性能試驗結果

表2 細集料性能試驗結果

表3 混合料配合比

二、試驗方法

為了分析不同摻量的沸石添加劑所制備的溫拌瀝青混合料在不同溫度和車轍荷載作用下抗滑性能的變化情況，本文擬采用漢堡車轍試驗儀和擺式摩擦儀試驗。

本文以4個不同天然沸石添加劑摻量的溫拌瀝青混合料作為研究對象，摻量分別為0%、5%、10%、15%。車轍試驗采用120mm×50mm×50mm防滑試驗尺寸的抗滑試件。試驗分為三方面：第一，研究不同摻量的天然沸石添加劑對混合料構造深度和擺值的影響；第二，研究不同試驗溫度下的不同摻量的天然沸石添加劑對混合料抗滑性能的影響，分別在25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃和55℃的試驗溫度下試驗；第三，研究在不同車轍加載次數下不同摻量的天然沸石添加劑對混合料抗滑性能的影響，車轍試驗共加載1.4萬次，且每2000次測試一次抗滑性能。

三、試驗結果

（一）天然沸石添加劑含量對構造深度和擺值的影響

如圖1所示，隨著天然沸石添加劑含量的增加，混合料的構造深度和擺值均不斷增大，且構造深度與擺值呈正相關性。其中，混合料中摻加15%的天然沸石添加劑時，其構造深度和擺值最大。

圖1 天然沸石添加劑的含量對混合料構造深度（左）和擺值（右）的影響

（二）不同試驗溫度對抗滑性能的影響

如圖2所示，車轍試驗前，摻加的天然沸石添加劑越多，其擺值越大，即抗滑性能越好。通過不同天然沸石添加劑摻量的混合料擺值與試驗溫度之間的關系可以推斷出，隨著溫度的增加，擺值呈現降低的趨勢，且呈現線性降低的關系。其擬合公式為式1～式4。從擬合公式中可看出，隨著天然沸石添加劑含量的增加，線性相關公式的斜率逐漸減小，說明添加天然沸石添加劑可以降低混合料擺值對溫度的敏感性。

圖2 不同試驗溫度與擺值之間的關系

未摻加天然沸石添加劑：

摻加5%的天然沸石添加劑：

摻加10%的天然沸石添加劑：

摻加15%的天然沸石添加劑：

（三）不同車轍加載次數對抗滑性能的影響

由所有測試結果可知，車轍試驗前，試樣的擺值均高于車轍試驗后試樣的擺值；隨著天然沸石添加劑的加入，在相同的車轍試驗加載次數下，擺值有增加的趨勢；在1.4萬次車轍試驗后，添加天然沸石添加劑越多的試件，其最終擺值也越大。綜上，天然沸石添加劑的加入可以明顯提高瀝青混合料在不同車輪荷載次數下的抗滑性能。