王國忠 , 周維鋒

(1.公路檢測部 山西省交通建設工程質(zhì)量檢測中心(有限公司)，山西 太原 030032；2.公路工程研究院 山西省交通科技研發(fā)有限公司)

隨著中國高速公路網(wǎng)的不斷完善，路網(wǎng)運營能力得到不斷的提升，中國高速公路建設從設計水平、管理經(jīng)驗、施工能力、驗收手段等多方面，均得到充足發(fā)展，整個社會對安全的關(guān)注達到了空前程度，公路作為人、物等運輸承載體，安全自然不可或缺,由于路面抗滑不足而引發(fā)的交通事故也倍增。英國研究者調(diào)查表明：因路面抗滑不足引起的交通事故占全年交通事故的24%左右；日本抽樣調(diào)查顯示：該類交通事故數(shù)占日本全年交通事故的25%。雖然中國目前缺乏此類數(shù)據(jù)調(diào)查，但是從交通系統(tǒng)組成的各部分技術(shù)成熟度來分析，由于抗滑能力不足而引起的交通事故比例不會低于英國、日本，因此開展與路面抗滑性能相關(guān)的研究，具有重要的理論及實用價值。

現(xiàn)階段中國公路養(yǎng)護有限的經(jīng)費只能滿足局部嚴重病害的處治，對公路安全意識的理解還比較局限，大多數(shù)的公路管養(yǎng)者關(guān)注更多的是車輛運輸過程中的安全，以及路面表象的、嚴重破損的路段(如坑槽、松散、沉陷、滑坡、坍塌等)，忽視了路面抗滑不足，為事故的發(fā)生埋下較大的隱患,所以路面抗滑性能應該作為一項重要的指標引起足夠的重視。

目前針對路面抗滑不足的處治措施多種多樣，從經(jīng)濟角度出發(fā)MS-2型微表處作為路面抗滑處治措施使用最為廣泛，但其使用效果評價褒貶不一，因此，該文研究MS-2型微表處抗滑處治效果有著重要的意義。

1 調(diào)查及檢測方式

通過前期深入養(yǎng)護單位了解MS-2型微表處對改善路面抗滑性能的效果，選擇13段交通荷載等級、縱坡坡度不同的典型路段作為問卷調(diào)查對象，調(diào)研內(nèi)容包含路段名稱、樁號范圍、年平均日交通量、縱坡坡度、原路面結(jié)構(gòu)、處治年限、規(guī)模及處治措施、處治效果評價，定性分析MS-2型微表處抗滑性能與交通荷載等級、縱坡坡度的關(guān)系；為進一步驗證MS-2微表處在改善路面抗滑性能方面的效果，選取2條交通荷載等級分別為中等、重的高速公路，對已進行過MS-2型微表處處治且縱坡坡度為1.0%～4.5%的路段開展抗滑性能跟蹤檢測，采用MK6雙輪式橫向力系數(shù)測試儀每隔0.5年對其跟蹤檢測1次，每次每段檢測3遍，以每段為基本單元統(tǒng)計代表值，將3遍代表值的平均值作為該路段檢測結(jié)果。

2 問卷調(diào)查結(jié)果

選擇已進行MS-2微表處處治(交通荷載等級、縱坡坡度不同)且通車年限在3年以內(nèi)的13個路段，將預先編制好的調(diào)查問卷分發(fā)給相應路段長期從事公路養(yǎng)護工作的一線人員(工作經(jīng)驗在7年以上)，每段由3位經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員填寫，綜合分析各路段在進行MS-2微表處處治后的使用效果，問卷調(diào)查結(jié)果如表1所示。

表1 調(diào)查問卷整理結(jié)果

通過對問卷調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計分析可知：微表處處治效果與交通荷載等級有著較大的關(guān)系，在重載交通作用下微表處效果在0.6年就開始明顯下降；交通荷載等級在中等及以下時，MS-2微表處可有效改善路面抗滑效果，當使用1.8年以后開始下降，2.5年以后效果損失明顯。

3 跟蹤檢測結(jié)果

為進一步驗證MS-2微表處處治效果與荷載等級、縱坡坡度的關(guān)系，分別選取交通荷載等級為“中等”、“重”的公路各1條，荷載等級為“中等”的公路命名為“公路1”，荷載等級為“重”的公路命名為“公路2”，選擇縱坡坡度為1.0%～4.5%且已進行MS-2微表處處治的路段，公路1選取5段，公路2選取4段，路段信息見表2、3，通過查找原材料送檢報告及試驗室資料得到粗集料主要技術(shù)指標及對應路段當天抽提試驗的礦料級配、瀝青含量(瀝青采用SBS改性乳化瀝青)，分別見表4、5。采用MK6雙輪式橫向力系數(shù)測試儀每隔0.5年對其跟蹤檢測1次，每次每段檢測3遍，以每段為基本單元統(tǒng)計代表值，將3遍代表值的平均值作為該路段檢測結(jié)果，檢測結(jié)果見表6、7。

表2 “公路1”橫向力系數(shù)跟蹤檢測路段

表3 “公路2”橫向力系數(shù)跟蹤檢測路段

表4 粗集料技術(shù)指標

由表6可知：研究路段當交通荷載等級為“中等”時，通車2年后MS-2微表處橫向力系數(shù)均為40以上；縱坡坡度越大，橫向力系數(shù)衰減越快，通車2.5年時，縱坡坡度小于3.8%的段落橫向力系數(shù)仍滿足要求，縱坡坡度大于等于3.8%的段落已不滿足使用要求，通車3年時上述段落均不滿足使用要求?？梢娊煌ê奢d等級為中等、縱坡坡度小于3.8%時，MS-2型微表處可有效改善路面抗滑性能，壽命一般為2.5～3.0年。

表5 各路段礦料級配及瀝青含量

表6 “公路1”統(tǒng)計分析結(jié)果

由表7可知：由于部分段落通車1年后SFC小于40，對SFC小于40的段落不再對其跟蹤檢測。由表6、7可知：研究路段當交通荷載等級為“重”時，隨著通車時長的增加，MS-2微表處橫向力系數(shù)在通車1年后有50%的段落衰到不足40，1.5年后有75%的段落衰減到不足40；分析衰減率與縱坡坡度關(guān)系時，采用通車1年的數(shù)據(jù)，縱坡坡度越大，橫向力系數(shù)衰減越快，當縱坡坡度大于等于2.8%時，MS-2微表處橫向力系數(shù)在通車1年有66.7%的段落不滿足使用要求，通車1.5年后均不滿足使用要求?？梢娊煌ê奢d等級為“重”，縱坡坡度大于等于2.8%時，MS-2微表處進行抗滑處治壽命一般為1.0～1.5年。

表7 “公路2”統(tǒng)計分析結(jié)果

通過定性、定量分析MS-2型微表處抗滑處治效果與縱坡坡度、交通荷載等級的關(guān)系，可以得知：對于研究路段，當交通荷載等級為“中等”、縱坡坡度小于3.8%時，MS-2型微表處可有效改善路面抗滑性能，壽命為2.5～3.0年；重載交通作用下微表處抗滑處治效果在0.6年就開始明顯下降；交通荷載等級為“重”，縱坡坡度大于等于2.8%時，MS-2微表處進行抗滑處治壽命一般為1.0～1.5年，為了更加科學、合理分析MS-2在改善路面抗滑性能方面的效果，今后的研究中需注重搜集更廣的樣本加以分析、提煉。

4 微表處抗滑性能衰變機理分析

表征路面抗滑性能的指標有構(gòu)造深度和橫向力系數(shù)，同種材料二者有著很好的相關(guān)性，路面平均構(gòu)造深度可通過礦料級配和瀝青含量計算得到：通過多元非線性回歸模型建立各篩孔通過率與距離最大密度線的加權(quán)平均值，公式如下：

式中：E為距離最大密度線的加權(quán)平均值；D為篩孔直徑；Aggmax為集料最大粒徑；p為各篩孔通過率(%)。

平均構(gòu)造深度與距離最大密度線的加權(quán)平均值、瀝青含量關(guān)系如下：

TD=0.025E2+0.037E-0.0265Pb+0.052

式中：TD為路面構(gòu)造深度；Pb為瀝青含量。

該文通過不同路段施工過程中的礦料級配及瀝青含量計算得到施工初期的路面平均構(gòu)造深度，同時在最后1次抗滑性能跟蹤檢測時對第1-2段、1-3段、2-1段進行路面構(gòu)造深度檢測，構(gòu)造深度計算結(jié)果、實測結(jié)果及橫向力系數(shù)第1次、最后1次跟蹤檢測結(jié)果見表8。

由表8可知：MS-2型微表處路面橫向力衰減與路面構(gòu)造深度的衰減有著密切的關(guān)系，橫向力系數(shù)平均衰減率為52.0%，構(gòu)造深度平均衰減率為37.4%，橫向力系數(shù)衰減速度為構(gòu)造深度衰減率的1.4倍，但由于該文數(shù)據(jù)量有限，缺少構(gòu)造深度跟蹤檢測數(shù)據(jù)，無法建立兩者衰變的關(guān)系。今后的研究中需進一步加強同種材料橫向力系數(shù)與構(gòu)造深度衰減規(guī)律(機理)的研究，從而建立兩者的衰變關(guān)系，對采用磨耗指標表征路面抗滑性能的衰變起到重要的作用。

表8 構(gòu)造深度、橫向力系數(shù)結(jié)果

5 結(jié)論

(1)微表處抗滑處治效果與交通荷載等級有較大關(guān)系，在重載交通作用下MS-2微表處處治效果在0.6年就開始明顯下降。

(2)研究路段交通荷載等級為“中等”、縱坡坡度小于3.8%時，MS-2型微表處可有效改善路面抗滑性能，壽命一般為2.5～3.0年。

(3)研究路段交通荷載等級為“重”，縱坡坡度大于等于2.8%時，MS-2微表處進行抗滑處治壽命一般為1.0～1.5年。

(4)微表處橫向力系數(shù)衰減與構(gòu)造深度衰減關(guān)系密切，需加強同種材料2種指標的跟蹤檢測，以對采用磨耗指標表征路面抗滑性能的衰變起到重要的作用。