康昊

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

高速公路良好的抗滑性能是行車安全的重要保障，路面抗滑性能受到多種因素的共同作用，集料的表觀紋理和粗糙程度、瀝青用量都對(duì)路面的抗滑性能產(chǎn)生影響，另外混合料級(jí)配設(shè)計(jì)也是影響抗滑性能的重要因素[1]。目前，我國高速公路路面上面層多為密級(jí)配瀝青混凝土，采用較多的細(xì)集料以獲得更高的密實(shí)度，減少道路水損害的出現(xiàn)，而該設(shè)計(jì)方法的路面使用一段時(shí)間后抗滑性能下降[2]。為此，本文采用多碎石瀝青混凝土（SAC）作為高速公路的路面抗滑表層，并依托實(shí)際工程，對(duì)路面抗滑表層的性能進(jìn)行探究。

1 高速公路路面抗滑性能影響因素

高速公路路面的抗滑性能依賴于輪胎與路面間的摩擦作用，因此汽車輪胎的特性以及道路表面的形貌特征都是影響抗滑性能的因素，外部因素如道路清潔狀況、環(huán)境條件對(duì)抗滑性能也有影響。

1.1 路面形貌特征

對(duì)于道路表面，可從宏觀構(gòu)造與細(xì)觀紋理來分析其抗滑能力，宏觀構(gòu)造與集料顆粒的形狀、在路面上的排列方式以及混合料的空隙率有關(guān)。若道路表面的空隙率較大，當(dāng)在雨天行駛時(shí)，路面積水可快速由集料空隙中排除，減少了輪胎與路面間水膜的產(chǎn)生，增大了路面摩擦力。而細(xì)觀紋理則是由集料和瀝青表面的粗糙程度表征，集料的表觀紋理性越好，與輪胎間的摩擦力就越大。

1.2 汽車輪胎特性

研究表明輪胎表面花紋的深度和密度都影響車輛的抗滑性能。在花紋密度一定的情況下，花紋深度越大，輪胎在行駛時(shí)產(chǎn)生的彈性變形越大，即能獲得良好的抗滑能力；在花紋深度一定的情況下，花紋的密度不宜過大，否則雨天時(shí)會(huì)引起路面與輪胎接觸面形成一層厚的水膜，導(dǎo)致輪胎在路面打滑[2]。

1.3 路面清潔狀況

瀝青路面直接暴露于環(huán)境中，一些渣土車、貨車等在行駛過程中難免會(huì)掉落渣土，若再遇到陰雨天氣，這些顆粒就會(huì)黏附在路表面，降低了瀝青路面的構(gòu)造深度，致使抗滑性能不足。

1.4 環(huán)境條件

若瀝青路面處于潮濕環(huán)境，汽車輪胎與路面間產(chǎn)生一層水膜，降低路面摩擦力。另外溫度對(duì)路面摩擦系數(shù)也有影響，溫度每升高1℃，路面的摩擦系數(shù)降低1%。

2 工程實(shí)踐

2.1 工程概況

某高速公路全長(zhǎng)20km，設(shè)計(jì)時(shí)速為120km/h，設(shè)計(jì)車道為雙向六車道，起點(diǎn)樁號(hào)為K212+000，終點(diǎn)樁號(hào)為K232+000。根據(jù)前期水文地質(zhì)勘測(cè)及交通量調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該路段交通量很大，且該區(qū)域夏季高溫多雨，原有AC 瀝青路面在行車荷載的反復(fù)作用下，輪跡處出現(xiàn)明顯的泛油現(xiàn)象，特別是在雨季時(shí)，道路的抗滑性能嚴(yán)重下降，經(jīng)常出現(xiàn)因路表抗滑能力不足導(dǎo)致的交通事故。為此，本項(xiàng)目對(duì)高速公路各結(jié)構(gòu)層采取的設(shè)計(jì)方案如表1所示。

表1 結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)方案

2.2 原材料檢測(cè)

（1）瀝青

本文考慮到施工區(qū)域高溫多雨，故采用SBS改性瀝青提高瀝青與集料間的黏附能力以及高溫氣候下瀝青混合料的抗剪切能力，并對(duì)SBS改性瀝青的性能進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2 SBS改性瀝青性能檢測(cè)結(jié)果

（2）集料

考慮到對(duì)抗滑性能的要求，粗集料應(yīng)選擇表面紋理性好、棱角性好、耐磨的集料[3]。本文選用某石料廠加工生產(chǎn)的玄武巖作為抗滑表面層的集料，并對(duì)玄武巖各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)檢驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果均滿足規(guī)范要求。玄武巖性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表3所示。

表3 玄武巖性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

細(xì)集料在混合料中主要起到填充骨架空隙的作用，要求顆粒有良好的級(jí)配，且含泥量和亞甲藍(lán)值滿足一定要求。本項(xiàng)目中由于機(jī)制砂的顆粒組成不滿足要求，故選用天然砂與機(jī)制砂搭配使用，并對(duì)機(jī)制砂、天然砂各項(xiàng)物理指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如表4所示。

表4 細(xì)集料性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

2.3 級(jí)配設(shè)計(jì)

通過對(duì)礦質(zhì)集料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，得到各礦料通過篩孔的百分率，調(diào)整各組成材料的用量以滿足級(jí)配上下限要求，最終材料組成比例見表5，圖1為合成級(jí)配曲線。

表5 不同規(guī)格集料的通過百分率及合成級(jí)配

圖1 合成級(jí)配

從圖1 中的級(jí)配曲線可看出，SAC-13 的級(jí)配中粗集料占60%以上，該混合料的類型為骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，有較多的粗骨料形成骨架結(jié)構(gòu)，又有相當(dāng)數(shù)量的細(xì)集料填充骨架空隙，相較于懸浮密實(shí)型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)擁有較大的構(gòu)造深度，表面抗滑性能好，且不易發(fā)生水損害。施工時(shí)容易壓實(shí)，混合料很少出現(xiàn)離析。

2.4 路用性能檢驗(yàn)

（1）車轍深度檢測(cè)

該路段竣工通車后，分別對(duì)SAC-13和AC-13瀝青路面的行車道與超車道車轍深度進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，4個(gè)時(shí)間段的檢測(cè)結(jié)果均由3m直尺所測(cè)得，測(cè)試結(jié)果見表6。

表6 瀝青路面車轍深度檢測(cè)結(jié)果

表6（續(xù)）

由表6 可知，隨著通車時(shí)間的增加、交通量的增長(zhǎng)，兩種類型路面的車轍深度都有不同程度的增加，這表明交通量對(duì)車轍深度有著顯著影響。超車道車轍深度低于行車道車轍深度。另外，SAC 級(jí)配混合料前期車轍深度增加速度大于AC 混合料，但經(jīng)過一定數(shù)量的車輛作用后，SAC級(jí)配混合料的變形速率逐漸降低，明顯低于AC 級(jí)配混合料。

（2）路面抗滑性能檢測(cè)

對(duì)于高速公路路面的抗滑性能，本文基于手工鋪砂法、擺式摩擦儀法分別測(cè)試路面的構(gòu)造深度和抗滑擺值，以評(píng)價(jià)兩種不同路面的抗滑能力，其檢測(cè)結(jié)果見表7、表8。

表7 瀝青路面構(gòu)造深度檢測(cè)結(jié)果

表8 瀝青路面摩擦系數(shù)檢測(cè)結(jié)果

由表7 可知，竣工后SAC 混合料的構(gòu)造深度為1.08mm，遠(yuǎn)大于AC混合料的0.58mm，說明該級(jí)配混合料擁有良好的抗滑能力；通車三個(gè)月后，其構(gòu)造深度略有上升，可能是由表面細(xì)集料被車輪帶走導(dǎo)致的，隨著通車時(shí)間的增加，兩種類型的路面其構(gòu)造深度都有減小的趨勢(shì)，分析其原因：交通量的增加使混合料進(jìn)一步壓實(shí)，使構(gòu)造深度有所下降，集料表面經(jīng)車輛反復(fù)作用而磨光也是一個(gè)重要因素。

由表8 可知，竣工后SAC 路面的擺值為52.62，大于AC路面的47.15，同樣證明了SAC 路面的抗滑性能良好；兩種類型的路面摩擦系數(shù)都有先增大后減小的趨勢(shì)，分析其原因：剛竣工時(shí)，集料表面裹覆著一層瀝青膜，隨著車輛的作用，這層瀝青膜被破壞導(dǎo)致集料表面裸露，進(jìn)而出現(xiàn)摩擦系數(shù)增大的現(xiàn)象，隨著使用時(shí)間進(jìn)一步增加，集料表面的紋理被磨光，摩擦系數(shù)下降。

3 結(jié)語

本文探究了高速公路路面抗滑表層應(yīng)用技術(shù)，依托實(shí)體工程，設(shè)計(jì)了SAC-13 瀝青混合料作為路面的上面層，竣工后對(duì)路面的構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)、車轍深度等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，并與AC-13 的路面性能對(duì)比。結(jié)果表明，SAC-13 作為高速公路抗滑表層可以取得良好的抗滑能力。