新建瀝青混凝土路面抗滑性能預(yù)測(cè)方法

詹建軍 王蓮娣 高翔

摘要：隨著我國(guó)道路事業(yè)的不斷發(fā)展，公路鋪設(shè)里程越來越長(zhǎng)，公路建設(shè)質(zhì)量要求也隨之提高。本文將就新建瀝青混凝土路面抗滑性能預(yù)測(cè)方法這一重要議題展開討論，構(gòu)建瀝青混凝土路面抗滑研究模型，推導(dǎo)出抗滑性參數(shù)衰變方程，最后基于算法方程提出相應(yīng)的預(yù)測(cè)抗滑性的方法。

關(guān)鍵詞：道路路面；瀝青混凝土路面；衰變

Abstract: with the development of the cause of the highway in China, more and more long highway laid mileage, highway construction quality requirements increases. This paper will new sliding of asphalt concrete pavement performance prediction methods of this important issues to discuss the asphalt concrete pavement construction of sliding research model, and deduced the decay of sliding property parameter equation, and finally put forward the corresponding equation based on the algorithm forecast method of sliding sex.

Keywords: road pavement; The asphalt concrete pavement; decay

中圖分類號(hào)：U41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國(guó)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面投入巨大，在道路建設(shè)方面的技術(shù)水平日漸提高，其中，高速公路的建設(shè)水平也越來越高，在建設(shè)中，無論是駕駛員還是道路施工人員均對(duì)道路路面的抗滑性能越來越重視。在進(jìn)行瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)時(shí)，其抗滑性要求較低，只需路面抗滑性能標(biāo)準(zhǔn)高于相關(guān)技術(shù)規(guī)范推薦的參數(shù)值，并沒有相應(yīng)的系統(tǒng)的防滑設(shè)計(jì)方法，沒有充分研究道路防滑方面的持久性，也就是說，隨著使用期的加長(zhǎng)，無法保證道路表面的防滑性能始終符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，道路施工人員越來越關(guān)注于路抗滑性能變化規(guī)律方面的研究，但是其研究方向主要著眼于考察使用路面在抗滑性能參數(shù)上變化，這種方法不能有效分析和預(yù)測(cè)新建路面在抗滑方面的屬性。

二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1、國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)路面防滑的研究起步較早，取得了很多成果。國(guó)外學(xué)者很重視各類車輛對(duì)同一路面的反復(fù)作用，重點(diǎn)考察瀝青混合路面在抗裂方面的耐久性。

2、國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)對(duì)路面抗滑性的研究起步很晚，主要考察已使用路面在不同氣候條件、不同車況條件下的抗滑性。但是由于國(guó)內(nèi)研究起步較晚，沒有成熟的研究方法，實(shí)施設(shè)備也相對(duì)落后，實(shí)驗(yàn)條件也不理想，所以對(duì)新建瀝青混凝土路面抗滑性能預(yù)測(cè)方法方面尚無很高的研究成果出現(xiàn)。

三、抗滑性能衰變規(guī)律

通常來說，在道路抗滑性研究領(lǐng)域存在三種常見的道路抗滑性能參數(shù)指標(biāo)，分別是：路面橫向力系數(shù)指標(biāo)、擺值指標(biāo)以及構(gòu)造深度指標(biāo)。在本文的研究中，筆者將從擺值的角度系統(tǒng)研究瀝青混合料在抗滑方面的性能。

實(shí)驗(yàn)中，我們使用車轍儀進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象為標(biāo)準(zhǔn)車轍板。將實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)定在25℃，實(shí)驗(yàn)輪設(shè)置在60次/分鐘，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過充分的實(shí)驗(yàn)，得出了擺值與作用次數(shù)之間的關(guān)系方程：擺值。

通過充分實(shí)驗(yàn)，我們得到瀝青混合料路面的擺值參數(shù)方程。通過對(duì)這一方程的研究，可以提取出瀝青混合料路面抗滑性在軸載作用環(huán)境下的變化趨勢(shì)。

實(shí)驗(yàn)中，我們使用輪壓進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而在實(shí)際路面的使用中，要將輪壓改為軸載。從軸載方面考察路面的抗滑性，就要充分考慮車輛在輪組方面以及軸型方面的不同。

一般來說，我們研究路面抗滑性時(shí)，不考慮道路內(nèi)部的受力情況，只考察車輛與道路之間的相互作用力，所以只要車輛接地范圍滿足應(yīng)力邊界條件，就可以根據(jù)車輛的軸數(shù)系數(shù)、軸載系數(shù)以及輪載系數(shù)對(duì)道路的抗滑性進(jìn)行考察。一般來說，如果是單輪組軸載承壓值，如果是雙輪組軸載，承壓值，其中A表示車輛與地面的接觸面積，可以參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)接面積。

此外，在研究過程中，我們要充分考慮車道系數(shù)，保證雷擊汽車通行次數(shù)和路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的車道系數(shù)相同，這樣將推導(dǎo)的承壓值代入擺值衰減方程就可以得到路面的抗滑性的衰變規(guī)律了。

首先，我們假設(shè)輪壓值分別為n1.n2.n3.……ni，按照我們的實(shí)驗(yàn)方法可以得出： 。我們可以通過改變其中任何一個(gè)輪壓的作用順序，進(jìn)行推導(dǎo)，得出瞬間的擺值表達(dá)式為：。

很顯然，得出的前后兩個(gè)擺值相同，這充分說明了擺值的衰變過程和加載輪壓的順序沒有任何關(guān)系。所以，我們?cè)诮y(tǒng)計(jì)交通量時(shí)，可以不考慮軸載先后順序，只要統(tǒng)計(jì)各種軸載的作用次數(shù)即可，這樣的做法大大降低了統(tǒng)計(jì)難度，減少了統(tǒng)計(jì)工作的工作量。

四、路面抗滑性預(yù)測(cè)方法

我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中得到的路面擺值衰變方程知識(shí)實(shí)驗(yàn)室理論結(jié)果，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)單一軸載作用下路面的抗滑性的預(yù)測(cè)，但是對(duì)于實(shí)際使用路面的抗滑性預(yù)測(cè)欠缺很多大的說服力。使用路面的車輛軸載不恒定，需要我們進(jìn)一步探討。

實(shí)際使用路面車輛軸載多樣，我們難以準(zhǔn)確調(diào)查軸載的順序。所以，我們的研究可以從另外一個(gè)角度出發(fā)，充分考慮先考察軸載作用順序?qū)[值的作用效果。于是本文中，我們使用不同的輪壓順序下進(jìn)行擺值的考察，以最終確定擺值的衰變規(guī)律。

五、研究案例

本文的研究案例為國(guó)內(nèi)某高速公路，該告訴公路預(yù)測(cè)單車道通車量情況分析如下：北京BK-130車型日交通量987次，黃河JN-130日通車量435次，東風(fēng)EQ-140日通車量445，躍進(jìn)NJ-187日通車量864。對(duì)該路面采用本文中算法進(jìn)行研究，得出相應(yīng)的擺值隨時(shí)間的變化示意圖為：

從示意圖中，我們能夠得出以下結(jié)論：從該高速公路投入使用起到4年160天內(nèi)，該高速公路的抗滑性表現(xiàn)優(yōu)秀；從4年161天起到7年120天，該高速公路的抗滑性能良好；從7年121到10年300天，該道路抗滑性能中等；從10年301天到14年290天該道路抗滑性能為次級(jí)；14年290天往后，該高速公路的抗滑性為差。

由于這條高速公路所使用的路面材料正式本文所研究的瀝青混凝土材料，而且該高速公路投入使用四年后擺值為40.5，按照本文的算法，擺值應(yīng)當(dāng)為42.89。從數(shù)據(jù)上看，有一些誤差，但是由于該告訴公路實(shí)際交通量與統(tǒng)計(jì)交通量之間有出入，綜合考慮，該誤差在研究的可接受范圍之內(nèi)。

六、結(jié)語

新建設(shè)的道路路面的防滑性都能夠滿足普通車輛的行車要求，但是隨著試用期的不斷加長(zhǎng)，防滑性能就會(huì)大大偏離設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，防滑性能下降。本文就新建瀝青混凝土路面抗滑性能展開討論，構(gòu)建了瀝青混凝土路面抗滑研究模型，推導(dǎo)出抗滑性參數(shù)衰變方程，并提出了預(yù)測(cè)抗滑性的方法，最后結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

第一、車輛軸載的作用順序?qū)τ诰唧w路面的抗滑性能相關(guān)指標(biāo)沒有影響。在進(jìn)行車輛交通量統(tǒng)計(jì)時(shí)，不需要考慮作用的先后次序，只需要充分統(tǒng)計(jì)同一類軸載作用的作用次數(shù)。

第二、車輛軸數(shù)對(duì)路面抗滑性能的影響可以分開計(jì)算，輪壓值能充分反映輪組對(duì)抗滑性能的影響。

第三、隨著使用期限的不斷加長(zhǎng)，一般路面的抗滑性能會(huì)逐漸減弱。

希望以上結(jié)論能夠?yàn)閺V大的道路施工人員進(jìn)行相關(guān)研究提供一些參考，為我國(guó)道路路面的研究貢獻(xiàn)一點(diǎn)微薄之力。

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