瀝青混凝土抗滑性能檢測技術(shù)及應(yīng)用分析研究

楊小芳

（昆山市公路管理處，江蘇 昆山 215300）

由于現(xiàn)在的瀝青混凝土路面每年承載的交通量逐步增大，加之較早前的施工設(shè)計方法、質(zhì)量及后期的養(yǎng)護(hù)管理不到位，促使著瀝青混凝土路面在建成以后的3年左右的時間里就會產(chǎn)生質(zhì)量方面的破壞現(xiàn)象，這在一定程度上影響了路面的使用壽命和行車的安全性能。鑒于此，我們對瀝青混凝土路面進(jìn)行定期的相關(guān)試驗性檢測就是很有必要的，因為它的檢測結(jié)果，包括像檢測出的每道工序及原材料的性能、各種混合物的配合比、生產(chǎn)成品的強(qiáng)度等等都能為瀝青混凝土路面提供科學(xué)有效的行車質(zhì)量和使用壽命，也能為相關(guān)的路面施工質(zhì)量提供準(zhǔn)確、科學(xué)的參考決策性依據(jù)，進(jìn)一步確保工程的施工質(zhì)量。

1 瀝青混凝土抗滑性能檢測方法分類

一般地瀝青混凝土抗滑性能檢測方法可以分為摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度測定方法兩種。摩擦系數(shù)測定的方法又分為擺式儀法、雙輪式橫向力系數(shù)測試車法、單輪式橫向力系數(shù)測試車法等；構(gòu)造深度測定法又分為鋪砂法、車載式激光構(gòu)造深度儀法等。

2 瀝青混凝土抗滑性能的要求

在目前使用的《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D50—2006）規(guī)定中對高速公路、一級公路竣工驗收抗滑指標(biāo)的要求做了這樣的規(guī)定：我國的高速公路、一級公路在竣工后第一個夏季采用摩擦系數(shù)測定車，以 50km/h 的標(biāo)準(zhǔn)車速測定橫向力系數(shù)SFC。在路面宏觀構(gòu)造深度方面，應(yīng)在路面竣工后第一個夏季用鋪砂法或激光構(gòu)造深度儀測定。而竣工后第一個夏季測定瀝青面層橫向力系數(shù)或擺值、路面宏觀構(gòu)造深度。表1是我國的高速公路、一級公路的瀝青路面層抗滑標(biāo)準(zhǔn)范圍。

3 瀝青混凝土抗滑性能檢測技術(shù)注意事項

在對瀝青混凝土抗滑性能進(jìn)行檢測時我們需要注意的是：如果是施工人員來鋪砂對路面構(gòu)造的深度進(jìn)行檢測時，不同的施工人員測試所產(chǎn)生的檢測結(jié)果是不一樣的。為了杜絕這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，我們就要讓施工人員采用向外攤平的方法，確保在地表面上形成薄層。同時施工人員在用擺式儀前，一定要按照說明書或者按照《公路工程集料試驗規(guī)程》JTJ058-94）中附錄A的方法對擺式儀進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定時應(yīng)該取滑溜塊與路面正好輕輕接觸的點進(jìn)行量取。切不可給擺錘一個力，讓它有滑動后再量取，這樣標(biāo)定，則滑動長度偏長，所測擺值偏大。

4 SMA瀝青混凝土路面抗滑性能檢測技術(shù)案例分析

4.1 SMA性能概述。（1）SMA的組成。一般地，SMA路面是按照內(nèi)摩擦角最大的原則配制間斷級配的粗集料，促使它形成相互嵌擠鎖結(jié)的骨架，然后我們再用細(xì)集料、瀝青、纖維穩(wěn)定劑和礦粉填充其骨架空隙的路面結(jié)構(gòu)。它的構(gòu)成如下：粗集料約在5mm以上；瀝青結(jié)合料用量在6.5%～7.0%左右；纖維穩(wěn)定劑占混合料總重的0.3%～4%；礦粉填料用量達(dá)8%～13%。（2）強(qiáng)度機(jī)理。SMA一般具備高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。它的高溫穩(wěn)定性內(nèi)摩擦角φ值取決于礦質(zhì)骨料的尺寸均勻度、顆粒形狀及表面粗糙度。即使在高溫條件下，由于粗集料顆粒之間相互良好的嵌擠作用，混合料仍有較好的抗變形能力。相反的是在低溫條件下，SMA的抗拉能力主要取決于瀝青膠結(jié)料的粘聚力C值。由高含量的礦粉、纖維和瀝青組成的Mastic具有遠(yuǎn)高于普通密級配混合料的粘結(jié)作用，從而使混合料具有很好的低溫抗裂性能。

4.2 測試系統(tǒng)的組成。一般地測試系統(tǒng)是有照射燈、相機(jī)、光譜濾波片和點光控制器等組成，具體型號和參數(shù)見表2。

4.3 測試試驗。首先我們調(diào)整照相機(jī)的高度，根據(jù)實際需要高度值調(diào)整為1米。其次在調(diào)整三個照射光源的傾斜角度，直至確保三個光源的照射角度相同，并同時確認(rèn)三個光源的合成光是白色。第三，打開相機(jī)把紅藍(lán)綠三個光源一次對路的表面進(jìn)行照射，在不同的條件下調(diào)試相機(jī)的參數(shù)，得出對應(yīng)的最佳參數(shù)。第四，利用相機(jī)拍攝紅藍(lán)綠三種顏色的試件表面進(jìn)行二維圖像拍攝區(qū)域面積，保存圖像。在獲取的三張二維圖形中諸葛輸入計算機(jī)，利用軟件編寫程序獲取路面表面的高度圖，實現(xiàn)其三維紋理構(gòu)造的可視化。第五，通過對路面表面紋理測試儀，及在獲取路面表面三維圖像基礎(chǔ)上，根據(jù)分形幾何學(xué)，在應(yīng)用計算機(jī)計算路面表面紋理構(gòu)造分形維數(shù)來獲取不同公稱最大粒徑的路面試件的分形維數(shù)。我們采用鋪砂法和擺式摩擦儀測試路面的構(gòu)造深度TD和摩擦系數(shù)F如圖1和圖2所示，同時分析分形維數(shù)和構(gòu)造深度TD和摩擦系數(shù)F之間的相關(guān)性。

表1

表2

圖1 構(gòu)造深度TD 測試

圖2 摩擦系數(shù)F 測試

圖3

4.4 測試試驗結(jié)果比對。從下面的圖示我們可以看出，隨著構(gòu)造深度TD的增大，分形維數(shù)逐漸變小。這是因為路面表面分布越多的大粒徑集料，其路面表面的凹凸不平開口的空隙就越大，構(gòu)造深度也越大，當(dāng)在相同路面的面積內(nèi)分布的粗集料多時，細(xì)集料就少，所以就會得出分形維數(shù)的變小。同時我們還得出構(gòu)造深度TD和摩擦系數(shù)F的相關(guān)性系數(shù)為0.9458，最終知道路面的抗滑性能力是可行的。

結(jié)語

經(jīng)過上面的闡述分析我們得到，采用SMA作為瀝青混凝土路面抗滑性能檢測技術(shù)，達(dá)到了SMA應(yīng)有效果，其平整度、構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)、滲水系數(shù)在交工驗收時均達(dá)到或超過設(shè)計要求。在大交通量，重軸載的試驗下，仍能保持良好的路面性能。希望這一結(jié)論也能對SMA路面其他的施工有所借鑒。

[1]張超，等.路基路面試驗檢測技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2014.