MS-2型微表處抗滑處治應(yīng)用效果

王國(guó)忠 , 周維鋒

(1.公路檢測(cè)部 山西省交通建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)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(guó)高速公路網(wǎng)的不斷完善，路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)能力得到不斷的提升，中國(guó)高速公路建設(shè)從設(shè)計(jì)水平、管理經(jīng)驗(yàn)、施工能力、驗(yàn)收手段等多方面，均得到充足發(fā)展，整個(gè)社會(huì)對(duì)安全的關(guān)注達(dá)到了空前程度，公路作為人、物等運(yùn)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(guó)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(guó)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(lái)分析，由于抗滑能力不足而引起的交通事故比例不會(huì)低于英國(guó)、日本，因此開(kāi)展與路面抗滑性能相關(guān)的研究，具有重要的理論及實(shí)用價(jià)值。

現(xiàn)階段中國(guó)公路養(yǎng)護(hù)有限的經(jīng)費(fèi)只能滿足局部嚴(yán)重病害的處治，對(duì)公路安全意識(shí)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(yùn)輸過(guò)程中的安全，以及路面表象的、嚴(yán)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(yīng)該作為一項(xiàng)重要的指標(biāo)引起足夠的重視。

目前針對(duì)路面抗滑不足的處治措施多種多樣，從經(jīng)濟(jì)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(píng)價(jià)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(cè)方式

通過(guò)前期深入養(yǎng)護(hù)單位了解MS-2型微表處對(duì)改善路面抗滑性能的效果，選擇13段交通荷載等級(jí)、縱坡坡度不同的典型路段作為問(wèn)卷調(diào)查對(duì)象，調(diào)研內(nèi)容包含路段名稱、樁號(hào)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(píng)價(jià)，定性分析MS-2型微表處抗滑性能與交通荷載等級(jí)、縱坡坡度的關(guān)系；為進(jìn)一步驗(yàn)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(jí)分別為中等、重的高速公路，對(duì)已進(jìn)行過(guò)MS-2型微表處處治且縱坡坡度為1.0%～4.5%的路段開(kāi)展抗滑性能跟蹤檢測(cè)，采用MK6雙輪式橫向力系數(shù)測(cè)試儀每隔0.5年對(duì)其跟蹤檢測(cè)1次，每次每段檢測(cè)3遍，以每段為基本單元統(tǒng)計(jì)代表值，將3遍代表值的平均值作為該路段檢測(cè)結(jié)果。

2 問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果

選擇已進(jìn)行MS-2微表處處治(交通荷載等級(jí)、縱坡坡度不同)且通車年限在3年以內(nèi)的13個(gè)路段，將預(yù)先編制好的調(diào)查問(wèn)卷分發(fā)給相應(yīng)路段長(zhǎng)期從事公路養(yǎng)護(hù)工作的一線人員(工作經(jīng)驗(yàn)在7年以上)，每段由3位經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員填寫(xiě)，綜合分析各路段在進(jìn)行MS-2微表處處治后的使用效果，問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果如表1所示。

表1 調(diào)查問(wèn)卷整理結(jié)果

通過(guò)對(duì)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析可知：微表處處治效果與交通荷載等級(jí)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(kāi)始明顯下降；交通荷載等級(jí)在中等及以下時(shí)，MS-2微表處可有效改善路面抗滑效果，當(dāng)使用1.8年以后開(kāi)始下降，2.5年以后效果損失明顯。

3 跟蹤檢測(cè)結(jié)果

為進(jìn)一步驗(yàn)證MS-2微表處處治效果與荷載等級(jí)、縱坡坡度的關(guān)系，分別選取交通荷載等級(jí)為“中等”、“重”的公路各1條，荷載等級(jí)為“中等”的公路命名為“公路1”，荷載等級(jí)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(jìn)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(jiàn)表2、3，通過(guò)查找原材料送檢報(bào)告及試驗(yàn)室資料得到粗集料主要技術(shù)指標(biāo)及對(duì)應(yīng)路段當(dāng)天抽提試驗(yàn)的礦料級(jí)配、瀝青含量(瀝青采用SBS改性乳化瀝青)，分別見(jiàn)表4、5。采用MK6雙輪式橫向力系數(shù)測(cè)試儀每隔0.5年對(duì)其跟蹤檢測(cè)1次，每次每段檢測(cè)3遍，以每段為基本單元統(tǒng)計(jì)代表值，將3遍代表值的平均值作為該路段檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6、7。

表2 “公路1”橫向力系數(shù)跟蹤檢測(cè)路段

表3 “公路2”橫向力系數(shù)跟蹤檢測(cè)路段

表4 粗集料技術(shù)指標(biāo)

由表6可知：研究路段當(dāng)交通荷載等級(jí)為“中等”時(shí)，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(shí)，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(shí)上述段落均不滿足使用要求?？梢?jiàn)交通荷載等級(jí)為中等、縱坡坡度小于3.8%時(shí)，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(jí)配及瀝青含量

表6 “公路1”統(tǒng)計(jì)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(duì)SFC小于40的段落不再對(duì)其跟蹤檢測(cè)。由表6、7可知：研究路段當(dāng)交通荷載等級(jí)為“重”時(shí)，隨著通車時(shí)長(zhǎng)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(shí)，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(dāng)縱坡坡度大于等于2.8%時(shí)，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?jiàn)交通荷載等級(jí)為“重”，縱坡坡度大于等于2.8%時(shí)，MS-2微表處進(jìn)行抗滑處治壽命一般為1.0～1.5年。

表7 “公路2”統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

通過(guò)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(jí)的關(guān)系，可以得知：對(duì)于研究路段，當(dāng)交通荷載等級(jí)為“中等”、縱坡坡度小于3.8%時(shí)，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(kāi)始明顯下降；交通荷載等級(jí)為“重”，縱坡坡度大于等于2.8%時(shí)，MS-2微表處進(jìn)行抗滑處治壽命一般為1.0～1.5年，為了更加科學(xué)、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(jī)理分析

表征路面抗滑性能的指標(biāo)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(guò)礦料級(jí)配和瀝青含量計(jì)算得到：通過(guò)多元非線性回歸模型建立各篩孔通過(guò)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(guò)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(guò)不同路段施工過(guò)程中的礦料級(jí)配及瀝青含量計(jì)算得到施工初期的路面平均構(gòu)造深度，同時(shí)在最后1次抗滑性能跟蹤檢測(cè)時(shí)對(duì)第1-2段、1-3段、2-1段進(jìn)行路面構(gòu)造深度檢測(cè)，構(gòu)造深度計(jì)算結(jié)果、實(shí)測(cè)結(jié)果及橫向力系數(shù)第1次、最后1次跟蹤檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)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(cè)數(shù)據(jù)，無(wú)法建立兩者衰變的關(guān)系。今后的研究中需進(jìn)一步加強(qiáng)同種材料橫向力系數(shù)與構(gòu)造深度衰減規(guī)律(機(jī)理)的研究，從而建立兩者的衰變關(guān)系，對(duì)采用磨耗指標(biāo)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(jí)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(kāi)始明顯下降。

(2)研究路段交通荷載等級(jí)為“中等”、縱坡坡度小于3.8%時(shí)，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(jí)為“重”，縱坡坡度大于等于2.8%時(shí)，MS-2微表處進(jìn)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(qiáng)同種材料2種指標(biāo)的跟蹤檢測(cè)，以對(duì)采用磨耗指標(biāo)表征路面抗滑性能的衰變起到重要的作用。