瀝青路面抗滑性能檢測(cè)技術(shù)研究

摘要 隨著交通建設(shè)里程、交通量的不斷增加，出現(xiàn)各種道路行車安全問(wèn)題，尤其是瀝青路面的滑動(dòng)問(wèn)題，會(huì)直接導(dǎo)致整體的行車安全受到影響。文章以瀝青路面抗滑性能檢測(cè)為基礎(chǔ)，從瀝青路面抗滑性能檢測(cè)方法分類出發(fā)，對(duì)瀝青路面抗滑性能檢測(cè)方法展開(kāi)分析、研究。具體通過(guò)擺式儀測(cè)試路面摩擦系數(shù)方法、手工鋪砂法測(cè)試路面構(gòu)造深度方法、單輪橫向力系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試路面摩擦系數(shù)方法的闡述，希望可以滿足瀝青路面抗滑性能的研究需求，保障行車安全。

關(guān)鍵詞 瀝青路面;抗滑性能;檢測(cè);手工鋪砂法;擺式儀法;單輪式橫向力系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)

中圖分類號(hào) U416.01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）06-0160-03

引言

對(duì)于我國(guó)常見(jiàn)的瀝青路面，規(guī)范、準(zhǔn)確地做好抗滑性能檢測(cè)技術(shù)的幾種方法的比較研究，能夠很好地進(jìn)行瀝青路面抗滑性能的實(shí)際分析，最終確保抗滑性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，從而確保道路的安全使用。該文根據(jù)我國(guó)瀝青路面抗滑性能檢測(cè)方法、使用儀器的推廣程度，主要介紹手工鋪砂法測(cè)試路面構(gòu)造深度方法、擺式儀測(cè)試路面摩擦系數(shù)方法、單輪式橫向力系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試路面摩擦系數(shù)等三種常用方法。希望通過(guò)相應(yīng)的分析研究，能夠滿足實(shí)際的性能檢測(cè)要求。

1 瀝青路面抗滑性能檢測(cè)方法分類

道路運(yùn)營(yíng)開(kāi)放之前或者運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間之后，會(huì)根據(jù)道路等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)主或者設(shè)計(jì)單位的要求，進(jìn)行路面的抗滑性能檢測(cè)。針對(duì)瀝青路面的抗滑性能檢測(cè)，我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)有鋪砂法（分手工法、電動(dòng)法）、激光法（車載式）、擺式儀法（分指針式、數(shù)字式）、橫向力法（分單輪式、雙輪式）和動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)法[1]。

2 瀝青路面抗滑性能檢測(cè)方法分析研究

針對(duì)瀝青路面抗滑性能檢測(cè)方法，該文對(duì)下面三種方法進(jìn)行具體地分析、探討。

2.1 擺式儀測(cè)試路面摩擦系數(shù)方法

2.1.1 技術(shù)要求

（1）指針式擺式儀：具體的結(jié)構(gòu)形狀見(jiàn)圖1所示，在具體的測(cè)試之中使用人工方式來(lái)讀值，最小的擺值刻度為2。

（2）橡膠片：橡膠質(zhì)量需要滿足規(guī)范要求。在使用之后，一旦出現(xiàn)任何影響正常使用的問(wèn)題，都要及時(shí)更換。在干燥路面上進(jìn)行10次新橡膠片測(cè)試之后，新橡膠片才能用于正常檢測(cè)。針對(duì)其使用期限，要求從出廠日期起算，為12個(gè)月。

（3）選擇126 mm的滑動(dòng)長(zhǎng)度量尺。

（4）選擇使用噴水壺。

（5）選擇路面溫度計(jì)，要求溫度控制在1 ℃內(nèi)。

（6）選用毛刷或掃帚，做好記錄處理等。

2.1.2 方法與步驟

（1）準(zhǔn)備。檢查指針式擺式儀的調(diào)零靈敏情況，并且定期做好滑塊標(biāo)定處理。按照相應(yīng)的規(guī)范要求，選擇恰當(dāng)?shù)臏y(cè)試位置，要求每一個(gè)測(cè)試位置都有3個(gè)測(cè)點(diǎn)布置處理，測(cè)點(diǎn)間距一般為3～5 m?；谥行臏y(cè)點(diǎn)來(lái)表示該測(cè)試位置，最好是選擇車道橫斷面上的輪跡位置，并且距離路面的邊緣應(yīng)該不小于1 m。

（2）流程分析。及時(shí)清掃測(cè)點(diǎn)路面，做好儀器調(diào)平處理。

（3）指針調(diào)零。通過(guò)實(shí)際的操作處理，確保調(diào)零的允許誤差控制在±1 mm范圍內(nèi)。

（4）滑動(dòng)長(zhǎng)度校核。針對(duì)滑動(dòng)長(zhǎng)度的校核，要求滑動(dòng)長(zhǎng)度能夠符合（126±1）mm的要求。

（5）直接在右側(cè)懸臂上固定擺，然后將其保持水平的狀態(tài)，并且將指針撥到右端貼近于擺桿的位置。

（6）使用噴水壺做好路面的噴灑處理，確保其始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)。

（7）將右側(cè)懸臂上的釋放開(kāi)關(guān)按下，讓擺桿在路面滑過(guò)，當(dāng)擺桿回落的時(shí)候可以直接將擺桿接住，然后讀數(shù)，但是不能記錄。

（8）重復(fù)5次上述的操作，獲取每一次的測(cè)試擺值。如果最大值與最小值之間的差值沒(méi)有超過(guò)3 mm，則可以使用;如果差值超過(guò)3 mm，就需要重復(fù)上述各項(xiàng)操作，確保滿足要求。

（9）做好潮濕路表溫度的測(cè)試。重復(fù)上述第一到第九步，完成測(cè)試位置3個(gè)測(cè)點(diǎn)的擺值測(cè)試[2]。

2.1.3 數(shù)據(jù)處理

（1）對(duì)于測(cè)點(diǎn)的擺值BPNT，主要通過(guò)測(cè)點(diǎn)的5個(gè)平均值來(lái)加以分析，取整數(shù)。

（2）計(jì)算每個(gè)測(cè)試位置3個(gè)測(cè)點(diǎn)擺值的平均值，作為該測(cè)試位置的擺值，取整數(shù)。

（3）計(jì)算一個(gè)測(cè)試路段擺值的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。

2.1.4 小結(jié)

擺式儀的指針歸零標(biāo)定非常重要。但是，考慮到制造工藝以及對(duì)應(yīng)使用材料的限制，大部分控制效果都不佳，滿足不了要求，影響測(cè)試的準(zhǔn)確性。為了滿足實(shí)際的要求，就需要進(jìn)行對(duì)應(yīng)的改進(jìn)處理。最近幾年已經(jīng)開(kāi)始數(shù)字式擺式儀的開(kāi)發(fā)，基于電測(cè)傳感器的使用，可以滿足實(shí)際的擺值結(jié)果測(cè)試需求。通過(guò)這一處理方式，就可以有效改進(jìn)弊端，從而防范人工讀數(shù)存在的誤差，促成測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性的全面提高。

2.2 手工鋪砂法測(cè)試路面構(gòu)造深度方法

2.2.1 技術(shù)要求

（1）手工砂鋪儀，主要包含了量砂筒、推平板。1）量砂筒：將一段直接封閉，確保容積（25±0.15）mL，然后針對(duì)砂筒之中水的質(zhì)量以及對(duì)應(yīng)的容積V的稱量，合理調(diào)整高度，確保容積滿足要求，然后進(jìn)行刮平處理。2）推平板：對(duì)于推平板可以考慮木制或鋁制材料，要求直徑為50 mm，并且將一層1.5 mm厚度的橡膠片粘貼上，在上面設(shè)置一個(gè)圓柱把手。

（2）量砂：要求使用干燥潔凈，并且數(shù)量足夠的勻質(zhì)砂，實(shí)際粒徑為0.15～0.30 mm。

（3）量尺：直接選擇專用構(gòu)造深度尺。

（4）準(zhǔn)備好對(duì)應(yīng)的輔助裝備，如小鏟、毛刷等。

2.2.2 方法與步驟

（1）準(zhǔn)備。選擇潔凈的細(xì)砂，經(jīng)過(guò)一系列處理之后直接將其放置到容器之中，要求厚度達(dá)到0.15～

0.30 mm。在試驗(yàn)之中只能使用一次，不允許重復(fù)使用;按照相應(yīng)的規(guī)范要求，選擇好橫斷面的位置，并且車道輪跡帶的位置距離路面邊緣不能少于1 m。

（2）測(cè)試步驟。對(duì)于需要測(cè)試的路面，應(yīng)做好附近的清掃處理。通過(guò)專用尺測(cè)試構(gòu)造的具體深度;基于上述的方法，要求在相同的位置需要平行的開(kāi)展3次測(cè)試，并且每一個(gè)測(cè)點(diǎn)都應(yīng)該處于輪跡帶上，間距保持為3～5 m，針對(duì)同一個(gè)位置的測(cè)試，需要由相同試驗(yàn)員進(jìn)行，并且要求位置以中間的測(cè)點(diǎn)位置表示。

2.2.3 數(shù)據(jù)處理

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的處理，要求為在相同位置上進(jìn)行3次測(cè)試的平均結(jié)果，并且要求有效數(shù)字準(zhǔn)確至0.01 mm。如果平均值不超過(guò)0.2 mm時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果就要利用<0.2 mm來(lái)表示。

2.2.4 小結(jié)

路面表面構(gòu)造深度也稱紋理深度，反映路面抗滑的一種表現(xiàn)形式，與路面摩擦系數(shù)是一致的，都要求針對(duì)路面抗滑性能加以評(píng)價(jià)的專業(yè)指標(biāo)。但是因?yàn)槠浯嬖诓煌谋碚髯饔?，兩者不能互相代替。手工鋪砂法與電動(dòng)鋪砂法主要是在路面上通過(guò)粒徑細(xì)砂的鋪設(shè)，通過(guò)對(duì)不平整表面空隙中對(duì)應(yīng)的覆蓋面積和砂體積來(lái)計(jì)算平均深度，這是目前經(jīng)常使用到的方法[3]。

日本在使用鋪砂法時(shí)，利用0.15～0.30 mm的砂50 cm3進(jìn)行粗糙路面的構(gòu)造深度檢測(cè)，利用0.075～0.15 mm的砂10 cm3進(jìn)行致密路面構(gòu)造深度檢測(cè)。基于理論分析，其存在合理性，不至于讓砂面積過(guò)大或者是過(guò)小，不過(guò)難以統(tǒng)一。為了避免混亂，我國(guó)統(tǒng)一采用0.15～0.3 mm粒徑砂和25 cm3體積量筒進(jìn)行檢測(cè)。

由于對(duì)于測(cè)試結(jié)果本身產(chǎn)生影響的因素較多，有很多方式是不能夠進(jìn)行量化的，如叩擊量筒力度等，所以在具體的處理過(guò)程中要有針對(duì)性分析。

2.3 單輪橫向力系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試路面摩擦系數(shù)方法

2.3.1 儀具與材料技術(shù)要求

針對(duì)主控制單元，除對(duì)供水裝置與測(cè)試裝置的控制操作之外，也需要做好計(jì)算、記錄、傳輸數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié)的有效控制。主要技術(shù)要求如下：

作為承載車，要求固定和安裝載重底盤(pán)，并且當(dāng)水罐裝滿水的狀態(tài)下，可以滿足100 km/h車速的實(shí)際要求;在測(cè)試輪胎方面，要使用橡膠充氣輪胎;靜態(tài)垂直標(biāo)準(zhǔn)荷載為（2 000±20）N;拉力傳感器則要求達(dá)到0～2 000 N的量程;拉力傳感器非線性誤差不得超出0.05%;對(duì)于距離標(biāo)定誤差則需要<2%。

2.3.2 方法與步驟

（1）準(zhǔn)備工作。1）在開(kāi)始每一個(gè)項(xiàng)目開(kāi)始之前或連續(xù)測(cè)試超過(guò)1000 km后，基于設(shè)備相應(yīng)的方法來(lái)標(biāo)定系統(tǒng)應(yīng)力傳感器，做好數(shù)據(jù)的記錄與存檔處理。2）做好車輪胎氣壓的檢查，確保能夠滿足標(biāo)注氣壓要求。3）對(duì)測(cè)試輪磨損情況進(jìn)行檢查，如果有明顯損傷裂口或者直徑減少達(dá)到6 mm，就需要及時(shí)更換。4）檢查測(cè)試輪氣壓，要求達(dá)到（3.5±0.2）MPa;對(duì)于測(cè)試輪使用的螺栓，都需要進(jìn)行擰緊處理。5）當(dāng)出水控制為固定開(kāi)關(guān)，需要開(kāi)關(guān)設(shè)置在對(duì)應(yīng)的測(cè)試速度位置，然后將測(cè)試輪放下，并且針對(duì)灑水位置以及對(duì)應(yīng)的出水情況進(jìn)行檢查;針對(duì)灑水位置，應(yīng)在測(cè)試輪接觸到地面中點(diǎn)沿行駛方向前方的（400±50）mm處，對(duì)于灑水的實(shí)際寬度也要求中心線兩側(cè)都不能低于75 mm。6）直接將控制單元啟動(dòng)，這樣就可以檢查各項(xiàng)功能和技術(shù)參數(shù)，保證正常使用。

（2）測(cè)試步驟。在測(cè)試之前，需要基于設(shè)備規(guī)定的時(shí)間來(lái)做好通電預(yù)熱處理;在進(jìn)入測(cè)試段落之前，就需要做好系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的合理設(shè)置，要求提前500 m，測(cè)試輪就應(yīng)該降落到路面上進(jìn)行預(yù)跑處理;在進(jìn)入測(cè)試路段之后，應(yīng)該保持勻速行駛。當(dāng)為固定出水控制方式，其實(shí)際的最高行駛速度不得超出出水開(kāi)關(guān)事先所設(shè)置的速度;在進(jìn)行測(cè)試處理中，作為測(cè)試人員，也需要針對(duì)其起終點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的特殊位置來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的記錄;承載車駛出測(cè)試路段后，要停止程序，然后處理，提升測(cè)量輪，并且要求各個(gè)部分都恢復(fù)到初始狀態(tài);針對(duì)文件內(nèi)容的完整性進(jìn)行分析檢查，否則需要重新測(cè)試;直接關(guān)閉測(cè)試系統(tǒng)電源，完成這一次測(cè)試。

2.3.3 數(shù)據(jù)處理

（1）測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)速度為測(cè)試結(jié)果使用時(shí)所需的速度，基于相應(yīng)的條件獲取SFC值，然后直接轉(zhuǎn)換，以此來(lái)獲取等效SFC值。

（2）針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試地面，對(duì)應(yīng)的溫度范圍應(yīng)該處于（20±5）℃。對(duì)于其余的地面溫度條件，則要求實(shí)現(xiàn)對(duì)于等效SFC值的轉(zhuǎn)換處理。系統(tǒng)測(cè)試相應(yīng)地面溫度范圍控制在8～60 ℃內(nèi)。

2.3.4 不同類型摩擦系數(shù)測(cè)試設(shè)備間相關(guān)性試驗(yàn)

（1）基本要求。不同類型橫向力測(cè)試設(shè)備的測(cè)試結(jié)果需換算為SFC使用，然后處理相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而建立測(cè)試結(jié)果與SFC值的相關(guān)性關(guān)系。

（2）試驗(yàn)條件。針對(duì)不同摩擦系數(shù)路段，按照SFC值0～30、30～50、50～70、70～100的范圍，其對(duì)應(yīng)的路段長(zhǎng)度控制在100～300 m;要求地面溫度控制在10～30 ℃內(nèi)，并且保持地面清潔干燥，最好是選擇無(wú)風(fēng)的晴朗天氣。

（3）具體的試驗(yàn)。針對(duì)試驗(yàn)路段的測(cè)試要求選擇兩套設(shè)備，然后按照40 km/h、50 km/h、60 km/h、70 km/h、80km/h的速度分別進(jìn)行3次測(cè)試處理，要求3次測(cè)試的平均值的絕對(duì)差值控制在5 km/h以內(nèi)，否則要重新測(cè)試;針對(duì)兩種試驗(yàn)設(shè)備，設(shè)置的采樣頻率差值不得超過(guò)一倍，并且每一個(gè)試驗(yàn)路段的采樣數(shù)據(jù)量不應(yīng)少于10個(gè)。

（4）試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。分別計(jì)算出每種速度下各路段3次測(cè)試結(jié)果的總平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，如果有超出3倍標(biāo)準(zhǔn)差的值，則要直接將其舍棄;然后利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)回歸分析的方法，建立試驗(yàn)設(shè)備測(cè)值與速度的相關(guān)性關(guān)系式，系數(shù)R不得小于0.95;建立不同速度下設(shè)備測(cè)值SFC的相關(guān)性關(guān)系式，要求系數(shù)R不得小于0.95[4]。

2.3.5 小結(jié)

對(duì)于SFC測(cè)試結(jié)果而言，測(cè)試速度和測(cè)試溫度會(huì)產(chǎn)生較大的影響。因此，要基于不同的溫度條件和速度來(lái)做好換算公式的準(zhǔn)備。新的規(guī)范不再規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試速度，測(cè)試結(jié)果用于不同目的時(shí)所采用的速度可能不同，既然有速度換算公式，完全可以根據(jù)實(shí)際需要將所希望使用的速度作為標(biāo)準(zhǔn)速度而將其他速度下的測(cè)試值進(jìn)行換算。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的不斷發(fā)展，道路運(yùn)輸量持續(xù)增大，而重載、超載的問(wèn)題越來(lái)越突出，使得各個(gè)路面都出現(xiàn)了不同程度的磨損和病害的產(chǎn)生。路面磨損和病害都會(huì)直接影響道路的抗滑性能，進(jìn)而影響到行車的安全性。為了保障道路的安全運(yùn)營(yíng)，需要在道路運(yùn)營(yíng)前和運(yùn)營(yíng)后按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行抗滑性能檢測(cè)。希望通過(guò)該文的分析，能夠掌握路面抗滑性能的具體檢測(cè)方法，并且搭配文中對(duì)常用方法的分析，為道路抗滑性能檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供支持。

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收稿日期：2022-02-16

作者簡(jiǎn)介：呂曉飛（1989—），男，本科，中級(jí)工程師，研究方向：道路橋梁工程技術(shù)。