公路工程瀝青路面抗滑性能試驗檢測研究

摘 要：為保障公路行車安全，本研究針對天津市某公路瀝青路面的抗滑性能進行試驗檢測。檢測中對摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度以及橫向力系數(shù)等指標進行測定。結(jié)果表明，該公路各路段的擺式摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度和橫向力系數(shù)雖然存在一定波動，但整體抗滑性能良好，且路面左幅抗滑性能普遍弱于右幅。研究探討了提高瀝青路面抗滑性能的措施，包括修復前全面評估路面狀況、合理選擇修復材料、優(yōu)化修復施工工藝、應用表面處理技術(shù)以及加強施工質(zhì)量控制等，為公路瀝青路面抗滑性能提升提供了理論依據(jù)和實踐指導。

關鍵詞：公路工程；瀝青路面；抗滑性能

中圖分類號：U 416" " 文獻標志碼：A

在現(xiàn)代交通體系中，公路作為經(jīng)濟發(fā)展和社會運轉(zhuǎn)的關鍵支撐，其重要性不言而喻。交通運輸量持續(xù)攀升及車輛行駛速度上升導致對公路路面性能的要求也不斷提高。瀝青路面因其出色的平整度、舒適的行車體驗和便利的施工條件，在公路建設領域得到廣泛應用[1]。在公路的實際使用過程中，瀝青路面的抗滑性能逐漸成為社會關注的焦點。良好的路面抗滑性能是保障行車安全的關鍵，在車輛行駛中如果路面抗滑能力不足，就極易導致輪胎打滑，特別是在雨、雪等惡劣天氣下，交通事故發(fā)生的風險會增加，這也對路面的抗滑性能提出了更高的要求。在這樣的情況下，保證公路工程瀝青路面具備良好的抗滑性能成為道路工程領域的一項重要研究課題。

1 工程概況

某公路工程地處天津，該地區(qū)氣候多變，四季分明，年降水量充沛，暴雨天氣時有發(fā)生，導致交通事故發(fā)生頻率增加，不僅給當?shù)亟?jīng)濟帶來了較大沖擊，還不能保障行人的人身安全。該公路全長15.37km，路面寬度為10m，設計行駛速度為60km/h。為了提高道路安全性，該地區(qū)公路部門計劃對瀝青路面的抗滑能力進行檢測。

2 抗滑試驗方案

2.1 原材料及配合比

在該項目的瀝青路面施工中，主要采用了以下原材料。瀝青選用90號道路石油瀝青，粗集料選取玄武巖碎石，細集料采用規(guī)格為0～5mm的河砂，礦粉由石灰?guī)r磨制而成。在該項目的配合比設計中，10～20mm玄武巖碎石占比為35%，5～10mm玄武巖碎石占比為25%，0～5mm河砂占比為32%，礦粉占比為8%。在項目施工初期，經(jīng)馬歇爾試驗得到最佳瀝青用量為5.2%，此時試件穩(wěn)定度為11kN，流值為2.5mm，空隙率為3.5%，礦料間隙率為13%，瀝青飽和度為75%，均滿足道路設計規(guī)范的標準要求。

該項目對摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度以及橫向力系數(shù)進行分析，了解該瀝青路面的抗滑性能，從而為公路的安全運行提供科學依據(jù)。在檢測流程中，將500m作為基礎單元設定檢測站點。所有操作均嚴格遵循既定標準與規(guī)范。針對具體3項指標進行全面檢測與計算，最終獲取各項指標的平均數(shù)值。

2.2 擺式摩擦系數(shù)試驗

試驗時，在測試路段選擇具有代表性的測點，每個測點的面積應不小于30cm×30cm，應避免測點在路面有明顯缺陷或污染的位置。首先，將擺式摩擦系數(shù)測定儀穩(wěn)固地放置在指定測點，保證擺錘呈自然下垂姿態(tài)。其次，釋放擺錘，使其自由下落并觸碰地面，在地面上滑行一段特定的距離，記錄擺錘擺動的頻率與幅度[2]。為了保證試驗結(jié)果的可靠性和精確性，在不同的道路段實施多輪測量。再次，識別并排除異常數(shù)據(jù)點，最后，通過計算剩余數(shù)據(jù)的平均值來確定最終的擺式摩擦系數(shù)。擺式摩擦系數(shù)（BPN）的計算過程如公式（1）所示。

（1）

式中：F為擺錘在路面滑動時所受的摩擦力；W為垂直力。

2.3 構(gòu)造深度試驗

以公路路面檢測規(guī)程要求為準，使用鋪砂法對該瀝青路面構(gòu)造深度進行檢測，鋪砂法是一種較為傳統(tǒng)且操作相對簡單的試驗方法[3]。具體步驟：首先，將一定體積的標準砂均勻地鋪撒在測試路面上，形成一個圓形的砂堆。其次，量取砂堆的直徑，據(jù)此進行計算，確定砂鋪設區(qū)域的面積。最后，基于所用砂的體積與鋪設區(qū)域的面積，計算道路的構(gòu)造深度。鋪砂法中構(gòu)造深度（TD）的計算過程如公式（2）所示。

（2）

式中：V為使用標準砂的體積；D為砂堆的平均直徑。

2.4 橫向力系數(shù)試驗

當對橫向力系數(shù)進行試驗時，橫向力系數(shù)測定車輛沿指定路線，用設定速率平穩(wěn)行進。在行駛過程中，輪胎與路面接觸時會產(chǎn)生橫向力[4]。為監(jiān)測這個動態(tài)作用力，須在車輛上配備高精度傳感器，實時測量橫向力，并準確記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)測量橫向力數(shù)據(jù)，并綜合考量特定車輛的各項指標，應用特定的計算公式，計算橫向力系數(shù)。在試驗過程中，需要嚴格控制測定車的行駛速度、輪胎壓力等參數(shù)，保證其符合相關規(guī)范和標準的要求。同時，要對測定車進行定期維護和校準，保證傳感器的精度和設備的正常運行。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 擺式摩擦系數(shù)分析

對各路段的擺式摩擦系數(shù)進行檢測，得到一系列數(shù)據(jù)。以下將對這些檢測結(jié)果進行分析和討論。擺式摩擦系數(shù)檢測數(shù)據(jù)見表1，不同檢測段的擺式摩擦系數(shù)變化曲線如圖1所示。

由表1和圖1可知，對各路段擺式摩擦系數(shù)的檢測數(shù)據(jù)進行綜合分析，整體來看，各路段的擺式摩擦系數(shù)平均值為57.5～64。其中，1號路段平均值為57.5，相對較低，9號路段平均值達到64，表現(xiàn)較為突出。該試驗路段已通車多年，其抗滑擺值顯著高于標準范圍，表明該瀝青路面的抗滑性能優(yōu)越。經(jīng)觀察，路面左幅的抗滑性能指標均低于右幅。主要原因是路面左側(cè)通行的主要為重型車輛，長時間承受此類高負載的影響，導致左側(cè)路面的摩擦系數(shù)下降，使其抗滑性能相對較差。例如2號路段，左幅擺值59，右幅62，4號路段，左幅59，右幅63。這種左右幅的差異在多個路段均有體現(xiàn)。后續(xù)須針對這種情況，采取針對性措施，例如加強左幅路面維護與修復，提高整體路面的抗滑性能，保障行車安全。

3.2 構(gòu)造深度分析

在對擺式摩擦系數(shù)檢測數(shù)據(jù)進行深入剖析后，再對該路面的構(gòu)造深度進行分析，構(gòu)造深度檢測結(jié)果見表2，不同檢測段的構(gòu)造深度變化曲線如圖2所示。

從表2和圖2的構(gòu)造深度檢測結(jié)果來看，各路段的構(gòu)造深度平均值在0.56～0.66。該路段的構(gòu)造深度檢測均值大約為0.62，總體表現(xiàn)優(yōu)秀，說明其抗滑特性符合標準。同時，左幅路面的構(gòu)造深度普遍小于右幅，與路面抗滑擺值的檢測結(jié)果呈現(xiàn)一致的趨勢。各路段構(gòu)造深度存在一定差異，這種差異或許還與施工時材料的攤鋪均勻程度、不同路段的交通流量差異以及后期養(yǎng)護的側(cè)重不同等因素有關。

3.3 橫向力系數(shù)分析

在對構(gòu)造深度和擺式摩擦系數(shù)進行分析工作后，再分析橫向力系數(shù)，表3為橫向力系數(shù)檢測數(shù)據(jù)結(jié)果，不同檢測段的橫向摩擦系數(shù)變化曲線如圖3所示。

從表3和圖3的橫向力系數(shù)檢測數(shù)據(jù)結(jié)果可知，各路段的橫向力系數(shù)平均值在46.8～53.3，該瀝青路面具備優(yōu)秀的抗滑性能。同時，橫向力系數(shù)在路面的右側(cè)普遍高于左側(cè)，這種現(xiàn)象與構(gòu)造深度及抗滑擺值的測試結(jié)果呈現(xiàn)一致性。

4 提高瀝青路面抗滑性能的主要措施

在對公路瀝青路面抗滑性能的檢測結(jié)果進行詳細分析后，發(fā)現(xiàn)該路段左幅的抗滑性能普遍弱于右幅。因此，須重點探討提高瀝青路面抗滑性能的主要措施，為改善路面狀況提供切實可行的方案。

4.1 修復前的路面狀況評估

在進行修復工作前，須評估全面的路面狀況。包括對道路損害的種類、嚴重性及其分布區(qū)域。例如，評估裂縫的深度與寬度、測量車轍的深度與覆蓋面積、識別并量化剝落區(qū)域及其尺寸、確定坑槽的位置與大小等。同時，評估路面的抗滑能力，具體包括構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)以及橫向力系數(shù)等關鍵指標。根據(jù)這些評估結(jié)果，可以清晰地識別導致路面抗滑性能降低的關鍵因素以及需要優(yōu)先修復的區(qū)域，從而為后續(xù)制定精確且有效的修復策略提供堅實的參考基礎。

4.2 合理選擇修復材料

優(yōu)先考慮高黏性及彈性恢復性能好的瀝青，顯著提高瀝青與骨料間的結(jié)合強度，提高路面的整體穩(wěn)定性與抗滑能力。骨料優(yōu)先選用粗糙、多棱角且硬度較高的骨料，增加路面的微觀和宏觀紋理，提高摩擦力。此外，在修復材料中添加適當?shù)目箘兟鋭?、纖維等添加劑，可以改善瀝青與骨料的黏附性，提高混合料的耐久性和抗滑性能。

4.3 優(yōu)化修復施工工藝

優(yōu)化修復施工工藝提高瀝青路面抗滑性能包括以下關鍵要點。須對損壞嚴重的路面層進行銑刨，應根據(jù)損壞程度控制銑刨深度[5]。例如損壞深度在5cm以上的位置，銑刨深度應達到6cm左右，且要徹底清理銑刨面的雜物和灰塵，保證面積不小于10m2的銑刨面整潔，使新舊材料良好結(jié)合。

在攤鋪和壓實環(huán)節(jié)，采用合適的攤鋪設備和工藝，保證修復層的均勻性和平整度[6]。應將攤鋪速度控制在2m/min～

3m/min，保證厚度誤差不超過5mm。在壓實過程中，將壓實溫度嚴格控制在130℃～150℃、壓實遍數(shù)不少于6遍、速度保持在2km/h～4km/h，保證修復層達到足夠的密實度，有效提高抗滑性能。此外，施工接縫處理至關重要，要妥善處理施工中的接縫，保證接縫處的高差不超過3mm，平整度誤差在5mm以內(nèi)，避免出現(xiàn)高差和不平整，以免影響路面的抗滑效果。

4.4 表面處理技術(shù)應用

需要在修復后的路面表面進行微表處理，鋪設厚度為10～15mm，能夠有效填充寬度小于5mm的微小裂縫和孔隙，使路面粗糙度增加約20%，顯著提高抗滑性能。并使用刻槽和拉毛技術(shù)，通過機械刻槽或拉毛的方式，在路面表面形成深度約3～5mm、間距15～20mm的規(guī)則紋理，可使輪胎與路面的摩擦力提高30%左右。使用霧封層材料能夠封閉寬度小于3mm的路面微小裂縫，同時恢復路面微觀紋理，使抗滑性能改善約15%。

4.5 加強施工質(zhì)量控制

在施工過程中，需要對瀝青的針入度及軟化點等指標、骨料級配、含泥量等參數(shù)以及添加劑的成分和含量等進行質(zhì)量檢測。例如，應將瀝青針入度偏差控制在設計值的±0.1mm以內(nèi)，骨料含泥量不得超過1%，保證其符合設計要求。在施工過程監(jiān)控方面，實時監(jiān)測施工溫度、壓實度等關鍵參數(shù)。施工溫度應保持在特定范圍內(nèi)，壓實度應達到設計值的98%以上，通過實時監(jiān)控保證正確執(zhí)行施工工藝。在施工完成后，及時對路面的抗滑性能（例如摩擦系數(shù)不低于0.5、平整度偏差不超過3mm）等指標進行檢測。若發(fā)現(xiàn)不滿足要求的情況，則應立即采取整改措施，例如重新攤鋪、補充壓實等，保證路面質(zhì)量和抗滑性能。

5 結(jié)論

本研究對某公路瀝青路面抗滑性能進行了分析，得出以下主要結(jié)論。1）該公路各路段的擺式摩擦系數(shù)平均值在57.5～64，構(gòu)造深度平均值在0.56～0.66，橫向力系數(shù)平均值在46.8～53.3，整體抗滑性能良好，但路面左幅的抗滑性能普遍弱于右幅。2）在提高瀝青路面抗滑性能的措施中，修復前須全面評估路面狀況，為后續(xù)方案制定提供依據(jù)。合理選擇修復材料，例如高黏性瀝青、優(yōu)質(zhì)骨料和添加劑，可提高路面性能。優(yōu)化修復施工工藝，包括精確銑刨、恰當攤鋪壓實和妥善處理接縫，能增強抗滑效果。應用表面處理技術(shù)（例如微表處、刻槽拉毛和霧封層），可改善抗滑性能。加強施工質(zhì)量控制，嚴格檢測材料質(zhì)量、監(jiān)控施工過程和對修復后性能進行檢測，能保證路面質(zhì)量。

參考文獻

[1] 陳濤，劉睿.公路半剛性基層瀝青路面施工技術(shù)[J].汽車周刊，2024（9）：95-97.

[2] 王昀.公路瀝青路面施工中超黏精罩面的應用[J].交通世界，2024（21）：63-65.

[3] 毛川.瀝青路面的抗滑性能影響因素研究[J].運輸經(jīng)理世界，2023（12）：25-27.

[4] 王曦光.瀝青路面路表溫度與橫向力系數(shù)的相關關系研究[J].北方交通，2024（4）：72-74.

[5] 鄧濤，魏艷萍.NRP無車轍（維修）瀝青路面技術(shù)在平交路口維修中的應用[J].運輸經(jīng)理世界，2024（22）：128-130.

[6] 莊昌明.市政道路瀝青路面平整度施工質(zhì)量控制研究[J].黑龍江科學，2024，15（14）：142-145.