水泥混凝土路面防滑問題初探

趙鑫 陳北華

（三門峽市公路管理局，河南 三門峽 472000）

水泥混凝土路面防滑問題初探

趙鑫 陳北華

（三門峽市公路管理局，河南 三門峽 472000）

水泥混凝土路面具有承載力大、穩(wěn)定性好、使用壽命長、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，是高級(jí)重交通公路路面的重要型式之一。本文通過影響水泥混凝土路面防滑的主要因素的分析，著重對(duì)材料特征進(jìn)行了理論闡述，并提出了提高路面抗滑能力的技術(shù)措施。

水泥混凝土；路面防滑;宏觀構(gòu)造；問題探討

近年來，由于瀝青供應(yīng)不足，特別是重交通瀝青產(chǎn)量少、價(jià)格高，因此水泥混凝土路面發(fā)展很快，目前我省在建的重點(diǎn)公路工程都是水泥混凝土路面。但是需要指出的是水泥混凝土路面防滑問題，在目前還沒有引起足夠的重視，特別是在施工實(shí)踐上還缺乏深入細(xì)致的研究，這是水泥混凝土修建技術(shù)上的薄弱環(huán)節(jié)之一。為了達(dá)到提高水泥混凝土路面的抗滑能力，減少滑溜事故，增進(jìn)交通安全，應(yīng)該在水泥混凝土路面的防滑問題和施工實(shí)踐上做一探索。

1 水泥混凝土路面上影響抗滑的主要因素

大家都知道，路面的抗滑能力是由路面的微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造形成的，也就是說對(duì)抗滑力的影響實(shí)質(zhì)上是對(duì)微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造的影響。在水泥混凝土路面上影響這兩種構(gòu)造的因素有細(xì)集料、粗集料、表面整飾工藝和路面污染狀況等。而水泥混凝土的一個(gè)重要特點(diǎn)是表面構(gòu)造一經(jīng)形成很難改變，構(gòu)造的耐久性比其它任何類型路都好。但是從另一方面來講，一旦構(gòu)造喪失，恢復(fù)亦是相當(dāng)困難。正是由于這種特性，很多國家對(duì)混凝土路面修建時(shí)初始構(gòu)造的形成和保持從材料特性和施工工藝這兩方面進(jìn)行研究。

2 對(duì)材料特性的理論分析

微觀是由細(xì)集料和砂漿形成的，而細(xì)集料的抗磨光能力對(duì)路面的微觀構(gòu)造有直接的影響，不同混凝土品質(zhì)的細(xì)集料其影響幅度也不盡相同，為此近年的施工中特別強(qiáng)調(diào)了細(xì)集料的質(zhì)量問題。

水泥砂漿的磨光值是作為檢驗(yàn)微觀構(gòu)造的一個(gè)指標(biāo)。砂的細(xì)度對(duì)抗滑值有一定影響，砂越細(xì)，磨光值越大。砂漿含砂率對(duì)抗滑能力有一定的影響，含砂率越低磨光值越小。砂漿的抗壓強(qiáng)度對(duì)抗滑能力有著決定性的影響，通過實(shí)驗(yàn)表明，強(qiáng)度越高，耐磨性越強(qiáng)。而砂子的細(xì)度模數(shù)對(duì)磨耗有明顯的影響，一般來說，粗砂優(yōu)于細(xì)砂。路面抗磨耗能力越強(qiáng)，越能控制路表的宏觀構(gòu)造的衰減幅度。

通過對(duì)材料的分析，不難看出在施工中，對(duì)材料的質(zhì)量要求和加強(qiáng)施工管理，嚴(yán)格級(jí)配，控制砂子的細(xì)度模數(shù)和含泥量(規(guī)范要求含泥量小于3%，而哈大路施工中要求小于2%)，嚴(yán)格控制水灰比，加強(qiáng)初期養(yǎng)護(hù)等措施的必要性。

3 提高路面抗滑能力的技術(shù)措施

根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果分析，提高水泥混凝土路面抗滑能力的技術(shù)途徑主要有兩個(gè):一是確保材料(包括粗集料和細(xì)集料)的抗磨光和抗磨耗能力;二是通過各種不同的表面處理工藝，形成粗糙耐久的路面表面構(gòu)造，表面施工工藝(或整飾方法)有如下幾種:壓槽式、拉槽式、拉毛式、拉毛和拉槽組合式、裸露式和嵌屑式。其中，拉毛方法在通車一年多時(shí)間后仍保持較大的摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度值，且施工簡單、施工質(zhì)量易掌握、造價(jià)低，可在長陡坡等不良路段水泥混凝土路面施工中大量推廣使用；拉槽方法施工的路面外觀美觀，摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度值穩(wěn)定且也高于建議值，可用于縱坡超標(biāo)不多的路段。但造價(jià)較高。所以，經(jīng)濟(jì)條件較好地區(qū)可在合適路段使用；嵌屑方法在通車一年多時(shí)間后，仍有較大的摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度值，但造價(jià)較高且施工較麻煩。表面粗、欠美觀，但行車時(shí)有輕微震動(dòng)感，對(duì)司機(jī)又提示作用，可用于長陡坡最危險(xiǎn)路段。根據(jù)哈大路施工經(jīng)驗(yàn)，人工攤鋪、配備小型機(jī)具施工都采用拉毛和拉槽組合式，以上分析了抗滑是由微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造形成的，所以采用拉毛(形成微觀構(gòu)造)和拉槽(形成了宏觀構(gòu)造)的組合式施工工藝。自制的拉毛器，必須既有拉毛刷，又有拉槽齒。

這種施工工藝的適用性在于要有足夠的砂漿層，并且細(xì)集料要有足夠的抗磨光、耐磨能力。為了解決有足夠的砂漿層，目前采用底部加Φ6mm扒釘?shù)哪局普駬v梁進(jìn)行振搗，已解決這一問題。另外從混凝土的品質(zhì)入手解決耐磨耗的問題。同時(shí)拉槽構(gòu)造深度和間距也要適應(yīng)構(gòu)造的需要。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，事故路段和雨天事故路段的構(gòu)造深度均小于0.4mm。英國的研究認(rèn)為如果要求當(dāng)速度從50km/h提高到130km/h的時(shí)候，抗滑力降為零的話，新混凝土路面的構(gòu)造深度在0.8mm以上。當(dāng)構(gòu)造深度下降到0.5 mm時(shí)路面的摩擦系數(shù)的衰減將達(dá)到20%。法國的規(guī)范要求，鋪砂法實(shí)驗(yàn)的構(gòu)造深度大于60 km/h，則要求構(gòu)造深度大于1.5mm。目前我們規(guī)定的構(gòu)造深度在1.5~2mm，間距為1.5~2cm。為了防止單調(diào)的輪胎與路面噪音，現(xiàn)在多采用變間距拉槽方法。拉槽的方向一般是橫向的，研究表明，以橫坡和水流運(yùn)動(dòng)同方向拉槽是最有效的，但是在彎道上縱向拉槽有著良好的效果。

還有一種防滑、滲水的水泥混凝土路面鋪設(shè)方法，將配制的干硬性或特干硬性水泥混凝土攤鋪于路基上，經(jīng)機(jī)械壓制平整成路面再用常規(guī)養(yǎng)護(hù)方法養(yǎng)護(hù)成型。該方法鋪設(shè)的路面其表面粗糙能防滑，其內(nèi)部布滿著細(xì)小空隙能滲水，使路面不積水，尤其雨后轉(zhuǎn)晴時(shí)，路面易干燥。而且使路面下的地下水不斷得到補(bǔ)充，具有一定的環(huán)保價(jià)值。它工序少，節(jié)省人力、財(cái)力和時(shí)間，成本低。適用于公路、機(jī)場(chǎng)跑道、廣場(chǎng)等路面的鋪設(shè)，效果好，易推廣。

4 清除污染

提高路面抗滑能力路面的滑溜性污染是指由泥土等污染物引起的路面摩擦系數(shù)的下降。特別下雨時(shí)路面摩擦系數(shù)很小，滑溜狀況嚴(yán)重。用污染值的概念來定量表示路面受污染的嚴(yán)重程度:

式中:W-路面污染值;

F1-路面灑水但未清除污染時(shí)擺式儀的第一次測(cè)得值。它表示剛下雨時(shí)路面的滑溜狀況;

F-路面清洗干凈后5次平均值，它表示路面本身的抗滑能力。

從上式可以看出，如清除污染F1=F，W=0，也就是說，清除污染后，混凝土路面本身的抗滑特性才能發(fā)揮作用，否則即成為滑溜路面。目前哈大公路養(yǎng)護(hù)中，此項(xiàng)工作尤為重要。

5 路面干濕狀況對(duì)摩擦系數(shù)的影響

公路上“雨天路滑、謹(jǐn)慎駕駛”的標(biāo)志告訴人們，潮濕對(duì)路面抗滑力有很大影響。一般來說，路面的干燥摩擦系數(shù)都能滿足要求，只有在路面潮濕時(shí)才會(huì)發(fā)生因路面摩擦系數(shù)不足而引起的滑溜事故。通過定點(diǎn)觀測(cè)表明，水泥混凝土路面上的干、濕摩擦系數(shù)存在著如下相關(guān)關(guān)系:

式中:fS-潮濕狀態(tài)下的路面摩擦系數(shù);

fG-干燥狀態(tài)下的路面摩擦系數(shù)。

如果干燥狀況下的摩擦系數(shù)為0.5的話，潮濕狀況下的摩擦系數(shù)僅為0.27，為干燥的0.5倍。因此路面防滑問題在雨季尤為重要。

6 交通荷載對(duì)路面抗滑力的影響

由于交通荷載對(duì)路面抗滑力的影響有兩個(gè)方面:一是磨光作用，使微觀構(gòu)造衰減，糙面變光;二是磨耗作用，使宏觀構(gòu)造衰減，糙面變平。一般來說，新建的路面抗滑能力都能達(dá)到要求，正是由于交通荷載的磨光和磨耗作用，使得路面越來越滑。所以，應(yīng)對(duì)交通荷載與摩擦系數(shù)的衰變情況和構(gòu)造深度變化情況作進(jìn)一步的觀測(cè)研究工作。

水泥混凝土路面抗滑的主要矛盾不是微觀構(gòu)造，而是宏觀構(gòu)造，如果現(xiàn)有路面的構(gòu)造深度一般小于0.4mm，建議采用刻槽的方法加以解決，以保證行車安全。因此應(yīng)用構(gòu)造深度值作為檢驗(yàn)水泥混凝土路面抗滑性能的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，擺式儀測(cè)定值可作為參考指標(biāo)。

7 結(jié)束語

水泥混凝土路面防滑問題是一個(gè)涉及面較廣的領(lǐng)域，需要長期地努力來解決實(shí)際發(fā)生的問題。雖然水泥混凝土路面上影響抗滑的因素很多，但只要對(duì)路面材料特性的進(jìn)行詳細(xì)透徹的分析，加強(qiáng)路面抗滑能力的技術(shù)的研究，就可以提高水泥混凝土路面的抗滑能力，減少滑溜事故，增進(jìn)交通安全。

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[3]張旭.水泥砼路面防滑問題初探[J];黑龍江交通科技;1995年03期

[4]汪星宇.關(guān)于研究和制定路面防滑標(biāo)準(zhǔn)的建議[J];公路;1981年06期