瀝青路面抗滑性能影響因素分析與改進措施

段 青 胡軍偉

0 引言

隨著高速公路在國家公路網中所占比例的逐年增大，現代交通的快速、重載、車輛渠化等特征日漸明顯，高速公路交通事故率盡管低于低等級公路和城市道路，但因車速高、汽車部件及駕駛員的疲勞駕駛、不良天氣原因等，高速公路的交通事故具有破壞車輛多，重大事故比例大的特點，這對行車安全性提出了更高的要求，提高瀝青路面抗滑能力、謀求最短的剎車制動距離(尤其是濕滑路面條件下)成為擺在道路科技和養管部門面前的一個迫在眉睫的任務。

1 路面抗滑性能不足的原因

1.1 路面礦料性能差

石灰巖屬堿性材料，同石油瀝青的粘附性能優于酸性礦料，大多數工程技術人員利用石灰與瀝青粘附力強的特點保證施工質量，因而多數采用石灰巖作為路面礦料。但石灰巖硬度低，耐磨性能差，用其修筑路面，抗滑性能難以保證，已建成的公路使用結果表明，石灰巖做礦料修筑的路面抗滑性較石英質巖類差。使用經驗表明，石灰巖做瀝青礦料的摩擦系數，隨時間基本成幾何級數衰減:對于二級路面，1年之內摩擦系數FB值已降至2/3，2年內約降至30，而花崗巖類的酸性石料基本上按指數規律變化，1年內FB只降至1/7左右，3年或4年后才為1/4，達到40左右，因而兩者衰減差距很懸殊。若一定用石灰巖等堿性礦料，那么應該采用技術措施加以彌補。總之作為路面表層礦料，不僅要從粘結力方面考慮，亦應考慮抗滑耐磨性能。

1.2 表層礦料規格偏小，瀝青用量偏大

目前道路路面施工中的瀝青表處和嵌入式路面，都為下大上小的嵌縫石料，路面表層用小石屑封面(3mm～5mm)，這些細料與瀝青粘結易形成致密的光面，保證不了路面的宏觀構造深度。目前二、三級路面的混合料表層也多成細粒式結構，抗滑性能低。另外，由于低標號瀝青低溫抗裂性差，因此在路面修建時多用較高標號瀝青，高標號瀝青雖然抗裂性能相對好，但由于粘度低，熱穩性差，容易泛油，用于路表往往形成致密油面，從而降低了路面抗滑能力。特別是采用層鋪法施工時用油量大，泛油更嚴重，更難保證路面的抗滑能力。

1.3 路面污染

現有瀝青路面多數為砂土質路肩，由于風吹和車帶泥土很易污染路面，影響路面的構造深度，雨天易形成一層潤滑膜。受污染的路面經測試摩擦系數可降低5～20。

1.4 養護不當

瀝青路面營運數年后，因瀝青老化而出現裂縫，對此病害需要進行治理。目前治理病害用油砂(石屑)噴撒封層，施工后車輪帶走很多石料，形成致密的光滑面，路面光平滑溜，雖然防滲能力提高，但行車安全性下降。局部修補時，大小石子填在坑中后，用行駛汽車碾壓，有的石料被拋在坑外，這種修補方式絕對不可能確保原來的抗滑性能。另外，由于部分瀝青路面的路肩為土路肩，風吹或車輪帶動等原因，泥土進入路中污染路面，影響路面的構造深度，雨天形成一層潤滑膜，以致容易發生交通事故。

2 提高路面抗滑性能的措施

2.1 選擇合適的材料

瀝青表面層中的集料直接承受車輪荷載的沖擊和磨損作用，集料或石屑的微觀粗糙度較好，顆粒的凸起部分就能穿透水膜和輪胎接觸，從而保證車輛行駛時路面的抗滑性能。為了保證表層集料的微觀粗糙度的耐久性，除需要滿足一般路面集料的技術要求外，還必須滿足石料磨光值、磨耗值和沖擊值的要求。

2.2 選擇能形成良好宏觀構造深度的結構

車輛在高速行駛時，路表有良好的宏觀紋理，可以使大量的雨水擴散，集料顆粒穿透車輪下形成的水墊和輪胎接觸，提供抗滑性能。而這種宏觀紋理的形成與表層的結構類型和集料級配有著重要的關系。

目前國內常用的提高路表抗滑性能的混合料類型主要有以下幾種:

1)采用改良的復合集料密級配瀝青混凝土。這種類型的混凝土比較密實，孔隙率介于6%～10%。但混凝土中粒徑在10mm以上的粗集料采用抗磨光的酸性石料，占總料量的30%～50%，細集料和礦粉仍采用堿性石灰巖，其特點是既可增加油石的抗剝落性，又可充分利用兩種石料抗磨耗能力的差值，使路面在不均勻的磨損情況下，獲得較長時間的抗滑效果。這種結構類型可以用馬歇爾試驗來確定穩定度、流值和最佳油石比，鋪筑厚度一般為2cm～4cm。

2)采用開級配多碎石瀝青混凝土。這種瀝青混凝土鋪筑的路面表層宏觀構造深度大，孔隙率在10%以上，碎石含量較多，可達55%～75%，但不能用馬歇爾試驗確定其穩定度和最佳油石比，需要憑經驗進行試拌試壓，一般油石比為3.8%～5.5%，可根據當地的氣候、交通量和所采用瀝青標號等條件確定具體數值。這種面層結構的特點是構造深度大，但透水，需在其下面鋪筑防水層，以防透水浸害路面底層。該路面表層鋪筑厚度一般為2cm～4cm。

3)采用在熱瀝青砂層上嵌壓抗滑石料。這種結構類型是把抗滑表層和密水層結合起來的一種特殊結構，施工方法是在下面層上鋪筑一層1.5cm厚的LH-5型砂粒式瀝青混凝土，然后用8 t壓路機輕壓1遍，趁熱將拌有2.0%～3.5%瀝青的10mm～15mm的熱抗滑石料均勻地撒布在瀝青砂上，用壓路機碾壓，使石料的1/2～3/4嵌入瀝青砂中，然后在嵌壓石料孔隙間撒布干砂，再用壓路機碾壓成型。這種結構類型的特點是宏觀構造深度大，抗滑石料用量少，這對缺少抗滑石料地區經濟效益顯著。但在施工中要注意各道工序必須緊密配合，趁熱進行。其鋪筑厚度一般為1.5cm ～2.0cm。

4)采用倒裝結構瀝青表面處治層。這種類型是將現行規范中表處路面最后一次嵌縫用封面料倒裝施工，下層采用粒徑3mm～5mm 的石灰巖石屑，用油量1.2 kg/m2～1.4 kg/m2，上層采用粒徑8mm～10mm的抗滑石料，用油量1.5 kg/m2～1.7 kg/m2，使抗滑石料壓入底層1/2～2/3。封面料可采用60%的酸性石料同40%的堿性石料摻配，以利用兩種石料的抗磨耗能力差值，獲得較長期的抗滑效果。這種結構的特點是:宏觀構造好，紋理深度大，抗滑石料用量少，施工簡便，造價低，可見度好，不眩目，其鋪筑厚度一般為1.5cm～2.0cm。

2.3 表面活性劑的應用

抗滑性能好的集料有耐磨的優點，但其中多數屬于酸性石料，同瀝青的粘結力相對來說不如堿性石料好。實驗證明粘附等級不低于3級的可以直接使用，如低于3級者，為提高其抗剝落性能，應摻加表面活性劑。

2.4 施工控制

1)平整度。抗滑表層平整度要求從基層抓起，對各結構層的最大不平整度限制如下:基層應小于10mm;上、下面層應小于5mm;抗滑表層應小于3mm。

2)對油石比和瀝青混合料施工溫度的控制。油石比要求誤差控制在±0.3%以內。瀝青混合料施工溫度要求:出廠溫度控制在140℃ ～160℃;攤鋪溫度應大于120℃;初壓溫度應大于100℃;終壓溫度應大于70℃。

3)接縫處理。在攤鋪混合料時，對接縫處要清除塌落或未充分壓實部分，以確保縫邊整齊順直，待涂刷粘層瀝青后再接著攤鋪新的混合料并碾壓。

4)對嵌壓式結構的施工要求。嵌壓式結構是在下面層上鋪筑一層厚1.5cm的砂粒式瀝青混凝土(LHS)，然后用8 t壓路機輕壓一遍，緊接著將拌有2%～3.5%瀝青的10mm～15mm的熱石屑，按6 kg/m2～8 kg/m2耐均勻撒鋪在瀝青砂上，趁熱用壓路機碾壓2遍，使石屑3/4嵌入瀝青砂中，然后撒上一層干砂，使其填滿石屑的空隙，再用12 t壓路機碾壓成型，待路面冷卻后即可開放交通。

對嵌壓式結構在施工中還應注意如下幾點:

a.各工序間要緊密配合，趁熱進行;

b.嵌壓石料要選擇磨光值大的均勻顆粒，拌勻后要趁熱運到工地;

c.瀝青砂要按照馬歇爾試驗指標控制用油量;

d.撒砂后應及時碾壓，使其通過砂來增強瀝青砂的壓實度，并能減少石屑被壓碎，減慢瀝青砂的降溫速度;

e.石屑要撒布均勻。

3 結語

通過選擇合適的材料，選擇能形成良好宏觀構造深度的結構，應用表面活性劑，加強施工控制來提高路面抗滑性能。

［1］ 曾永旺.提高低等級公路瀝青路面抗滑能力的技術措施［J］.湖南交通科技，2005(1):42-43.

［2］ 白鴻蓮.提高瀝青路面抗滑性能的措施［J］.山西交通科技，2003(3):31-32.

［3］ JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術規范［S］.