關(guān)于瀝青路面抗滑性能的探討

張玉梅

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司機(jī)械化分公司)

1 瀝青路面抗滑性能的影響因素

1.1 路面因素

路面的材料等因素會影響車輛與路面的摩擦力大小，路面縱向的不平整可以通過波幅以及波長表現(xiàn)出來。通過圖1，我們可以看出在波長不同的情況下，路面性能也會有較大的差別，如果波長小于0.5 mm，路面稱為微觀構(gòu)造，此時，路表面的摩擦系數(shù)較好，能夠為車輛提高較好的附著力，發(fā)生交通事故的概率相對較小;當(dāng)波長處于0.5 ～50 mm 的范圍時，這種路面為粗構(gòu)造，此時，路面的特征是具有刻著的條紋或者拉毛等措施，來為道路的排水提供一個較好的途徑，這樣一來，就算是雨天，路面的也不會太過于濕滑;波長50 mm～50 m 范圍的道路往往是不平整的道路，這種路表稱為宏觀構(gòu)造，它的出現(xiàn)是因為道路材料選擇不適當(dāng)或者施工方法錯誤等人為因素引起的;粗構(gòu)造或者宏觀構(gòu)造的路表會使車輛行駛過程中，輪胎發(fā)出較大的噪聲，此外因為道路的不平，會讓車輛的行駛舒適性大大降低，對車輛的各種機(jī)構(gòu)性能也會產(chǎn)生損害，因此，必須采取措施盡量減少這兩種道路路面的出現(xiàn)。

1.2 車輛輪胎等的因素

(1)輪胎。輪胎的材質(zhì)、表面的條紋類型等都會對接觸面的正壓力產(chǎn)生影響，從而影響摩擦力的大小。通常卡車的剎車的距離是小汽車的兩倍，這主要跟輪胎的材質(zhì)有關(guān)系，此外還跟二者的負(fù)載有關(guān)系，當(dāng)車輛負(fù)載較大，會導(dǎo)致輪胎與路面的接觸面積增大，從而摩擦力減小，車輛減速行駛時，輪胎處產(chǎn)生的高溫也會對摩擦力有較大的影響，因為溫度的提高會影響到摩擦系數(shù)，在荷載不變的情況下，如果增大輪胎的氣壓，會讓接觸面積減小，從而提高摩擦力，這對于車輛的快速減速有很大的幫助。

(2)行車速度。如果路面較為潮濕，那么輪胎與路面的摩擦系數(shù)的主要影響因素就是車輛行駛速度。根據(jù)物理學(xué)原理我們知道，摩擦系數(shù)隨著車輛速度的提高而降低，因此，為了防止安全事故的發(fā)生，應(yīng)該對潮濕的路面的行車進(jìn)行高度重視。

1.3 氣候環(huán)境

(1)季節(jié)性因素。摩擦系數(shù)跟溫度有著重要的關(guān)聯(lián)，季節(jié)的變化導(dǎo)致溫度差的存在，從而影響了路表的摩擦力大小，有很多的數(shù)據(jù)表明，輪胎與路面的摩擦力大小，冬季整體性均值最高，夏季最低，春季和秋季處于二者之間，這就表明了季節(jié)性的溫度差異對摩擦系數(shù)的影響。環(huán)境也會影響到摩擦系數(shù)，主要跟雨雪天氣導(dǎo)致的路面積水以及路表污染物兩個因素有關(guān)。路表污染物主要有遺漏的汽油、泥土以及工業(yè)粉塵等，一旦遭遇雨雪天氣，這些污染物便會與水混合在一起，形成路表的油膜，此外，污染物堆積在路表，致使路面的排水能力嚴(yán)重下降，長此以往，對行車安全也會造成嚴(yán)重的影響。

(2)水膜。水膜的厚度受很多因素的影響，潮濕路面的水膜通常會超過3 mm，在橫坡或者不平衡的路段上，水膜的厚度往往比過渡段上的要厚許多。如果水膜的厚度超過一定的數(shù)值，車輛行駛過程中就可能產(chǎn)生漂移的現(xiàn)象，一旦發(fā)生了水漂，輪胎與路面的摩擦力接近于零，這對于車輛安全無疑產(chǎn)生了致命的影響。

2 AC－13、AC－16 瀝青材質(zhì)路面的防滑試驗分析

2.1 試驗路概況

鑒于目前我國的瀝青路面材料多少采用級配為AC－13及AC－16 的路面材料，因此在進(jìn)行試驗設(shè)計時則選取這兩種路面作為對比，根據(jù)實際應(yīng)用情況，選擇相應(yīng)的試驗路段進(jìn)行分別測試，需要注意的是為了保障試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，選取的路面最長通車時間不宜超過10年，測試的道路應(yīng)為于路面橫截面的外側(cè)輪跡帶，這樣有利于汽車荷載與路面之間有效面積的接觸，按照相關(guān)規(guī)程，應(yīng)用鋪砂法按照10 m 的間距進(jìn)行布三個點，經(jīng)多次往復(fù)碾壓，改三個點的平均值則為該路段的平均摩擦系數(shù)值。

2.2 速度

對AC－13 路面與AC －16 路面進(jìn)行分別測試，發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)在同一基準(zhǔn)點的位置，三次測試的數(shù)值相差不大，數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，當(dāng)速度不同時則可取3 次讀數(shù)的平均值。取最高速度為90 km/h，試驗可知，當(dāng)車輛速度為20 ～80 km/h時，數(shù)據(jù)相對比較穩(wěn)定，如下圖所示。根據(jù)圖1，AC －13 路面與AC－16 路面的摩擦系數(shù)走勢近似，都是與速度成反比，當(dāng)速度增加時系數(shù)變小。

2.3 路齡

瀝青路面投入使用后，隨著瀝青的老化、外界環(huán)境的干擾，車輛的摩擦系數(shù)必然隨著時間的增長而發(fā)生一定的變化，為此對同等條件下AC－13 與AC－16 瀝青路面，在路齡不同時其使用情況的摩擦系數(shù)進(jìn)行調(diào)查測試，測試的結(jié)果如圖所示。從圖1－3 中可以看到，AC－13 和AC－16 路面摩擦系數(shù)隨著路齡的增大而變小，且AC－13 路面自第2年至第5年的下降趨勢明顯，幾乎按照線性分布，摩擦系數(shù)從0.48 下降到0.36;AC－16路面分別測得1、2、3、4年的摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)，分析可知，其第2年到第3年的下降率大約為9.75%，第3年到第4年的摩擦系數(shù)下降率為1.05%，總體呈現(xiàn)下降趨勢。

圖1 摩擦系數(shù)與速度變化趨勢

圖2 AC－13 路面

圖3 AC－16 路面

摩擦系數(shù)隨著時間的推移而下降，究其原因，一方面，測試時間的選擇對測定系數(shù)數(shù)值具有很大的影響。當(dāng)瀝青路面鋪筑結(jié)束尚未投入使用時，瀝青路面上由于瀝青的天然特性會形成一種瀝青薄膜結(jié)構(gòu)，這種薄膜結(jié)構(gòu)較為光滑，摩擦系數(shù)差。當(dāng)路面通車后，隨著汽車車輪對路面的不斷磨耗，原有的瀝青薄膜將會磨損掉，瀝青路面的摩擦系數(shù)值明顯增大，但是隨著時間的進(jìn)一步推移，該系數(shù)又會慢慢顯小，年降低幅度在20%左右，通車2年內(nèi)最終形成一個較為穩(wěn)定的摩擦系數(shù)值，不再發(fā)生較大的變化，此時對摩擦系數(shù)測量值可以代表路面摩擦系數(shù)的真實測量值，也表征著路面的抗滑能力。，路面摩擦系數(shù)的測量不但是針對新建公路的，對于已建公路也需要定期進(jìn)行測量，定量定性分析，保障路面的各項性能指標(biāo)滿足通車要求。

3 瀝青路面的防滑建議

瀝青的選擇是非常重要的，應(yīng)根據(jù)實際工程情況確定瀝青種類的選擇，并嚴(yán)格控制瀝青使用量。在選取礦料時應(yīng)選取棱角分明、堅硬耐磨的材料，通過科學(xué)合理的級配分布控制粗集料與細(xì)集料、礦粉的百分比。高速公路中車輛的行車速度大，車輛運(yùn)動慣性非常大，在遇到緊急情況剎車時對路面抗滑能力要求很高，所以一般采用的SMA、AK、SAC 骨架結(jié)構(gòu)，油石比也是需要嚴(yán)格控制的因素，油石比過低則集料之間的粘結(jié)程度不好，容易在車輛的碾壓下發(fā)生散落，不利于車輛抗滑，油石比過高時，瀝青將泛油，降低了路面的抗摩擦系數(shù)。

4 結(jié) 語

瀝青路面抗滑性能是保障公路特別高等級公路安全、舒適、高速行駛的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。不斷優(yōu)化創(chuàng)新目前瀝青路面抗滑技術(shù)是提高路面抗滑能力的客觀需要，在進(jìn)行道路建設(shè)時應(yīng)認(rèn)識到路面抗滑能力的重要性，探索出好的施工方法、結(jié)構(gòu)材料，保障路面的抗滑性能滿足要求。

［1］張玉強(qiáng)，袁業(yè)帥. 高速公路瀝青路面抗滑表層的性能分析［J］.科學(xué)之友，2008，(12):18 －21.

［2］張新天. 瀝青路面抗滑表層構(gòu)造特征及其影響分析［J］.北京建筑工程學(xué)報，2005，(9):33 －36.