丙烯酸防滑罩面在蘭海高速公路的應用

陳海榮

摘要：彩色防滑罩面是在現有的路面結構上，通過涂刷樹脂膠粘劑將骨料與路面結構相結合形成的，可利用自身涂料顏色向司機發出警示信號，觸動人為能動意識;斷級配高磨耗骨料表面擁有較好的宏觀構造深度和微觀紋理，能夠提高路面的抗滑能力。文章通過丙烯酸彩色防滑罩面在蘭海高速公路上行線K2031+300～700段的應用實踐，分析得出結論：丙烯酸彩色防滑罩面提高了路面抗滑性能，有效地降低了事故率，保護了司乘人員的生命財產安全，并節約了施工成本和時間，是預防和控制道路交通事故的有效手段，為沿海高速公路解決道路事故多發路段安全隱患提供了良好的技術借鑒。

關鍵詞：抗滑;丙烯酸防滑罩面;水膜;交通事故

0 引言

目前主要常見的彩色路面有四種類型：（1）彩色瀝青混合混凝土;（2）乳化彩色瀝青稀漿封層;（3）彩色水泥灌漿;（4）薄層彩色防滑罩面。前三種類型主是增加路面不同的色彩視覺效果，而薄層彩色防滑罩面主要是加強防滑性能和警示作用。施工原理不一樣，前三種路面是將彩色的材料直接混入或注入路面結構中，使路面結構產生色彩;薄層彩色防滑罩面則是在現有的路面結構上，涂刷彩色粘結劑，在表面形成彩色。薄層彩色防滑罩面目前應用較多，主要在下坡路段、彎道處、隧道進出口以及高速公路收費站出入口等交通事故多發地段廣泛應用，起到了很好的安全警示和防滑作用。

1 工程背景

蘭海高速公路南寧南至南間段改擴建工程2015年年底完成交工，雙向八車道（單幅路面寬度為18.75m）瀝青混凝土結構。K2028+332～K2033+725上行線5393m為連續下坡路段，由多段不同坡率的豎曲線及平曲線組成，見表1～2。

公路線型設計符合《公路路線設計規范》2006版和2017版相關的最大縱坡和曲線極限半徑要求;瀝青路面平整度、抗滑指標和車轍檢測符合《公路工程質量檢驗評定標準》2012版和2017版。經不完全統計，自2015年改擴建后通車至2016年9月，該路面發生道路交通事故37起，其中K2030+920～K2032+025段出現34起，給社會帶來不良影響。

2 原因分析

經管理單位和設計專家對道路線形設計參數分析，發現在K2030+920～K2031+667存在一段“雙零”坡度的路段，即路面在縱橫方向的坡率均為零。由于零坡率路段的存在，雨天路表面積水無法短時快速排除，形成不同厚度的水膜。輪胎表面濕滑，無法直接與路面接觸，降低路表面抗滑性能。車輛經過2587m的連續下坡，速度不斷增快，進入K2030+920～K2031+667“零”坡度路段時，處于滑移失控狀態。在K2031+667～K2032+025縱橫向均為3%的急彎下坡路段，由于“滑槽上揚”效應，在K2031+667下坡附近脫離路面，失去控制從而發生交通事故。在K2030+920～K2032+025段發生34起交通事故中，有26起事故是在K2031+667～K2031+800，進一步證明了“滑槽上揚”效應。如果K2030+920～K2031+667有足夠長的距離或為縱向上坡路段，對連續下坡產生加速動能進行消減，將消除“滑槽上揚”效應。見圖1。

3 方案比選

基于現場道路存在的問題，提出四個治理方案：

方案一：刻槽排水，在路面上開鑿橫向槽，排除路表面積水。根據年均降雨量設置水槽的密度和樣式，理論上可以達到消除隱患的目的。橫向排水槽坡率較小，容易堆積泥砂堵塞。路面開槽，破壞了瀝青路面結構，影響結構的穩定和耐久性。橫向開槽同時影響行車舒適性。

方案二：改造道路線型設計。對道路進行重新設計，改變現有道路線型，需對較長路基和路面進行重新建設或重新選線，工程量和投資量較大，同時社會影響不良。

方案三：采用排水路面結構。銑刨上層路面，將零坡度路段選用PAC單向排水高粘瀝青混凝土進行鋪筑路面，工程量小，但在高速公路上的應用和試驗較少。

方案四：采用彩色防滑罩面。對重點路段鋪設薄層彩色防滑罩面，通過色彩警示司機進行人為減速，高磨耗骨料提高抗滑性能，從而降低事故發生概率。

通過改造施工的經濟性、技術難度和社會影響性等方面進行分析可知，薄層彩色防滑罩面為最適合的方案。見下頁表3。

4 性能試驗

彩色防滑罩面是在現有的路面結構上，通過涂刷樹脂膠粘劑將骨料與路面結構相結合形成的，可利用自身涂料顏色向司機發出警示信號，觸動人為能動意識;表面骨料具有耐磨性高（最小磨光值為70）、硬度高（莫氏硬度>6）、斷級配（集中在1.18～3.35mm之間）等特點，能夠增加路表面的宏觀構造深度和微觀紋理，從而提高路面的抗滑能力。同時，斷級配的骨料能有效地防止水膜的出現，增加輪胎與路面的接觸面積和輪胎的抓地能力。

常見的彩色防滑罩面基料為雙組分，包含主劑、固化劑。在常溫下基料主劑與固化劑通過一定的配合比進行混合攪拌形成基料。樹脂和聚氨酯的比例含量將直接影響基料的強度和耐久性，固化劑的主要作用是控制基料的凝固時間，進而影響施工和保養時間。防滑罩面施工有兩種施工方式，且效果不一樣。方法一是先在路面涂刷基料，然后進行骨料的灑布。該方法施工方便，骨料與路面是單層粘結，骨料之間未形成結構，后期容易脫離，[JP+1]影響防滑和視覺效果。方法二是基料和骨料混合均勻，進行一次性攤鋪。骨料被基料完全包裹，骨料間有基料進行填充，保證骨料與路面間有足夠的膠粘劑，防止骨料自由脫落。需要控制好每次攪拌的配合比和施工時間，否則影響路面的平整度，但后期脫落少，抗滑效果良好。

綜合考慮道路的安全性、耐久性和施工成本，K2031+300～700彩色防滑路面選用丙烯酸作為基料，采用混合再攤鋪的施工方法。為了確定最佳配合比，在室內做不同配合比的浸水、腐蝕、低溫抗裂、脆性強度和拉拔等試驗，發現固化的混合料強度高、耐水性好，在水中浸24h無異常現象;耐堿性好，在氫氧化鈣飽和溶液中浸24h無異常現象;低溫抗裂性好，在-10℃保持4h，室溫放置4h為一個循環，連續做三個循環后無裂紋;耐候性好，人工加速老化試驗后，試板涂層不產生龜裂、剝落。但脆性較差，受沖擊力易斷裂。最終得到丙烯酸：骨料（質量比）=0.85∶1為最佳配合比。因此，丙烯酸彩色防滑路面攤鋪層不能太厚，2～4mm厚度最佳。<2mm骨料無法與原路面有效地粘結，>4mm容易發生脆性破壞。施工過程中，通過控制質量在3kg/m2來實現厚度標準。施工完保養3～5h，待混合物完全凝固成型并具有強度后，即可開放交通。

5 工程施工及效果

2016-09-16日對K2031+300～700上行線進行彩色防滑罩面施工，并完善相關排水系統。

自開放交通后至2016年年底，K2031+667～K2031+800僅出現3起交通事故，事故發生率直線式下降。截至2020年經過連續三年觀測使用，彩色防滑罩面受高溫多雨氣候和行車摩擦影響，路面表面顏色由原來的黃色逐漸老化衰變成暗黃，未出現大面積的脫落或開裂損壞。K2028+332～K2033+725上行線段交通事故發生率逐年下降（見圖2），達到正常路段狀態。

根據歷年來的委托檢測和自檢數據分析，彩色防滑罩面抗滑性雖有下降，但趨于穩定狀態。見表4。

防滑罩面的使用性能和壽命主要取決于丙烯酸的品質、骨料的硬度和級配以及施工配合比，施工現場質量控制是關鍵。丙烯酸彩色防滑罩面，具有施工便捷、色牢度相對穩定、耐久性好、性價比高的特點，尤其是抗滑性能突出，在提高路面抗滑性能方面效果顯著。丙烯酸彩色防滑罩面具有良好的封水效果和粘結力，但脆性較差，如原路面結構不穩定（如車轍、松散、裂縫）容易造成罩面層損壞脫落。

6 結語

丙烯酸彩色防滑罩面在蘭海高速公路應用實踐后，通過提高路面抗滑性能，有效地降低事故率，保護司乘人員的生命財產安全，不斷滿足人們美好出行的向往;同時節約了施工成本和時間，是預防和控制道路交通事故的有效手段，為沿海高速解決道路事故多發路段安全隱患提供了良好的技術借鑒。丙烯酸防滑罩面具有一定的警示作用，向司機傳遞一種警惕性，需充分考慮實施長度和實際地形，才能取得良好的效果。

參考文獻：

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