薄層抗滑鋪裝材料在道路工程中的應用

趙 冉

（山西省交通規劃勘察設計院有限公司，山西 太原 030032）

1 工程概況

臨汾市河西新城XZ公路段為城市次干路，設計行駛車速小于等于80 km/h，預計使用年限20 a，依據《公路瀝青路面設計規范》（JTG 050—2017）進行路面結構設計，道路雨水排水暴雨重現期按3 a設計。橫斷面為四幅式，人行道+非機動車行車道+綠化帶+機動車行車道+綠化帶+機動車行車道+綠化帶+非機動車道+人行道為4.0 m+5.0 m+4.0 m+14.5 m+8.5 m+14.5 m+4.0 m+5.0 m+4.0 m。行車道路拱橫坡1.5%，非機動車行車道和人行道反向橫坡分別為1.5%和2.5%。車行道為瀝青混凝土路面結構，由上至下分別為5 cm厚中粒徑瀝青混凝土面層、8 cm厚粗粒徑瀝青混凝土面層、35 cm水泥穩定碎石基層、19 cm厚水泥穩定碎石基層及20 cm厚級配砂礫石墊層。XZ公路段道路右幅為長大下坡路段，為增強路面抗滑系數，有效縮短剎車制動距離，在道路面層增設薄層抗滑鋪裝。

2 薄層抗滑鋪裝材料概述

2.1 抗滑磨耗層抗滑原理

路面抗滑性能受到路表面粗糙程度、濕潤程度及行車速度等的綜合影響。路表面細部構造是集料表明粗糙程度的反映，并隨行駛車輛反復磨耗而逐漸失去棱角，細部構造在行車速度小于等于50 km/h時是影響路面抗滑性能的關鍵性指標。當車速大于50 km/h時，影響路面抗滑性能的則主要是路面粗部構造[1]。路面薄層抗滑鋪裝結構層由耐磨碎石層、薄層抗滑鋪裝材料層、樹脂黏接層、原路面層構成（圖1），薄層抗滑磨耗層主要運用硬度較高的單粒徑石料均勻鋪設于樹脂黏接料上，既提升了路面薄層抗滑鋪裝結構層磨耗力，又增大了路表面層構造深度。

圖1 路面薄層抗滑鋪裝結構層示意圖

2.2 薄層抗滑鋪裝材料的應用范圍

薄層抗滑鋪裝材料對于長大下坡、急彎陡坡、視距不良、隧道出入口等道路路段路面抗滑及警示均較為適用。

2.2.1 長大下坡路段

根據《城市道路工程設計規范》(CJJ 37—2012)對城市道路坡長的限制性規定，結合本文所研究的道路工程實際特點，僅考慮設計行車速度分別為80 km/h、60 km/h和40 km/h下長大下坡路段坡長的界定。

由表1可以看出，道路工程長大下坡路段坡長主要與設計行車速度和坡度有關，對于設計車速不足30 km/h的支岔路，坡長不做要求。河西新城XZ公路段長大下坡路段薄層抗滑鋪裝材料鋪裝方式、鋪裝長度及間距見表2，鋪裝起點設置在下坡路段陡變點處。

表1 長大下坡路段坡長界定標準

表2 長大下坡道路路段薄層抗滑材料鋪裝方式

表2中最不利的情況為行車速度80 km/h，坡度大于等于6%，鋪裝長度50 m，鋪裝層間距20 m，以該最不利情況為例進行長大下坡道路路段薄層抗滑材料鋪裝效果分析。正常車輛在80 km/h的行車速度及6%的坡度下，制動距離約80 m[2]，通過鋪設薄層抗滑鋪裝材料后的試驗路段試驗數據得知，鋪設薄層抗滑材料后制動距離將縮減為45～50 m。可見，在其余行車條件下，路面鋪設薄層抗滑材料后制動距離將更大幅度縮減。根據工程概況，河西新城XZ公路段長大下坡路段并未達到最不利行車情況，所以，河西新城XZ公路段長大下坡路段抗滑系數低，薄層抗滑鋪裝材料使用后能有效縮短剎車距離，達到實際交通狀況對安全行車的要求。

2.2.2 急彎陡坡及視距不良路段

《城市道路交通組織設計規范》（GB/T 36670—2018）將設計行車速度80 km/h，設超高圓曲線半徑不足250 m，不設超高圓曲線半徑不足600 m的道路歸為急彎陡坡路段[3]，尤其在雨雪等特殊天氣條件下此類路段路面濕滑、事故多發，從道路交通安全行車設計角度考慮，薄層抗滑材料的應用能起到一定的減速防滑作用。對于停車、會車視距過小的平面和縱斷面道路，立交橋及平面曲線內側的彎道、建筑物等阻礙視線，同時影響安全行車的路況都屬于視距不良路段，此類路段應用薄層抗滑材料同樣能起到較好的抗滑效果。

3 薄層抗滑鋪裝施工及質量控制

3.1 施工準備

河西新城XZ公路段路面薄層抗滑鋪裝材料施工前，先在半幅施工路段設置安全錐以及其他適用的施工警示標志。薄層抗滑磨耗層的施工質量及性能與道路工程原基面質量狀況直接相關，必須十分注重對原道路基面的處理，對于原道路瀝青基面，必須通過清掃車輛和人工徹底清除路面上的大小碎石、砂石和其他雜物，再用鋼刷反復清理路基表面，最后用鼓風機吹掃干凈路面殘留的灰塵；對于原道路混凝土基面應通過自動噴砂機噴砂處理，徹底去除松散的浮漿和路面油污。待路面達到設計規范所規定的潔凈度和干燥度后，在路面鋪撒黏接劑并檢驗其對路面的附著力，完成后，進行強度性方面的檢測[4]，按照《公路工程施工安全技術規范》（JTG F90—2015），原道路瀝青基面25℃抗拉拔強度大于0.5 MPa，原道路混凝土基面25℃抗拉拔強度大于1.0 MPa，全部指標均達設計規范后進行路面薄層抗滑鋪裝材料施工放樣。

3.2 薄層抗滑鋪裝材料的制備

薄層抗滑鋪裝黏結料由A、B組分組成，A組分材料主要是環氧樹脂，B組分材料為環氧固化劑，材料主要技術指標參照表3，材料出廠合格證和檢驗報告必須具備。

表3 薄層抗滑鋪裝材料主要技術指標

粗集料主要是粒徑大于4.75 mm的玄武巖耐磨碎石、白色煅燒所制石料、金剛砂和鐵鋼砂等，密度最小為2.5 g/cm3，含水量不大于1.8%，磨光值不小于45%，壓碎值最大為20%。細集料選用粒徑小于0.6 mm的玄武巖石料制砂，密度不小于2.5 g/cm3，含水量不大于2.0%。

將A、B組分材料充分混合后攪拌3～6 min直至均勻，再將玄武巖石料制砂細集料與摻和劑按1∶0.5的比例摻加，攪拌8～10 min制成環氧砂漿，并達到設計黏稠度。將所制成的環氧砂漿按設計厚度攤鋪，砂漿材料用量3.0～3.5 kg/m2，攤鋪厚度6～10 mm，攤鋪完畢后，撒布耐磨碎石于攤鋪面層之上，控制用量7～14 kg/m2，撒布厚度5～8 mm。薄層抗滑層施工結束后固化3～5 d，達到固化標準后清除掉表面未嵌入或正常脫落的多余石料。

3.3 施工質量控制

為保證河西新城XZ公路段薄層抗滑路面鋪裝施工質量，必須加強各道施工工序質量的檢驗及對整個施工過程的控制。施工開始前徹底檢查施工機械設備性能及運行的穩定性，施工過程中按規定進行各類原材料性能試驗及配合比設計結果檢驗，按照表面平整、密實、不泛油、無松散、無明顯離析，接縫平順緊密，路緣石與路面銜接平順，整個路面無積水的標準進行薄層抗滑路面施工外觀質量控制。施工結束后薄層抗滑鋪裝路面摩擦系數大于等于54，路面構造深度大于1.8 mm，并進行行車安全檢查。

4 結論

綜上所述，薄層抗滑鋪裝材料性能優良，施工簡便，防滑性高，能有效縮短剎車制動距離，發揮防側滑作用，此外，薄層抗滑鋪裝材料顏色鮮艷，能起到增強視覺的作用，相對于傳統的交通標志警示牌更加醒目。臨汾市河西新城XZ公路段建成通車后實際運行效果表明，車輛與道路接觸面摩擦系數顯著提高，剎車制動距離明顯減小，特殊路段車輪打滑及車輛行駛過程中潮濕路面濺水現象基本杜絕，道路行車安全性與舒適性顯著提高。