高速公路路面抗滑表層施工技術應用探討

文／江西省現代路橋工程集團有限公司 黃煒 葉祺

關鍵字:高速公路；路面；抗滑表層施工；SBS 改性瀝青抗滑層

1 高速公路路面抗滑原理

相關研究和試驗結果顯示，影響公路路面抗滑性能的因素除了車輛本身性能外，還包括路面狀況、行車車速、路表特性等方面：①路表特性主要指與礦料性質和級配有關的路表粗構造和細構造兩個方面。粗構造是路表面和集料之間所形成的構造，粗構造對路面抗滑性能有決定性影響，對于公路表面積水，也主要通過粗構造迅速排出，并防止形成水膜，增強路面抗滑性；細構造則是公路集料表面的粗糙度，當行車速度≤50km/h 時，細構造在路表面抗滑性能方面就會起主要作用，當前國內高速公路建設方面一般用石料磨光值指標反映細集料抗磨光性能的高低[1]。②路面潮濕狀態下，水分滯留在路表面并可能形成水膜，影響車輪和路面的接觸并降低摩擦系數及路面抗滑性能；此外，摩擦系數還受溫度的影響，由圖1 可知，隨路面溫度的變化，摩擦系數的變動主要分為三個階段：路面溫度≥10℃時，摩擦系數隨溫度升高并無明顯變化，在20℃左右摩擦系數達最大值水平，且這一階段摩擦系數變動趨勢較為穩定；路面溫度在-5 ～10℃之間時，隨溫度下降摩擦系數下降趨勢十分明顯，并在-5℃左右達到最低水平；當路面溫度降至-5℃以下后，摩擦系數隨溫度降低反而有一定幅度的升高，但明顯低于溫度≥10℃時的取值水平。③行車速度通常與路面抗滑性能呈反向趨勢變動，所以低速行駛下的路面摩擦系數并必能代表路面摩擦系數的真實水平，為充分發揮路面結構抗滑性能，應嚴格控制車輛行駛速度。④路表面長期積累的灰塵、污垢，輪胎磨損產生的粉末、油污，車輪帶入的泥土等會在路面產生滑溜薄膜，降低路面抗滑性能，并引發交通事故。

在上述影響高速公路路面抗滑性能的諸多因素中，路表特性主要與公路路面自身性能有關，也是主要影響因素，本文以具體工程為例，主要研究SBS 改性瀝青路面抗滑表層施工技術應用后對合同路段路面抗滑性能增強的施工過程與具體效果。

圖1 摩擦系數與路面溫度的關系曲線

2 工程概況

X 高速公路是經交通部規劃的國道主干道重要路段，屬于全封閉全立交雙向四車道設計式高等級公路。在前期全面地形地質勘察的基礎上，公路全線按平原地區高速公路標準設計建設，路基寬28.5m，起訖里程K240+120 ～K255+178 段線路路面結構原按厚15cm 水穩風化料底基層+厚18cm 水穩碎石下基層+厚16cm 水穩碎石上基層+厚6cmAC-25Ⅰ粗粒式瀝青混凝土下面層+厚6cm AC-20Ⅰ中粒式瀝青混凝土中面層+厚4cmAK-16A 抗滑表層設計。按照原設計方案，路面面層為普通瀝青混凝土結構，考慮到路線所處地區為多雨氣候區，雨季時間長，降雨量大，所以對公路路面抗滑設計有較高要求，故將原設計方案改為“厚6cmAC-25 Ⅰ瀝青混凝土上面層+厚6cm AC-20Ⅰ瀝青混凝土中面層+厚4cm AK-13A SBS 改性瀝青混凝土抗滑表層設計”，通過改性瀝青的應用增強路面抗滑性能。SBS 改性瀝青混凝土抗滑表層具有較優的施工環境溫度適應性，可以在不加熱的情況下完全冷態施工，工后30min 即具有防侵蝕效果和抗滑性能，并能與混凝土結構牢固粘接，不吸水、不滲漏、高耐磨。

3 路面抗滑表層施工技術的應用

3.1 施工準備

對不同規格的集料應分開處理，并在不同料區設置隔墻，加強料場地面的硬化處理，使其具備良好的排水性能。通過裝載機逐層堆放集料，以減少集料離析，取料應先從向陽面開始，滾落的集料必須棄置?？紤]到本工程儲料場為露天料場，必須準備充足的塑料篷布用以覆蓋料堆，防止因降雨、曝曬等原因而導致集料含水量發生較大變化。尤其是細集料，若因保管不善導致其受潮，則會結團硬化而無法連續下料，甚至堵塞下料口。

3.2 瀝青儲運

改性瀝青在儲存和運輸方面對溫度的要求較高，其從拌和站運輸至施工現場后必須直接注入瀝青儲罐，溫度應不低于150℃。當天施工結束，應加滿瀝青儲罐，并盡可能減少瀝青混合料和空氣接觸的面積以防止老化。為保持瀝青混合料的均勻性，還應在儲罐頂部安裝攪拌器，并間隔3h 攪拌一次，拌和時間至少為20min[2]。為防止瀝青材料泵送至拌和機時堵塞拌和機過濾器網眼，應使用較大網眼的過濾器，并加強管線保溫，防止因溫度過低影響瀝青材料的流動性而引發網眼堵塞。

3.3 拌和、運輸

在生產混凝土材料時必須加強儲存和拌和溫度控制，以保證材料性能和施工質量。改性瀝青拌和溫度應至少為180℃，礦料加熱溫度應在200℃以上，但是溫度也并非越高越好，溫度過高會加速瀝青材料的老化并影響混合料質量。

為防止混凝土混合料在運輸過程中發生離析，應加強接料口高度控制，防止接料口設置過高并確保其在接料過程中能前后移動，使車廂內的混合料呈山字型堆積?；旌狭涎b載完畢后若過度塌落，則說明瀝青混合料含量或級配等方面不符合設計要求，必須及時檢查問題所在。

表1 混合料壓實度的檢測標準

3.4 攤鋪

在攤鋪施工開始前，必須徹底清掃作業面，并用鼓風機徹底吹除粉塵，本工程攤鋪準備階段，嚴禁使用澆水沖刷的方式清理作業面，清洗用水進入混凝土下部空隙后會導致路面結構受到污染，空隙內未蒸發的殘留水還會影響工程施工質量。

將攤鋪機熨平板預熱10min 并使其表面溫度升至65℃以上后開始正式運料，待攤鋪機輸料器送料槽內儲料高度達總高度的2/3 后按2.0 ～3.0m/min 的速度開始攤鋪。攤鋪過程應當勻速、緩慢、連續，不得隨意改變攤鋪速度和攤鋪機行進方向?？紤]到改性瀝青粘度較大，螺旋布料必須始終處于運轉狀態，并確保布料器兩側混合料高度不低于輸料器總高度的2/3，以防止瀝青混合料在全寬斷面發生離析。在運料車和攤鋪機對接的過程中，運料車必須掛空擋并在攤鋪機的推動下緩慢前行卸料。若施工環境溫度過低，改性瀝青混合料聚合物會因固化而喪失和易性，導致攤鋪和碾壓過程中空隙率和壓實度降低，為此，還應加強環境溫度的預測與碾壓施工時機的合理選擇[3]。

4 竣工驗收

本高速公路合同段路面抗滑表層施工結束后進行了集料設計級配值、混合料壓實度及路面抗滑性能的檢驗，集料設計級配值檢測結果表明，篩孔尺寸16mm 的集料質量實測值為97.6%，符合級配標準90 ～100%的范圍?；旌狭蠅簩嵍葯z測結果詳見表1?？够阅軝z驗結果表明，上行行車道和下行行車道抗滑性能優良檢測點數占總檢測點數的91.7%和94.1%，上行行車道路面抗滑性能較好，而下行行車道抗滑性能優良。

5 結論

本工程施工結果表明，高速公路路面抗滑表層施工技術能有效提升路面抗滑能力，對雨天車輛安全行駛有十分明顯的保障作用，本工程施工段由于工前設計調查工作較為扎實，施工過程中應用了科學的施工工藝和質量控制措施，并在施工中加強集料抽檢，有效防止了集料級配改變導致瀝青混合料性能質量變化的可能，施工過程中并未出現任何返工及缺陷處理，施工進度大大提前。