高速公路竣工驗收抗滑標準分析

劉路，楊全霞，范旭 （天津市交通科學研究院，天津 300300）

1 研究背景

眾所周知，公路建設工程應經過交工驗收及竣工驗收兩次質量鑒定，其中瀝青路面抗滑性能是其中重要的驗收指標，對于路面抗滑性能的交工驗收標準《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50-2017）[1]中已給出明確要求，而路面抗滑性能的竣工驗收標準沒有明確要求，《公路工程竣(交)工驗收辦法》[2]中僅說明抗滑性能等竣工驗收復測指標的質量評定標準根據相關規范及當地實際情況確定。

瀝青路面抗滑性能是影響道路安全的重要指標，隨著路面通車使用，瀝青路面抗滑性能會逐漸下降，抗滑性能的下降會使汽車的制動距離加大，容易引發交通事故。

基于以上背景，為研究瀝青路面在通車初期的抗滑性能衰變規律，本文收集天津市3 條不同路齡、交通量的高速公路，累計211km 路段通車初期的抗滑數據，分析其在通車2 年后的抗滑性能衰變情況，為抗滑性能竣工驗收標準的選取提供依據。

本次抗滑性能指標采用路面橫向力系數SFC60，檢測時間均為每年9～10月，檢測設備采用交通部公路科學研究所研制的“JG-IV 型橫向力系數測試儀”，其設備可在40～80km/h 速度下連續檢測路面橫向力系數（SFC），采樣間隔為1點/5m，用于路面抗滑性能的分析與評定[3-4]。

2 抗滑性能影響因素

瀝青路面抗滑力取決于路面表層的微觀構造和宏觀構造，其主要指標是摩擦系數和構造深度。摩擦系數指集料表面的粗糙程度，隨車輪的反復磨耗作用逐漸被磨光，和磨光值(PSV)有主要關系。當汽車的速度為30～50km/h 時，其對路面抗滑性能起著決定作用；構造深度由路面集料之間的間隙構成，其功能就是使車輪下路表水能夠迅速排出，使不能形成水膜，在汽車高速行駛時決定路面抗滑的能力。

由摩擦理論可知，通常情況下，兩個物體之間的摩擦力是由于物體的表面“微凸體”存在。路面紋理構造特征包含宏觀構造與微觀構造，微觀構造就是路面集料表面的水平方向0～0.5mm、垂直方向0～0.2mm 的微小構造，微觀構造密度及距離影響路面摩擦阻力，密度越大，路面與輪胎接觸的點越多，輪胎在路面受到摩阻力越大。路面抗滑不僅與微觀構造密度有關，還與集料的微觀構造形狀有關，也稱形狀系數。路面宏觀構造指路面集料間空隙或排水能力，水平方向為0.5～50mm、垂直方向為0.2～10mm，宏觀構造主要影響路面高速行車時的能力，所以宏觀構造粗糙的路面在高速行駛時的抗滑能力更好。

路面抗滑性能影響因素見表1。

表1 路面抗滑性能影響因素

3 抗滑性能跟蹤觀測

為分析路面抗滑性能變化情況，本文以橫向力系數SFC 作為分析指標，選取天津市3 條高速公路新建路面的段落進行分析，各選取路段情況見表2，各路段橫向力系數匯總結果見表3、表4。

表2 抗滑系數選取路段情況

表3 新建路面橫向力系數變化情況

表4 通車兩年后各橫向力系數區間分布情況

新建路面AC-13 瀝青混凝土面層通車后檢測路面橫向力系數SFC平均值為70.0，其中第一車道平均值為70.6、第二車道平均值為70.6、第三車道平均值為68.7。

新建路面AC-13 瀝青混凝土面層通車兩年后檢測路面橫向力系數SFC平均值為58.4，衰減-11.6。其中第一車道平均值為60.1，衰減-10.5；第二車道平均值為58.2，衰減-12.4；第三車道平均值為56.8，衰減-11.9。

4 結論

對211km 新建路面AC-13 瀝青混凝土面層通車兩年后的橫向力系數值進行統計，其中9km 路面橫向力系數＜50，約占所有路段的4.4%；202km 路面橫向力系數＞50，約占所有路段的95.6%。

高速公路的表面層瀝青均采用改性瀝青，石料均采用玄武巖，新建路面通車前檢測的橫向力系數一般均高于設計要求（天津市一般要求SFC≥50[1]），本次選取的路段中新建AC-13 面層橫向力平均值為70.0。

通車后由于路面磨損及污染等原因，路面橫向力系數會逐年衰變，其中第一年衰變速度慢于第二年。本次選取的路段中新建AC-13 面層第一年平均衰變-1.6，第二年平均衰變-10.0。主要由于路面通車使用時瀝青面層中會存在“油膜”，通車時的路面抗滑性能并未達到最大，在第一年通車使用的過程中，抗滑性能會先上升，達到最大值后再逐漸衰減，因此第一年衰減速度會小于第二年的衰減速度。

對比各車道橫向力衰變數據，大部分路段通車兩年后第一車道的橫向力平均值優于其他車道，由于高速公路第一車道為快車道，行車車輛主要為小型客車，其作用次數多但軸載較輕，對路面抗滑性能衰減影響較小。

對比以上新建路面通車兩年后橫向力系數的區間分布情況，AC-13 面層通車兩年后橫向力系數平均值為58.4，且僅4.4%長度的路段不滿足交工要求（橫向力系數＜50），建議高速公路通車兩年后竣工驗收橫向力指標仍采用交工驗收標準。