混凝土路面抗滑薄层脱落的原因与治理措施

崔喜友

(黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司)

路面抗滑薄层，由环氧树脂材料、填料及耐磨碎石三大部分组成，是一种抗滑、防水、耐油、耐磨的路面表层。路面薄层抗滑层，主要适用于隧道、桥梁、机场跑道、高等级路面急弯、长下坡等特殊地段路面，以及收费站缓冲区，可以取代目前普遍使用的减速带和振荡标线。通过选择石料的颜色，可以改变路面颜色，使路面美观大方，给司机一个良好的、舒适的视觉效果，降低行车速度，减少交通事故的发生。

普通水泥混凝土路面在潮湿状态下，表面抗滑系数降低较多。为改善路面的抗滑性能，提高山区高速公路的行车安全性，在近年来山区高速公路设计中，常在路面铺设抗滑薄层。抗滑薄层一般厚7～8mm，在较理想的施工条件、严格的施工工艺及良好的日常养护条件下，其使用寿命可长达5～10年。但不少路段在经过2～3年的运营时间后，抗滑层就开始局部脱落，病害逐渐凸显。

高速公路某段位于黑龙江境内，长下坡路段随处可见，下雨或路面积水时车辆易打滑。为增加行车安全性，该工程在水泥混凝土路面上下坡段、隧道进出口及小半径处均设置有8mm的抗滑薄层，以提高摩擦系数。

1 材料特性及施工要点

1.1 耐磨碎石

路面薄层抗滑材料主要依靠提高抗滑层表面的耐磨碎石与车轮之间的摩擦力而改善其抗滑性能。因此，耐磨性较好的碎石能显著提高抗滑层的抗滑性及耐久性。高速公路某段采用黑龙江省的玄武岩碎石(4.75mm)，其洛杉矶磨耗值为8.1%，磨光值PBN为49。

表1 EUSM防滑材料力学性能

1.2 施工过程

施工步骤及要点如下：交通管制→初步清除水泥混凝土路面浮浆→清扫路面→对水泥路面进行打磨处理→吹风机清洁→搅拌抗滑材料→摊铺抗滑层→材料满撤耐磨碎石(玄武岩)→养护(24 h)→清除多余碎石。

2 脱落病害原因分析及应对措施

经过两年多的运营，高速公路某段隧道进出口及K8+400～K11+520长上下坡段的抗滑薄层开始出现局部脱落现象，经现场调查、对比、翻阅施工资料，总结出抗滑薄层脱落原因及应对措施。

2.1 混凝土基面强度不够

在以水泥混凝土路面为基面施工抗滑薄层时，要求水泥混凝土具有足够的强度。对于新建水泥混凝土路面而言，应有足够的龄期(一般要求在20d以上)。由于征地拆迁等原因造成高速公路某段工期延误，为了满足通车要求，在路面混凝土10d龄期时就开始施工路面抗滑薄层。此时，混凝土内部水分尚未充分干燥，水分挥发引起混凝土涨缩进而导致抗滑黏层出现局部脱落。再者，混凝土强度不够，使得抛丸机凿毛处理不充分，路面不够粗糙，减少了黏结料和路面间的接触面积，降低了其间的黏结力。在后期的抗滑薄层脱落病害治理过程中，我们还发现，部分抗滑表层脱落并不是薄层与混凝土之间脱落，而是薄层连带着一层约1～2mm厚的混凝土一起脱落。这说明，在抗滑薄层与混凝土基面黏结力足够的情况下，若混凝土基面强度不够，照样会出现病害。

因此，混凝土强度足够是保证抗滑薄层效果的基本条件。如果混凝土强度不够，采取其他保证措施都是徒劳的。这就要求我们在以后的抗滑薄层施工过程中，首先要保证混凝土路面养生充分及龄期足够。

2.2 施工温度超出许可范围

本项目使用的抗滑薄层的黏结材料为重庆锦途公司生产的路用防滑材料(EUSM)，其主要成分为环氧树脂，最佳施工温度范围为20～30℃。高速公路某段抗滑薄层的施工是在2006年9月份的寒冷时期，且地处潮湿阴冷山区，日平均气温在13℃左右，较最低许可施工温度低7℃。施工温度偏低，黏结材料将在很短的时间内冻结，致使环氧树脂无法充分地流动、渗透，降低了其与混凝土基面的接触面积，从而降低了黏结材料的附着力。

因此，在计划施工抗滑薄层时，一定要关注天气状况，避开低温时间段，如无法避开时，要采取一定的保温措施。

2.3 施工界面影响(水分及灰尘影响)

该段抗滑薄层地处挖方段，两侧边坡高达约30m，山体水分向路基聚集，造成地下水丰富，路基潮湿，路面板之间经常有承压水渗出;且地处山区，空气潮湿。路表形成一层薄薄的水膜，水膜在一定程度上阻断了黏结材料与混凝土基面间的有效接触，影响了其间的黏结强度。

其次，该段存在交叉施工，施工车辆川流不息，且拌和场就在施工段附近，施工场地尘土飞扬，凿毛处理后的路面被灰尘污染，降低了黏结料和路面间的有效接触面积。

因此，在对潮湿的路面施工抗滑薄层时，应选择晴朗的天气，并使用带电热功能的吹风机，路面进行干燥处理，同时还应对施工段前后300m范围内实施交通管制。

2.4 受超薄结构形式的约束

薄层抗滑层是一种超薄形结构形式，其对抗硬物刺伤的能力是有限的。如果施工后的路面上有铁钉、螺帽等硬锐杂物，在车辆快速行驶所带来的强烈冲击力作用下易形成应力集中点，可能会将抗滑层刺穿，直接引起该处路面的强度削弱，并成为雨水进入抗滑层和路面基面之间的界面通道，从而加速抗滑层的脱层，形成早期破坏。建议在运营期间和养护过程中加强对防滑路面的监管力度，有损害要及时处理，以免降低防滑路面的使用寿命。

2.5 车辆行驶因素

路面抗滑薄层一般施工在路面长下坡段、隧道进出口及小半径处，车辆行驶在抗滑薄层上不是刹车就是加速，在刹车或加速的过程中，柔性抗滑层和刚性混凝土路面之间产生强大的剪切应力，柔性抗滑层产生弹塑性变形，当日积月累塑性变形(疲劳变形)达到一定程度时，就会形成抗滑薄层的疲劳破坏。通过提高黏结材料的抗拉疲劳寿命，可以有效提高抗滑薄层的使用寿命。

2.6 化学腐蚀

尽管抗滑薄层具有较强的抗腐蚀能力，但仍然是有限的。一旦有油类物质或者强酸、强碱和强氧化剂等化学物品洒漏在路面抗滑薄层上，仍可能对抗滑薄层带来不同程度的破坏，轻则强度减弱、抗磨耗性能迅速下降，经过车辆(特别是超重车辆)一定时间的反复碾压形成脱层，重则直接导致脱层或者开裂。建议在日常养护工程中，一经发现抗滑薄层路面受到污染，一定要及时清理、维修，防止油污继续腐蚀带来更大的破坏。

3 后期治理措施

高速公路某段抗滑薄层病害治理时，采取了如下的施工方法以预防病害的再次发生。实施交通管制，封闭车道，确保施工安全。为了减少车辆对施工造成的影响，封闭车道前后距离不少于2 km，并严格限制车速。查验破坏边界，使用切割机对破坏边界进行切割。为了便于施工，切割的每块面积应大于1m ×1m，然后用凿子凿除黏结料，装入麻袋运走。

对原路面进行大间距刻槽，深度为3～5mm，刻槽间距是50mm(普通的槽间距是20mm)。然后用钢刷刷出新鲜的混凝土面，再用高压电热吹风机清洁原路面，以保证路表面足够的清洁和干燥。其他工序同原施工工序。

治理过程中采用大间距刻槽，黏结料深入到沟槽中，增加了接触面积，这样，每隔50mm就形成了一道“加筋”骨架结构，使整体强度得到提升。

4 小结

实践证明，路面抗滑薄层的工作耐久性受施工时基面强度、环境温度、施工界面干净干燥程度及运营时的路况条件等因素的影响较大，并受到自身特性的限制，施工时应该考虑这些因素的影响，并采取一定的保证措施。

［1］ 崔溦.山区高速公路沟谷软基处理技术研究［D］.天津大学，2005.

［2］ 上官甦.石灰岩山区高速公路路基开挖中的环境保护研究［D］.北京工业大学，2006.