新建沥青混凝土路面抗滑性能预测方法

2012-04-10詹建军王莲娣高翔

城市建设理论研究 2012年6期

詹建军王莲娣高翔

摘要：随着我国道路事业的不断发展，公路铺设里程越来越长，公路建设质量要求也随之提高。本文将就新建沥青混凝土路面抗滑性能预测方法这一重要议题展开讨论，构建沥青混凝土路面抗滑研究模型，推导出抗滑性参数衰变方程，最后基于算法方程提出相应的预测抗滑性的方法。

关键词：道路路面；沥青混凝土路面；衰变

Abstract: with the development of the cause of the highway in China, more and more long highway laid mileage, highway construction quality requirements increases. This paper will new sliding of asphalt concrete pavement performance prediction methods of this important issues to discuss the asphalt concrete pavement construction of sliding research model, and deduced the decay of sliding property parameter equation, and finally put forward the corresponding equation based on the algorithm forecast method of sliding sex.

Keywords: road pavement; The asphalt concrete pavement; decay

中图分类号：U41文献标识码：A 文章编号：

一、引言

进入21世纪以来，我国在基础设施建设方面投入巨大，在道路建设方面的技术水平日渐提高，其中，高速公路的建设水平也越来越高，在建设中，无论是驾驶员还是道路施工人员均对道路路面的抗滑性能越来越重视。在进行沥青混凝土路面设计时，其抗滑性要求较低，只需路面抗滑性能标准高于相关技术规范推荐的参数值，并没有相应的系统的防滑设计方法，没有充分研究道路防滑方面的持久性，也就是说，随着使用期的加长，无法保证道路表面的防滑性能始终符合相关技术标准。当前，道路施工人员越来越关注于路抗滑性能变化规律方面的研究，但是其研究方向主要着眼于考察使用路面在抗滑性能参数上变化，这种方法不能有效分析和预测新建路面在抗滑方面的属性。

二、国内外研究现状

1、国外研究现状

国外对路面防滑的研究起步较早，取得了很多成果。国外学者很重视各类车辆对同一路面的反复作用，重点考察沥青混合路面在抗裂方面的耐久性。

2、国内研究现状

国内对路面抗滑性的研究起步很晚，主要考察已使用路面在不同气候条件、不同车况条件下的抗滑性。但是由于国内研究起步较晚，没有成熟的研究方法，实施设备也相对落后，实验条件也不理想，所以对新建沥青混凝土路面抗滑性能预测方法方面尚无很高的研究成果出现。

三、抗滑性能衰变规律

通常来说，在道路抗滑性研究领域存在三种常见的道路抗滑性能参数指标，分别是：路面横向力系数指标、摆值指标以及构造深度指标。在本文的研究中，笔者将从摆值的角度系统研究沥青混合料在抗滑方面的性能。

实验中，我们使用车辙仪进行反复实验，实验对象为标准车辙板。将实验温度设定在25℃，实验轮设置在60次/分钟，进行实验。经过充分的实验，得出了摆值与作用次数之间的关系方程：摆值。

通过充分实验，我们得到沥青混合料路面的摆值参数方程。通过对这一方程的研究，可以提取出沥青混合料路面抗滑性在轴载作用环境下的变化趋势。

实验中，我们使用轮压进行实验，而在实际路面的使用中，要将轮压改为轴载。从轴载方面考察路面的抗滑性，就要充分考虑车辆在轮组方面以及轴型方面的不同。

一般来说，我们研究路面抗滑性时，不考虑道路内部的受力情况，只考察车辆与道路之间的相互作用力，所以只要车辆接地范围满足应力边界条件，就可以根据车辆的轴数系数、轴载系数以及轮载系数对道路的抗滑性进行考察。一般来说，如果是单轮组轴载承压值，如果是双轮组轴载，承压值，其中A表示车辆与地面的接触面积，可以参照相关标准规范中的标准接面积。

此外，在研究过程中，我们要充分考虑车道系数，保证雷击汽车通行次数和路面结构设计的车道系数相同，这样将推导的承压值代入摆值衰减方程就可以得到路面的抗滑性的衰变规律了。

首先，我们假设轮压值分别为n1.n2.n3.……ni，按照我们的实验方法可以得出：。我们可以通过改变其中任何一个轮压的作用顺序，进行推导，得出瞬间的摆值表达式为：。

很显然，得出的前后两个摆值相同，这充分说明了摆值的衰变过程和加载轮压的顺序没有任何关系。所以，我们在统计交通量时，可以不考虑轴载先后顺序，只要统计各种轴载的作用次数即可，这样的做法大大降低了统计难度，减少了统计工作的工作量。

四、路面抗滑性预测方法

我们在实验室中得到的路面摆值衰变方程知识实验室理论结果，虽然能够实现对单一轴载作用下路面的抗滑性的预测，但是对于实际使用路面的抗滑性预测欠缺很多大的说服力。使用路面的车辆轴载不恒定，需要我们进一步探讨。

实际使用路面车辆轴载多样，我们难以准确调查轴载的顺序。所以，我们的研究可以从另外一个角度出发，充分考虑先考察轴载作用顺序对摆值的作用效果。于是本文中，我们使用不同的轮压顺序下进行摆值的考察，以最终确定摆值的衰变规律。

五、研究案例

本文的研究案例为国内某高速公路，该告诉公路预测单车道通车量情况分析如下：北京BK-130车型日交通量987次，黄河JN-130日通车量435次，东风EQ-140日通车量445，跃进NJ-187日通车量864。对该路面采用本文中算法进行研究，得出相应的摆值随时间的变化示意图为：

从示意图中，我们能够得出以下结论：从该高速公路投入使用起到4年160天内，该高速公路的抗滑性表现优秀；从4年161天起到7年120天，该高速公路的抗滑性能良好；从7年121到10年300天，该道路抗滑性能中等；从10年301天到14年290天该道路抗滑性能为次级；14年290天往后，该高速公路的抗滑性为差。

由于这条高速公路所使用的路面材料正式本文所研究的沥青混凝土材料，而且该高速公路投入使用四年后摆值为40.5，按照本文的算法，摆值应当为42.89。从数据上看，有一些误差，但是由于该告诉公路实际交通量与统计交通量之间有出入，综合考虑，该误差在研究的可接受范围之内。

六、结语

新建设的道路路面的防滑性都能够满足普通车辆的行车要求，但是随着试用期的不断加长，防滑性能就会大大偏离设计标准，防滑性能下降。本文就新建沥青混凝土路面抗滑性能展开讨论，构建了沥青混凝土路面抗滑研究模型，推导出抗滑性参数衰变方程，并提出了预测抗滑性的方法，最后结合实例进行分析，得出以下结论：

第一、车辆轴载的作用顺序对于具体路面的抗滑性能相关指标没有影响。在进行车辆交通量统计时，不需要考虑作用的先后次序，只需要充分统计同一类轴载作用的作用次数。

第二、车辆轴数对路面抗滑性能的影响可以分开计算，轮压值能充分反映轮组对抗滑性能的影响。

第三、随着使用期限的不断加长，一般路面的抗滑性能会逐渐减弱。

希望以上结论能够为广大的道路施工人员进行相关研究提供一些参考，为我国道路路面的研究贡献一点微薄之力。

参考文献：

[1] 张海峰. 对路面抗滑性能的研究管窥[J].黑龙江交通世界.2005

[2] 吴倩芳. 普通道路路面抗滑性概述[J].公路.2008

[3] 张水滨. 沥青混凝土路面抗滑性分析[J].道路施工.2009

[4] 伍小华. 我国公路路面抗滑性现状分析[J].中国科技纵横.2010