沥青路面表层抗滑机理分析

田洪川 程英伟

(武汉轻工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430023)

沥青路面表层抗滑机理分析

田洪川 程英伟

(武汉轻工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430023)

结合抗滑性能的含义，从路面纹理结构、摩擦系数两个角度探讨了抗滑性能的指标，并对原材料、污染性滑溜、交通及气候条件、车速等影响沥青路面表层抗滑性能的因素进行了分析，对保证行车安全具有重要的意义。

沥青路面，抗滑性能，影响因素，指标

现如今，随着我国经济的迅速发展，产业转型的加快，政府对于基础设施建设的投入日益增大。数据显示，我国高速公路总里程在2013年年底已达到10 440 km，其中沥青路面90%，随着我国高速公路的发展，路面耐用性及交通事故的日益增多引起专业人士的关注。引起交通事故的原因有很多，而其中的主要因素是路面抗滑性能的不足。因此，进一步研究沥青路面抗滑机理，保证行车安全，已成为路面抗滑研究的主要任务。

1 路面的抗滑性能

1.1 抗滑性能的含义

路面抗滑性能是道路安全技术性能的一个具体表现，是指在制动时，路面防止轮胎打滑的能力。

1.2 抗滑性能的指标

1)路面纹理结构。路面纹理特征包括微观与宏观两个不同的结构。微观结构是指骨料的水平间隙为0 mm～0.5 mm时，垂直为0 mm～0.2 mm的微小结构。集料的微观构造密度直接影响到路面的摩擦阻力。路面的微观构造不仅仅对低速行驶的车辆有较大的影响，而且对于高速行驶的交通工具也同样具有较大影响。宏观构造指的是路表颗粒间隙和路面的排水能力，水平间隙0.5 mm～50 mm，垂直0.2 mm～10 mm[1]。抗滑沥青路面的排水能力是衡量其宏观结构的一个重要指标。在高速行驶的过程中，沥青路面的防滑性主要取决于宏观结构下路面的排水性能，因为它避免了轮胎在水连续膜的作用下，形成滑动的现象。而且大的宏观结构，其道路排水能力恰恰越强。同时宏观结构越大，车轮与路面直接接触的机会就越小，从而轮胎的磨损程度越小，车辆的路面抗滑性能也较容易保持在一个稳定的程度上。2)路面摩擦系数。路面摩擦系数指的是车轮与路面之间的摩擦力和作用在同一表面上垂直方向力的比值。它与路面构造深度和集料粗细配比有关，路面摩擦系数直接反映道路抗滑性能的水平。

2 沥青路面表层抗滑性能的影响因素

2.1 原材料的影响

1)矿料品质的影响。保证道路表面的微观结构和宏观结构在长时间作用下处于稳定水平的结构，是提高路面抗滑性能的重要途径。JTG D50—2006公路沥青路面设计规范对抗滑表面的选材、石料的磨耗值与冲击值是有一定要求的。规范对磨光值的要求主要从保证路面结构具有良好的耐久性出发，因为磨光值对路面抗滑性能的影响达30 BPN～50 BPN，远大于其他因素的影响[2]。以下是交通部公路科研所经试验所得出的冲击值与压碎值之间的关系式：Y=6.92+0.65X。其中，X为集料的冲击值，%；Y为集料的压碎值，%。因为压碎值的测定方法过于简单，为了更好地反映车轮荷载对路面集料的影响，工程中经常使用冲击值作为防滑控制指标。2)沥青结合料。沥青对路面抗滑质量也有一定作用。目前，考虑到摩擦系数的不同，我国主要使用的为煤沥青与石油沥青。考虑到在路面性能中沥青和蜡含量的影响，并结合防滑性，交通繁忙的情况下，我们经常使用石油沥青。在必要时结合当地特殊要求和气候条件，以选择合适的沥青。3)矿料形状和级配的影响。沥青路面中，粗、细集料相互结合构成路面构造，进而影响路面抗滑能力。 在沥青抗滑表层的修建中，对集料形状、集料与填料的组合搭配均有指标的要求。

2.2 污染性滑溜

污染性滑溜是指当路面处于潮湿状态下，粘土经车轮荷载的反复作用在路表接触面形成润滑层，影响路面摆值，导致发生交通事故。因此，对于粘土地区来说，切断污染源，对路肩和公路的出入口进行处理，是防止滑溜性污染和交通事故的最有效方法[3]。

2.3 交通及气候条件的影响

交通车辆易对路面微观构造进行磨光，从而导致路面抗滑能力的降低。新的路面在开放交通初期，抗滑能力降低速率较大，且1年～2年后趋于稳定，究其原因，可能是由于混合料在道路通车后逐渐压实，路面石材抛光效果与环境对石材的腐蚀促使路表粗糙度的增加趋势达到一个平衡[4]。交通和当地气候条件相结合,容易持续影响道路表面的抗滑性能。当表面为干燥状态时,交通量的影响占主导地位,但在潮湿路面的情况下，气候的影响成了主导因素。

2.4 路面的潮湿状况对抗滑性的影响

当路面处于干燥状态下，路面的抗打滑能力往往能够满足安全行驶的需要。但是当路面处于潮湿状态，此时路面的抗滑能力会显著降低。因此，为了确保车辆在高速行驶时，路面的水被快速排出，可以提高胎面花纹沟的深度和数目，并且借助路面的构造提供足够的排水能力，防止水膜现象的产生进而防止车辆在高速行驶中打滑现象的发生。因此，道路的宏观结构主要作用是提供道路的排水通道，提升出现滑移的速度，而水被迅速排除也能防止水雾现象的产生。

2.5 车速

路面行驶车辆的行驶速度、车辆负重对摩擦效应的影响较为明显。同时在重型车辆高速行驶的同时，因每单位时间通过的车辆数量增加，车辆的反复碾压减少了道路的构造深度，这些大大降低路面滑动阻力，严重影响行车安全。

2.6 施工技术

在道路使用过程中，车辆反复碾压路面构造，进而影响路面排水性能，容易破坏道路本身构造，影响公路耐久性，因此在施工过程中要确保混合料的充分压实。

3 结语

综合各个文献所提到的沥青路面构造与表层抗滑机理的研究，路面表层中集料的集配与沥青含量是影响抗滑机理的关键因素。道路的微观与宏观构造决定了道路的排水性能与路面在车辆荷载反复作用下性能衰减的速率。在道路使用过程中，集料的粗细配比直接影响到路面的耐久性与抗滑机理，进而影响行车安全。在工程的施工时应确保混合料充分压实，并按照规范要求结合当地特殊气候与环境条件选取原材料制定集料配合比。防止路面构造破坏，进一步保证路用性能的持久性。

[1] 刘建北.浅析沥青路面裂缝成因和防治措施[J].山西建筑，2009,35(5)：258-259.

[2] JTG F40—2004,公路沥青路面技术施工规范[S].

[3] 储应松,程英伟,童 浩，等.AC-13C型沥青路面表面层的抗滑衰减规律性研究[J].武汉工业学院学报，2008,27(2)：78-79.

[4] 贾永新.高速公路沥青路面抗滑影响因素分析[J].北方交通，2009(5)：13-15.

Mechanism analysis of asphalt pavement anti slide surface

Tian Hongchuan Cheng Yingwei

(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,WuhanPolytechnicUniversity,Wuhan430023,China)

Combining with the definition of the slide-resistant performance, explores the slide-resistant performance from the texture structure and friction coefficient, and analyzes factors affecting the slide-resistant performance on asphalt roadbed surface including raw materials, pollutant sliding, communications and climate conditions, and vehicle speed, so as to ensure the significance of vehicle safety.

asphalt roadbed, slide-resistant performance, influential factors, index

2015-02-05

田洪川(1993- )，男，在读本科生； 程英伟(1973- )，女，硕士，教授

1009-6825(2015)11-0138-02

U416.217

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