高速公路陡坡路段粘弹性防滑面层研究

2018-02-16陈少华

建材与装饰 2018年2期

陈少华

（广州特希达科技有限公司广东广州 510000）

我国交通系统的快速发展过程中，高速公路成为主要的构成。高速公路的施工质量直接决定了车辆通行的安全。高速公路项目中专门在陡坡段设置粘弹性防滑面层，提升高速公路陡坡段的安全水平，避免陡坡处发生交通事故。高速公路面层结构较容易出现热损坏问题，采用粘弹性防滑面层结构有利于维护路面的稳定性，降低交通事故的发生机率。

1 高速公路陡坡路段的面层结构分析

高速公路陡坡路段的面层结构受到较大的行驶阻力，汽车驱动力会对面层造成一定程度的破坏，陡坡段存在着连续下坡的问题，汽车在陡坡段的平衡条件修，就会在面层结构上产生较大的荷载压力[1]。高速公路陡坡段面层结构中实行粘弹性抗滑设计，有利于缓解汽车行驶时的压力，降低陡坡路面的交通风险。

2 粘弹性防滑面层结构中的材料级配

粘弹性防滑面层在高速公路的陡坡段中，最为关键的是材料配级配，通过材料级配提高陡坡段的结构安全。结合高速公路陡坡段的工程案例，分析粘弹性防滑面层结构的材料级配，如下：

2.1 原材料级配

高速公路陡坡段的粘弹性防滑面层中，原材料主要分为橡胶、沥青和纤维，路用橡胶颗粒具有较高的稳定性，粘弹性防滑面层材料中的路用橡胶基本出现立体的颗粒状态，路用橡胶来源于车辆轮胎，检测废轮胎的胎面橡胶和侧面橡胶，检测结果中表示轮胎胎面中天然乳胶的含量较高，胎面制成的橡胶颗粒强度大，此类橡胶颗粒在陡坡面层结构内具有足够的防滑性能，橡胶硬度也是级配中的重点，橡胶硬度决定了其在外力作用下是否具有抗变形的条件，而且硬度也关系到橡胶的抗变形、抗压缩性能，橡胶硬度级配分析中决定采用切削工艺成型的颗粒，此类颗粒的硬度可以达到粘弹性防滑面层的技术指标。

沥青混合料的空间结构分散，混合料中的沥青和矿料之间存在很多粘结力，沥青在陡坡路段受到碾压时较容易出现弹性形变，不利于面层结构的安全性[2]。高速公路陡坡段粘弹性防滑面层中的沥青级配中添加了聚合物，通过聚合物改善沥青的级配，提高沥青在面层中的稳定性，保障陡坡段路面结构的舒适度。例如：陡坡段粘弹性面层中使用的SBS改性沥青，在沥青混合料中加入SBS改性剂，改良沥青的物理特征，促使沥青具有耐高温、抗车辙的能力，最主要的是提高沥青在面层中的粘结力，防止出现超负荷变形的问题。

纤维在高速公路陡坡段粘弹性防滑面层中主要起到改善的作用，纤维加入到面层材料中，提升面层的抗冲击性能，纤维与橡胶、沥青等材料混合可以构成复合材料，纤维的级配决定了其在面层材料中的应用效益[3]。现阶段高速公路陡坡段粘弹性防滑面层施工中，经常会采用木纤维材料，木纤维的成本低、稳定性强，可以吸附到沥青混合料中，在陡坡段面层中形成较厚的沥青膜，维护面层结构的水稳定性。

2.2 集料性能控制

集料性能是高速公路陡坡段粘弹性防滑面层研究中的主要内容，集料可以提高路面的抗滑性能，集料的构造稳定，才能实现面层防滑。在陡坡段粘弹性防滑面层工程中，深入研究集料性能并控制，以此来满足面层防滑的需求。《公路沥青路面设计规范》中明确规定了路面抗滑中的磨耗值、磨光值和冲击值，例如：面层中常用的玄武岩集料，此类集料需要检测的性能项目有：石料压碎值、洛杉矶磨耗损失、视密度、坚固性、磨光值、针片状颗粒含量1：3、粘附性，破碎玄武岩后检查集料性能，分析集料是否可以应用到粘弹性防滑面层结构内。

2.3 基础级配设计

基础级配设计的直接目的是提升高速公路陡坡段面层的抗滑性能，缓解路面剪应力的影响，预防路面出现抗滑性能疲劳的问题[4]。高速公路陡坡段施工项目中设计粘弹性抗滑面层时，需要重点考虑车辙破坏，此时就要注重抗滑面层的抗滑耐磨性能，基础级配设计中调整好各项材料的占比，一般情况下采用断级配、开级配的设计方法，确保基础级配满足面层的抗滑需求。高速公路陡坡段粘弹性防滑面层的基础级配中，常见的设计有常规SMA和AC配合比设计、骨架嵌挤密实型级配设计两种，根据高速公路面层的实际情况，选择优质的基础级配设计。

3 陡坡段粘弹性防滑面层的性能测试

高速公路陡坡段粘弹性抗滑面层结构中的性能测试，主要是针对粘弹性阻尼抗滑路面抗滑性能实行检测，制定出性能测试的方案，重点在机械啮合、分子吸引、静电理论、粘弹性能上实行测试，同时还要研究出路面摩擦性能受到的影响，如：环境因素、污染介质、汽车车速以及路表构造，以此来维护陡坡段面层的稳定性。高速公路陡坡段粘弹性抗滑面层的构成材料，也要安排性能测试的工作，评估混合料的粘弹性阻尼特征，了解混合料抗滑性能衰减规律，由此加强面层结构的性能控制。