高速公路路面抗滑表层施工技术应用探讨

文／江西省现代路桥工程集团有限公司 黄炜 叶祺

关键字:高速公路；路面；抗滑表层施工；SBS 改性沥青抗滑层

1 高速公路路面抗滑原理

相关研究和试验结果显示，影响公路路面抗滑性能的因素除了车辆本身性能外，还包括路面状况、行车车速、路表特性等方面：①路表特性主要指与矿料性质和级配有关的路表粗构造和细构造两个方面。粗构造是路表面和集料之间所形成的构造，粗构造对路面抗滑性能有决定性影响，对于公路表面积水，也主要通过粗构造迅速排出，并防止形成水膜，增强路面抗滑性；细构造则是公路集料表面的粗糙度，当行车速度≤50km/h 时，细构造在路表面抗滑性能方面就会起主要作用，当前国内高速公路建设方面一般用石料磨光值指标反映细集料抗磨光性能的高低[1]。②路面潮湿状态下，水分滞留在路表面并可能形成水膜，影响车轮和路面的接触并降低摩擦系数及路面抗滑性能；此外，摩擦系数还受温度的影响，由图1 可知，随路面温度的变化，摩擦系数的变动主要分为三个阶段：路面温度≥10℃时，摩擦系数随温度升高并无明显变化，在20℃左右摩擦系数达最大值水平，且这一阶段摩擦系数变动趋势较为稳定；路面温度在-5 ～10℃之间时，随温度下降摩擦系数下降趋势十分明显，并在-5℃左右达到最低水平；当路面温度降至-5℃以下后，摩擦系数随温度降低反而有一定幅度的升高，但明显低于温度≥10℃时的取值水平。③行车速度通常与路面抗滑性能呈反向趋势变动，所以低速行驶下的路面摩擦系数并必能代表路面摩擦系数的真实水平，为充分发挥路面结构抗滑性能，应严格控制车辆行驶速度。④路表面长期积累的灰尘、污垢，轮胎磨损产生的粉末、油污，车轮带入的泥土等会在路面产生滑溜薄膜，降低路面抗滑性能，并引发交通事故。

在上述影响高速公路路面抗滑性能的诸多因素中，路表特性主要与公路路面自身性能有关，也是主要影响因素，本文以具体工程为例，主要研究SBS 改性沥青路面抗滑表层施工技术应用后对合同路段路面抗滑性能增强的施工过程与具体效果。

图1 摩擦系数与路面温度的关系曲线

2 工程概况

X 高速公路是经交通部规划的国道主干道重要路段，属于全封闭全立交双向四车道设计式高等级公路。在前期全面地形地质勘察的基础上，公路全线按平原地区高速公路标准设计建设，路基宽28.5m，起讫里程K240+120 ～K255+178 段线路路面结构原按厚15cm 水稳风化料底基层+厚18cm 水稳碎石下基层+厚16cm 水稳碎石上基层+厚6cmAC-25Ⅰ粗粒式沥青混凝土下面层+厚6cm AC-20Ⅰ中粒式沥青混凝土中面层+厚4cmAK-16A 抗滑表层设计。按照原设计方案，路面面层为普通沥青混凝土结构，考虑到路线所处地区为多雨气候区，雨季时间长，降雨量大，所以对公路路面抗滑设计有较高要求，故将原设计方案改为“厚6cmAC-25 Ⅰ沥青混凝土上面层+厚6cm AC-20Ⅰ沥青混凝土中面层+厚4cm AK-13A SBS 改性沥青混凝土抗滑表层设计”，通过改性沥青的应用增强路面抗滑性能。SBS 改性沥青混凝土抗滑表层具有较优的施工环境温度适应性，可以在不加热的情况下完全冷态施工，工后30min 即具有防侵蚀效果和抗滑性能，并能与混凝土结构牢固粘接，不吸水、不渗漏、高耐磨。

3 路面抗滑表层施工技术的应用

3.1 施工准备

对不同规格的集料应分开处理，并在不同料区设置隔墙，加强料场地面的硬化处理，使其具备良好的排水性能。通过装载机逐层堆放集料，以减少集料离析，取料应先从向阳面开始，滚落的集料必须弃置。考虑到本工程储料场为露天料场，必须准备充足的塑料篷布用以覆盖料堆，防止因降雨、曝晒等原因而导致集料含水量发生较大变化。尤其是细集料，若因保管不善导致其受潮，则会结团硬化而无法连续下料，甚至堵塞下料口。

3.2 沥青储运

改性沥青在储存和运输方面对温度的要求较高，其从拌和站运输至施工现场后必须直接注入沥青储罐，温度应不低于150℃。当天施工结束，应加满沥青储罐，并尽可能减少沥青混合料和空气接触的面积以防止老化。为保持沥青混合料的均匀性，还应在储罐顶部安装搅拌器，并间隔3h 搅拌一次，拌和时间至少为20min[2]。为防止沥青材料泵送至拌和机时堵塞拌和机过滤器网眼，应使用较大网眼的过滤器，并加强管线保温，防止因温度过低影响沥青材料的流动性而引发网眼堵塞。

3.3 拌和、运输

在生产混凝土材料时必须加强储存和拌和温度控制，以保证材料性能和施工质量。改性沥青拌和温度应至少为180℃，矿料加热温度应在200℃以上，但是温度也并非越高越好，温度过高会加速沥青材料的老化并影响混合料质量。

为防止混凝土混合料在运输过程中发生离析，应加强接料口高度控制，防止接料口设置过高并确保其在接料过程中能前后移动，使车厢内的混合料呈山字型堆积。混合料装载完毕后若过度塌落，则说明沥青混合料含量或级配等方面不符合设计要求，必须及时检查问题所在。

表1 混合料压实度的检测标准

3.4 摊铺

在摊铺施工开始前，必须彻底清扫作业面，并用鼓风机彻底吹除粉尘，本工程摊铺准备阶段，严禁使用浇水冲刷的方式清理作业面，清洗用水进入混凝土下部空隙后会导致路面结构受到污染，空隙内未蒸发的残留水还会影响工程施工质量。

将摊铺机熨平板预热10min 并使其表面温度升至65℃以上后开始正式运料，待摊铺机输料器送料槽内储料高度达总高度的2/3 后按2.0 ～3.0m/min 的速度开始摊铺。摊铺过程应当匀速、缓慢、连续，不得随意改变摊铺速度和摊铺机行进方向。考虑到改性沥青粘度较大，螺旋布料必须始终处于运转状态，并确保布料器两侧混合料高度不低于输料器总高度的2/3，以防止沥青混合料在全宽断面发生离析。在运料车和摊铺机对接的过程中，运料车必须挂空挡并在摊铺机的推动下缓慢前行卸料。若施工环境温度过低，改性沥青混合料聚合物会因固化而丧失和易性，导致摊铺和碾压过程中空隙率和压实度降低，为此，还应加强环境温度的预测与碾压施工时机的合理选择[3]。

4 竣工验收

本高速公路合同段路面抗滑表层施工结束后进行了集料设计级配值、混合料压实度及路面抗滑性能的检验，集料设计级配值检测结果表明，筛孔尺寸16mm 的集料质量实测值为97.6%，符合级配标准90 ～100%的范围。混合料压实度检测结果详见表1。抗滑性能检验结果表明，上行行车道和下行行车道抗滑性能优良检测点数占总检测点数的91.7%和94.1%，上行行车道路面抗滑性能较好，而下行行车道抗滑性能优良。

5 结论

本工程施工结果表明，高速公路路面抗滑表层施工技术能有效提升路面抗滑能力，对雨天车辆安全行驶有十分明显的保障作用，本工程施工段由于工前设计调查工作较为扎实，施工过程中应用了科学的施工工艺和质量控制措施，并在施工中加强集料抽检，有效防止了集料级配改变导致沥青混合料性能质量变化的可能，施工过程中并未出现任何返工及缺陷处理，施工进度大大提前。