市政石材人行道安全性能研究

于斌斌

（上海林李城市规划建筑设计有限公司，上海市 200437）

0 引言

随着现代化城市的快速建设与发展，人们对人行道的铺装要求越来越高，常规的同质砖已不能满足人们日益增长的物质与文化需要，于是石材铺面在人行道中的应用越来越多，尤其是一些高端商业/住宅地块。对于人行道而言，除了通行的交通功能外，安全指标也不容忽视，尤其是一些雨雪等恶劣天气，行人滑倒、摔伤的事故时有发生。而市政行业的相关规范中，从未提及石材人行道的安全性能指标（主要为防滑性能），该内容一直处于空白状态[1]。

1 研究路线

本课题将理论与试验相结合，并应用于工程实例中进行验证。

理论方面，通过建立物理模型，对其进行分析和计算，得出相关数据。

试验方面，通过进行物理试验，将采集到的相关数据进行分析和整理。

工程实例方面，将研究结论应用于实际的工程项目中，并对其使用情况进行回访调查。

2 指标选取

目前，石材在其他行业，如建筑行业、建材行业等的安全性能指标众多，有防滑等级、防滑安全程度、摩擦系数、抗滑值、横向力系数、静摩擦系数等。本次结合市政工程的特点，考虑到本课题研究对象的适用范围、使用功能和应用特点均比较明确，主要应用于户外道路、桥隧等市政人行道防滑安全。本课题选取较为常用且易于测量的指标摩擦系数μ 进行研究。

3 理论研究

人走路利用的是人与地面处于静摩擦的状态，当超过静摩擦力的最大值时，人就会滑倒。这时，人与地面处于滑动摩擦状态。本次课题研究中的摩擦力相关描述均为静摩擦力。

人行走过程中，摩擦力f=μN（N 表示物体对该接触面的正压力，即体重）。

4 实验实践

本次实验按照《地面石材防滑性能等级划分及试验方法》（JCT 1050—2007）[2]中测量摩擦系数的方法，分别对干态和湿态的石材进行摩擦系数数据的收集与整理（见图1～图3、表1、表2）。石材选用市政人行道较常用的花岗岩。

表1 干态测量数据分析（摩擦系数） 单位：%

表2 湿态测量数据分析（摩擦系数） 单位：%

图1 摩擦系数测试方法示意图

图2 干态测量数据分布图

图3 湿态测量数据分布图

摩擦系数测定[3]：将测试样品置于水平工作台上，将滑块组件（橡胶块粘于木板上）置于测试面上，滑块上方的中心位置放置一个50 N 的重块。固定测试样品，拉动拉力计，3 s 内缓慢拉动拉力计至滑块刚好发生移动，记录此时拉力值。每个测试面拉动4 次，记录所有读数。

式中：Cd 为表面测试的摩擦系数值；Rd 为测试4 次拉力读数之和，N；n 为拉动次数（4）；G 为滑块组件加上50 N 重块的总重力，N。

以一组试验的平均值作为实验结果，保留两位有效数字。

将收集到的实验数据进行整理和计算，并引入统计学当中的常用统计指标——变异系数的计算，可以得出其测度数据统计分布程度，获得组内个体数据间的离散程度，从而确认数据的可信程度。

变异系数：

在数据分析过程中，若变异系数大于15%，则考虑该数据可能存在问题。本次将实验所得数据分析后，其变异系数均在可控范围内，说明数据的离散程度不大，较可靠、可信。

从表1、表2 的数据计算和分析可以发现，抛光面无论是干测还是湿测，其数据较低，难以满足行人安全通行的需要；剁斧面（纵向）的数据略低于剁斧面（横向），基本可以满足安全需要；火烧面和荔枝面的干湿测数据较优秀。

剁斧面（横向）、火烧面和荔枝面的干测数据基本在0.68 以上，湿测数据基本在0.61 以上。其中，剁斧面（横向）干湿测数据有约20%未达到均值，在做好出厂检测的情况下，可以达到试验均值。

通过试验实测，可以确保理论计算结果在工程应用中的可达性和可行性。

5 研究成果

在通过理论计算与试验分析后，并参考其他行业标准，建议市政行业石材人行道安全标准见表3。

表3 成果汇总

从市政石材人行道的适用范围、使用功能和应用特点来看，比较适宜采用剁斧面（横向）、火烧面和荔枝面等防滑性能较好的石材表面处理工艺。

6 工程应用

扬州461 省道于2018 年年底建成通车。由于道路两侧为村庄，正值雨雪天气较多，村民反映人行天桥所用石材铺面极易打滑，给村民出行带来不便。然而，市政行业并无相关验收标准。为解决该问题，本课题在理论与实践相互验证的基础上，将该研究成果提供给施工单位进行检测，并更换符合安全要求的石材面砖。

人行道在更换石材面砖并运营一年多以来，再未接到村民投诉或上访，较好地实现了其使用功能。

7 结语

从整个市政行业发展来看，本课题完善了石材人行道安全性能研究的相关内容，填补了市政行业相关性能标准的空白，将理论与实践相结合，并应用于工程实例，对人行道石材的应用具有积极的指导意义和参考价值。建议在相关规范更新时，增补相关条目，以完善市政行业石材人行道安全性能指标。