高速公路竣工验收抗滑标准分析

刘路，杨全霞，范旭 （天津市交通科学研究院，天津 300300）

1 研究背景

众所周知，公路建设工程应经过交工验收及竣工验收两次质量鉴定，其中沥青路面抗滑性能是其中重要的验收指标，对于路面抗滑性能的交工验收标准《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）[1]中已给出明确要求，而路面抗滑性能的竣工验收标准没有明确要求，《公路工程竣(交)工验收办法》[2]中仅说明抗滑性能等竣工验收复测指标的质量评定标准根据相关规范及当地实际情况确定。

沥青路面抗滑性能是影响道路安全的重要指标，随着路面通车使用，沥青路面抗滑性能会逐渐下降，抗滑性能的下降会使汽车的制动距离加大，容易引发交通事故。

基于以上背景，为研究沥青路面在通车初期的抗滑性能衰变规律，本文收集天津市3 条不同路龄、交通量的高速公路，累计211km 路段通车初期的抗滑数据，分析其在通车2 年后的抗滑性能衰变情况，为抗滑性能竣工验收标准的选取提供依据。

本次抗滑性能指标采用路面横向力系数SFC60，检测时间均为每年9～10月，检测设备采用交通部公路科学研究所研制的“JG-IV 型横向力系数测试仪”，其设备可在40～80km/h 速度下连续检测路面横向力系数（SFC），采样间隔为1点/5m，用于路面抗滑性能的分析与评定[3-4]。

2 抗滑性能影响因素

沥青路面抗滑力取决于路面表层的微观构造和宏观构造，其主要指标是摩擦系数和构造深度。摩擦系数指集料表面的粗糙程度，随车轮的反复磨耗作用逐渐被磨光，和磨光值(PSV)有主要关系。当汽车的速度为30～50km/h 时，其对路面抗滑性能起着决定作用；构造深度由路面集料之间的间隙构成，其功能就是使车轮下路表水能够迅速排出，使不能形成水膜，在汽车高速行驶时决定路面抗滑的能力。

由摩擦理论可知，通常情况下，两个物体之间的摩擦力是由于物体的表面“微凸体”存在。路面纹理构造特征包含宏观构造与微观构造，微观构造就是路面集料表面的水平方向0～0.5mm、垂直方向0～0.2mm 的微小构造，微观构造密度及距离影响路面摩擦阻力，密度越大，路面与轮胎接触的点越多，轮胎在路面受到摩阻力越大。路面抗滑不仅与微观构造密度有关，还与集料的微观构造形状有关，也称形状系数。路面宏观构造指路面集料间空隙或排水能力，水平方向为0.5～50mm、垂直方向为0.2～10mm，宏观构造主要影响路面高速行车时的能力，所以宏观构造粗糙的路面在高速行驶时的抗滑能力更好。

路面抗滑性能影响因素见表1。

表1 路面抗滑性能影响因素

3 抗滑性能跟踪观测

为分析路面抗滑性能变化情况，本文以横向力系数SFC 作为分析指标，选取天津市3 条高速公路新建路面的段落进行分析，各选取路段情况见表2，各路段横向力系数汇总结果见表3、表4。

表2 抗滑系数选取路段情况

表3 新建路面横向力系数变化情况

表4 通车两年后各横向力系数区间分布情况

新建路面AC-13 沥青混凝土面层通车后检测路面横向力系数SFC平均值为70.0，其中第一车道平均值为70.6、第二车道平均值为70.6、第三车道平均值为68.7。

新建路面AC-13 沥青混凝土面层通车两年后检测路面横向力系数SFC平均值为58.4，衰减-11.6。其中第一车道平均值为60.1，衰减-10.5；第二车道平均值为58.2，衰减-12.4；第三车道平均值为56.8，衰减-11.9。

4 结论

对211km 新建路面AC-13 沥青混凝土面层通车两年后的横向力系数值进行统计，其中9km 路面横向力系数＜50，约占所有路段的4.4%；202km 路面横向力系数＞50，约占所有路段的95.6%。

高速公路的表面层沥青均采用改性沥青，石料均采用玄武岩，新建路面通车前检测的横向力系数一般均高于设计要求（天津市一般要求SFC≥50[1]），本次选取的路段中新建AC-13 面层横向力平均值为70.0。

通车后由于路面磨损及污染等原因，路面横向力系数会逐年衰变，其中第一年衰变速度慢于第二年。本次选取的路段中新建AC-13 面层第一年平均衰变-1.6，第二年平均衰变-10.0。主要由于路面通车使用时沥青面层中会存在“油膜”，通车时的路面抗滑性能并未达到最大，在第一年通车使用的过程中，抗滑性能会先上升，达到最大值后再逐渐衰减，因此第一年衰减速度会小于第二年的衰减速度。

对比各车道横向力衰变数据，大部分路段通车两年后第一车道的横向力平均值优于其他车道，由于高速公路第一车道为快车道，行车车辆主要为小型客车，其作用次数多但轴载较轻，对路面抗滑性能衰减影响较小。

对比以上新建路面通车两年后横向力系数的区间分布情况，AC-13 面层通车两年后横向力系数平均值为58.4，且仅4.4%长度的路段不满足交工要求（横向力系数＜50），建议高速公路通车两年后竣工验收横向力指标仍采用交工验收标准。