沥青路面抗滑性能影响因素分析与改进措施

段 青 胡军伟

0 引言

随着高速公路在国家公路网中所占比例的逐年增大，现代交通的快速、重载、车辆渠化等特征日渐明显，高速公路交通事故率尽管低于低等级公路和城市道路，但因车速高、汽车部件及驾驶员的疲劳驾驶、不良天气原因等，高速公路的交通事故具有破坏车辆多，重大事故比例大的特点，这对行车安全性提出了更高的要求，提高沥青路面抗滑能力、谋求最短的刹车制动距离(尤其是湿滑路面条件下)成为摆在道路科技和养管部门面前的一个迫在眉睫的任务。

1 路面抗滑性能不足的原因

1.1 路面矿料性能差

石灰岩属碱性材料，同石油沥青的粘附性能优于酸性矿料，大多数工程技术人员利用石灰与沥青粘附力强的特点保证施工质量，因而多数采用石灰岩作为路面矿料。但石灰岩硬度低，耐磨性能差，用其修筑路面，抗滑性能难以保证，已建成的公路使用结果表明，石灰岩做矿料修筑的路面抗滑性较石英质岩类差。使用经验表明，石灰岩做沥青矿料的摩擦系数，随时间基本成几何级数衰减:对于二级路面，1年之内摩擦系数FB值已降至2/3，2年内约降至30，而花岗岩类的酸性石料基本上按指数规律变化，1年内FB只降至1/7左右，3年或4年后才为1/4，达到40左右，因而两者衰减差距很悬殊。若一定用石灰岩等碱性矿料，那么应该采用技术措施加以弥补。总之作为路面表层矿料，不仅要从粘结力方面考虑，亦应考虑抗滑耐磨性能。

1.2 表层矿料规格偏小，沥青用量偏大

目前道路路面施工中的沥青表处和嵌入式路面，都为下大上小的嵌缝石料，路面表层用小石屑封面(3mm～5mm)，这些细料与沥青粘结易形成致密的光面，保证不了路面的宏观构造深度。目前二、三级路面的混合料表层也多成细粒式结构，抗滑性能低。另外，由于低标号沥青低温抗裂性差，因此在路面修建时多用较高标号沥青，高标号沥青虽然抗裂性能相对好，但由于粘度低，热稳性差，容易泛油，用于路表往往形成致密油面，从而降低了路面抗滑能力。特别是采用层铺法施工时用油量大，泛油更严重，更难保证路面的抗滑能力。

1.3 路面污染

现有沥青路面多数为砂土质路肩，由于风吹和车带泥土很易污染路面，影响路面的构造深度，雨天易形成一层润滑膜。受污染的路面经测试摩擦系数可降低5～20。

1.4 养护不当

沥青路面营运数年后，因沥青老化而出现裂缝，对此病害需要进行治理。目前治理病害用油砂(石屑)喷撒封层，施工后车轮带走很多石料，形成致密的光滑面，路面光平滑溜，虽然防渗能力提高，但行车安全性下降。局部修补时，大小石子填在坑中后，用行驶汽车碾压，有的石料被抛在坑外，这种修补方式绝对不可能确保原来的抗滑性能。另外，由于部分沥青路面的路肩为土路肩，风吹或车轮带动等原因，泥土进入路中污染路面，影响路面的构造深度，雨天形成一层润滑膜，以致容易发生交通事故。

2 提高路面抗滑性能的措施

2.1 选择合适的材料

沥青表面层中的集料直接承受车轮荷载的冲击和磨损作用，集料或石屑的微观粗糙度较好，颗粒的凸起部分就能穿透水膜和轮胎接触，从而保证车辆行驶时路面的抗滑性能。为了保证表层集料的微观粗糙度的耐久性，除需要满足一般路面集料的技术要求外，还必须满足石料磨光值、磨耗值和冲击值的要求。

2.2 选择能形成良好宏观构造深度的结构

车辆在高速行驶时，路表有良好的宏观纹理，可以使大量的雨水扩散，集料颗粒穿透车轮下形成的水垫和轮胎接触，提供抗滑性能。而这种宏观纹理的形成与表层的结构类型和集料级配有着重要的关系。

目前国内常用的提高路表抗滑性能的混合料类型主要有以下几种:

1)采用改良的复合集料密级配沥青混凝土。这种类型的混凝土比较密实，孔隙率介于6%～10%。但混凝土中粒径在10mm以上的粗集料采用抗磨光的酸性石料，占总料量的30%～50%，细集料和矿粉仍采用碱性石灰岩，其特点是既可增加油石的抗剥落性，又可充分利用两种石料抗磨耗能力的差值，使路面在不均匀的磨损情况下，获得较长时间的抗滑效果。这种结构类型可以用马歇尔试验来确定稳定度、流值和最佳油石比，铺筑厚度一般为2cm～4cm。

2)采用开级配多碎石沥青混凝土。这种沥青混凝土铺筑的路面表层宏观构造深度大，孔隙率在10%以上，碎石含量较多，可达55%～75%，但不能用马歇尔试验确定其稳定度和最佳油石比，需要凭经验进行试拌试压，一般油石比为3.8%～5.5%，可根据当地的气候、交通量和所采用沥青标号等条件确定具体数值。这种面层结构的特点是构造深度大，但透水，需在其下面铺筑防水层，以防透水浸害路面底层。该路面表层铺筑厚度一般为2cm～4cm。

3)采用在热沥青砂层上嵌压抗滑石料。这种结构类型是把抗滑表层和密水层结合起来的一种特殊结构，施工方法是在下面层上铺筑一层1.5cm厚的LH-5型砂粒式沥青混凝土，然后用8 t压路机轻压1遍，趁热将拌有2.0%～3.5%沥青的10mm～15mm的热抗滑石料均匀地撒布在沥青砂上，用压路机碾压，使石料的1/2～3/4嵌入沥青砂中，然后在嵌压石料孔隙间撒布干砂，再用压路机碾压成型。这种结构类型的特点是宏观构造深度大，抗滑石料用量少，这对缺少抗滑石料地区经济效益显著。但在施工中要注意各道工序必须紧密配合，趁热进行。其铺筑厚度一般为1.5cm ～2.0cm。

4)采用倒装结构沥青表面处治层。这种类型是将现行规范中表处路面最后一次嵌缝用封面料倒装施工，下层采用粒径3mm～5mm 的石灰岩石屑，用油量1.2 kg/m2～1.4 kg/m2，上层采用粒径8mm～10mm的抗滑石料，用油量1.5 kg/m2～1.7 kg/m2，使抗滑石料压入底层1/2～2/3。封面料可采用60%的酸性石料同40%的碱性石料掺配，以利用两种石料的抗磨耗能力差值，获得较长期的抗滑效果。这种结构的特点是:宏观构造好，纹理深度大，抗滑石料用量少，施工简便，造价低，可见度好，不眩目，其铺筑厚度一般为1.5cm～2.0cm。

2.3 表面活性剂的应用

抗滑性能好的集料有耐磨的优点，但其中多数属于酸性石料，同沥青的粘结力相对来说不如碱性石料好。实验证明粘附等级不低于3级的可以直接使用，如低于3级者，为提高其抗剥落性能，应掺加表面活性剂。

2.4 施工控制

1)平整度。抗滑表层平整度要求从基层抓起，对各结构层的最大不平整度限制如下:基层应小于10mm;上、下面层应小于5mm;抗滑表层应小于3mm。

2)对油石比和沥青混合料施工温度的控制。油石比要求误差控制在±0.3%以内。沥青混合料施工温度要求:出厂温度控制在140℃ ～160℃;摊铺温度应大于120℃;初压温度应大于100℃;终压温度应大于70℃。

3)接缝处理。在摊铺混合料时，对接缝处要清除塌落或未充分压实部分，以确保缝边整齐顺直，待涂刷粘层沥青后再接着摊铺新的混合料并碾压。

4)对嵌压式结构的施工要求。嵌压式结构是在下面层上铺筑一层厚1.5cm的砂粒式沥青混凝土(LHS)，然后用8 t压路机轻压一遍，紧接着将拌有2%～3.5%沥青的10mm～15mm的热石屑，按6 kg/m2～8 kg/m2耐均匀撒铺在沥青砂上，趁热用压路机碾压2遍，使石屑3/4嵌入沥青砂中，然后撒上一层干砂，使其填满石屑的空隙，再用12 t压路机碾压成型，待路面冷却后即可开放交通。

对嵌压式结构在施工中还应注意如下几点:

a.各工序间要紧密配合，趁热进行;

b.嵌压石料要选择磨光值大的均匀颗粒，拌匀后要趁热运到工地;

c.沥青砂要按照马歇尔试验指标控制用油量;

d.撒砂后应及时碾压，使其通过砂来增强沥青砂的压实度，并能减少石屑被压碎，减慢沥青砂的降温速度;

e.石屑要撒布均匀。

3 结语

通过选择合适的材料，选择能形成良好宏观构造深度的结构，应用表面活性剂，加强施工控制来提高路面抗滑性能。

［1］ 曾永旺.提高低等级公路沥青路面抗滑能力的技术措施［J］.湖南交通科技，2005(1):42-43.

［2］ 白鸿莲.提高沥青路面抗滑性能的措施［J］.山西交通科技，2003(3):31-32.

［3］ JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范［S］.