防滑降噪沥青路面磨耗层抗滑性能研究

谭利+刘威+汤显平

摘要：为了研究防滑降噪沥青路面磨耗层的抗滑性能，跟踪实测了试验路段OGFC-13抗滑磨耗层的构造深度与横向摩擦系数，并与相邻密级配沥青路面试验路段面层的测量结果进行了对比，结果表明：防滑降噪沥青路面的构造深度随时间而出现衰减，但还是要比密级配沥青路面的构造深度大得多；防滑降噪沥青路面磨耗层横向摩擦系数出现持续增大的规律，与密级配沥青路面的变化规律不一致，防滑降噪沥青路面后期表现出抗滑特性优势。

关键词：防滑降噪沥青路面；抗滑性能；构造深度；横向摩擦系数

中图分类号：U416.217

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）20-0129-02

1 引言

调查研究结果表明，30%左右的道路交通事故是由于道路的原因导致的。影响道路交通事故的主要原因除道路线型设计外还与环境条件、路面材料、路面破损程度、路面抗滑性能、路面平整度等因素有关，其中路面的抗滑性能至关重要。20世纪80年代，英国调查研究指出：路面的摩擦系数每提高0.1SFC，雨天事故率就降低13%[1]，抗滑性能的提高，一定程度上能大幅提高行车安全。降雨会导致路表面覆盖一层水膜，由于水膜的润滑作用，使得路面变滑，轮胎与路面的附着系数显著降低，如果车辆行驶速度过快易产生“水漂”现象[2]，使得车辆方向失控。夜间行车时，灯光照射在路表水膜上易发生镜面反射，造成眩光现象，对驾驶人的行车路线造成干扰，最终导致各种交通事故的发生。

为了适应当地多雨气候，提高路面的抗滑性能，湖南省交通科技计划项目在浏阳试铺筑了一条防滑降噪沥青路面。防滑降噪沥青路面以单一粒径碎石为主，按嵌挤原理形成骨架-空隙结构的开级配沥青混合料，通常空隙率为15%～25%，它能够从面层的连通大孔隙向两侧排走路面雨水，减少路面水膜效应，提高路表面的抗滑性能。

2 工程概况

试验路段位于湖南长沙市浏阳S103线K67+00-K68+00段，全长1 km，宽12 m，双向两车道，设计车速为60 km/h，为二级公路大修改建道路。路面结构层设计为：上面层4 cm厚开级配沥青混合料抗滑磨耗层，下面层5cm厚中粒式AC-20C沥青混凝土，中间使用乳化沥青作为粘层。为了保证路面结构的稳定性，试验段采用中国石化SBS改性沥青为粘结油，使用江西辉绿岩集料和 石灰岩矿粉填充，各项技术指标均满足要求。

3 试验与分析

试验路铺完后我们在2015年的1月、4月、6月、9月、12月分别对防滑降噪沥青路面与密级配沥青路面进行常规的渗水系数、3 m直尺法平整度、铺沙法构造深度、噪音、摆式摩擦系数等性能检测试验。本论文只对两种沥青路面的构造深度与摩擦系数进行比较分析。

3.1 路面构造深度测试

两种沥青路面的构造深度均采用手工铺砂法由同一个人测定。分别选取三个典型桩号，防滑降噪沥青路面测点桩号为K67+000、K67+500、K67+900，密级配沥青路面的测点桩号为K66+900、K66+400、K65+900。构造深度测量是在每个桩号的行车轮迹带上每隔3 m测1个点，共测三处取均值。一年中5次测定的地点桩号相同，所以测量的结果具有可比性。图1为防滑降噪沥青路面与密级配沥青路面一年中5次构造深度的平均值对比图。

从图1中可以看出，密级配沥青路面的构造深度随着道路的使用时间变化不大，线型基本稳定，趋于水平发展；防滑降噪沥青路面的构造深度随道路的使用时间显著减小，特别是第2次和第4次较为明显，主要因为在荷载反复作用下，路面结构发生变化，空隙率稍微有减小，并且该路面为二级公路，各种行驶车辆轮胎没有进行清理，孔隙被灰尘与垃圾堵塞，但是在第5次测试结果中可以看出，防滑降噪沥青路面的构造深度减小的不明显，这与路面结构稳定和当地的气候条件、车辆清洁有关，因为在11月和12月初期，浏阳出现多雨天气，雨水将孔隙中堵塞的部分尘土与垃圾冲走，所以，出现了构造深度减小不明显的情况。总而言之，虽然防滑降噪路面的构造深度出现了衰减，但还是要比密级配的大得多。

3.2 路面摆式摩擦测试

沥青路面的抗滑性能主要与轮胎-路面的宏观纹理和微观纹理有关，即与面层的使用集料、使用的混合料级配有关，一般借助摆式摩擦仪来测定，用摆值进行计算分析，因为摆值与抗滑性能成正比[3]。

采用摆式摩擦仪分别测定两种沥青路面的摆值，选取的桩号与测量构造深度的桩号相同，在每个桩号的行车轮迹带上每隔3 m测5个数据，共测三处。一年中5次测定的地点桩号相同，所以测量的结果具有可比性。图2为防滑降噪沥青路面与密级配沥青路面一年中5次测试的摆值的平均值对比图。

从图2中可以看出：①在跟踪观测的一年时间内，防滑降噪沥青路面的摩擦系数随时间变化而持续增大，但是在初期摩擦系数较低，主要是由于路面摊铺初期，集料上面裹覆的沥青较厚，在测试中，抗滑磨耗层的表面比较光滑，所以初期的摩擦系数较低。随着车辆荷载和车辆轮胎的反复磨耗作用，集料表面的沥青膜被磨耗变薄再慢慢的被磨耗掉，露出较多的集料，此时路面的抗滑性能主要依靠集料的棱角性与集料表面的纹理构造，摩擦系数随之也增大。②在观测初期，密级配沥青路面的摆值与防滑降噪沥青路面很接近，防滑降噪沥青路面的抗滑优势不明显，但是在后期的观测中可以看出，防滑降噪沥青路面的摆值明显高于密级配沥青路面，超过其近20%。密级配沥青路面的摆值出现初期减小，后期缓慢增大的情况，这与路面面层的沥青混合料有关。在沥青路面的持续使用中，集料会进一步磨平，测试摆值会越来越小，摩擦系数越来越小，路面的抗滑性能会出现减弱，所以，为了保证路面的抗滑性能，在选取良好的集料与采用较好的级配和较适宜的施工技术上至关重要的。

4 结论

通过对防滑降噪沥青路面与密级配沥青路面的构造深度和摩擦摆值结果的对比分析，可以得出以下结论。

（1）随着路面服役时间的增加与有效孔隙的变化与堵塞，防滑降噪沥青路面的构造深度逐渐减小，出现了明显的衰减，但是还是要比密级配沥青路面的构造深度大得多。

（2）在路面的使用初期，两种沥青路面的抗滑能力很接近，防滑降噪沥青路面的抗滑性能优势不明显。主要原因为混合料沥青膜较厚，沥青本身较光滑。

（3）从对比图和分析结果看出，横向摩擦力系数与构造深度没有明显的相关特性。

（4）随着路面服役时间的增加，防滑降噪沥青路面表现出明显的抗滑性能，比密级配沥青路面的抗滑性能超出近20%，主要是由于面层集料沥青膜被慢慢磨耗，集料的棱角与表面纹理起到抗滑作用。预测路面使用后期，路面的抗滑性能会逐渐衰减，但还是具有一定的抗滑性能。

参考文献：

[1]尹江华.沥青路面抗滑表层结构型式及抗滑性能评价[J].交通标准化，2012（15）：98～100.

[2]曹东伟，刘清泉，唐国奇.排水沥青路面[M].北京：人民交通出版社，2010.

[3]佘金波.沥青路面的抗滑性分析及OGFC抗滑表层设计[D]. 南京： 东南大学， 2005.