冷涂型薄层彩色防滑路面性能及应用

王兆林

（上海南环高速公路建设发展有限公司，上海市 200435）

0 引言

目前我国高速公路部分路段如隧道出入口、匝道、收费口等处普遍存在着抗滑性能不佳的问题。在雨雾等不良气候条件下，道路表面湿滑，极易引发交通事故。而在道路面层上铺设彩色防滑材料，不仅可以起到装饰路面的作用，同时可以提醒驾驶人员，提高车辆和路面的摩阻系数，防止打滑产生交通事故。因此，在隧道出入口、匝道、收费口等交通事故频发路段铺设薄层彩色路面防滑材料已被普遍认可和接受[1]。

1 冷涂型彩色防滑路面表面构造

按照施工方式，薄层彩色防滑路面可以分为热熔型和冷涂型两大类[2]。热熔型彩色防滑路面工后摆值（BPN）通常在60左右，虽然初始附着性能较好，但是耐久性差。冷涂型彩色防滑路面工后摆值（BPN）普遍不小于70，抗湿滑性能优越，抗压和压缩剪切性能良好，附着性能突出，近年来已经逐渐成为我国公路彩色路面主要的应用形式[3]。

冷涂型彩色防滑路面材料主要由基料和骨料两部分组成[4-5]。基料为双组分，包含主剂（由环氧树脂和聚氨酯等组成）、固化剂。在常温下基料主剂与固化剂通过化学反应形成基料层，厚度为0.8～2.5 mm。骨料通常采用石英砂、玄武岩或铝矾土颗粒,颗粒粒径为1～4 mm，莫氏硬度值应不小于6。薄层彩色防滑路面构造如图1所示。

图1 冷涂型薄层彩色防滑路面构造

2 冷涂型彩色防滑路面性能试验

2.1 试样制备

保持25℃的试验温度条件，将基料的双组分（主剂与固化剂）按5∶1的质量比混合并搅拌均匀，其中主剂主要由环氧树脂、聚氨酯、填料和活性稀释剂组成（环氧树脂为主剂主要组分，其质量分数为40%～60%）；基料的用量为2 kg/m，涂层厚度为2～4 mm；基料层涂抹完毕后，在基料上立即撒布彩色防滑骨料，直至骨料全部覆盖基料。通常骨料的撒布厚度为3～5 mm，撒布量为6～10 kg/m。

2.2 性能测试

参照《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008）、《路面标线涂料》（JT/T 280-2004）、《色漆和清漆拉开法附着力试验》（GB/T 5210-2006）、《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）、《路面防滑涂料》（JT/T 712-2008）等试验规程，对试样进行抗滑性能、抗压性能、附着性能、磨光值和莫氏硬度等性能测试。

（1）抗滑性能。表1为冷涂型彩色防滑路面试样抗滑性能试验结果。由表1可知：冷涂型彩色防滑路面试样的摆值（BPN）为75～83，高于路面设计规范要求（BPN≥45），同时高于防滑型路面的要求（BPN≥70），说明其抗滑性能表现优异；此外，通过表1还可以看出，随着骨料粒径的增加,试样构造深度随之增大，即骨料粒径与试样的构造深度之间存在一定的正比关系。

表1 抗滑性能试验结果

（2）附着性能。参照试验规范，进行附着性能试验，基料的附着力随主剂中环氧树脂质量分数(以主剂质量为基准）、固化剂质量分数(以环氧树脂质量为基准）增加的变化曲线如图2所示。

图2 基料附着力与环氧树脂和固化剂质量分数的关系

试验结果表明，环氧树脂和固化剂的质量分数对基料的附着性能影响较大。当环氧树脂质量为主剂质量的45%左右时，基料附着力达到极大值，当环氧树脂质量超过主剂质量的45%时，基料附着力随之略有下降。此外，当固化剂质量为环氧树脂质量的40%左右时，基料附着力达到最大值12 MPa。

（3）骨料性能。骨料性能试验结果如表2所示。由表2可以看出，骨料性能（磨光值和莫氏硬度）高低与骨料种类有关，石英砂、玄武岩、铝矾土这3种骨料的磨光值均达到或超过70，满足《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）对磨光值的要求（PSV＞42）；此外，玄武岩、铝矾土这2种骨料的莫氏硬度均满足《路面防滑涂料》（JT/T 712-2008）对莫氏硬度的要求（不小于6）。其中铝矾土的骨料性能最佳。

表2 骨料性能试验结果

3 工程实例

3.1 概况

根据某隧道2016年交通事故数据，隧道上行方向共发生事故144起，下行方向共发生事故57起，上行方向尤其以入口段事故居多。经分析，上行方向隧道入口处于2.9%纵坡段，车辆经由连接匝道进入隧道后，正好位于下坡路段。驾驶员在隧道内未必对道路坡度有清楚的判断，可能对车辆间距控制不妥，容易因车辆制动不及时而诱发事故，因此造成了上行方向隧道入口范围内事故频发。隧道标准断面图见图3。

图3 隧道标准断面图

3.2 彩色防滑路面施工

隧道面层彩色防滑路面施工于2017年9月在上行隧道入口下坡段全车道宽度进行，具体实施范围为：上行方向 K27+600～K27+820、K27+920～K28+100、K28+200～K28+800，总长 1 km，路面面积11 250 m2。隧道彩色路面施工见图4。

图4 隧道彩色路面施工

主要施工流程为：

（1）首次施工应封闭交通。由于隧道交通流量较大，因此施工时间为夜间22：00至次日凌晨4：00，在此时间段封闭施工区域的交通。

（2）清洗路面。通常采用含量为5%的盐酸清洗施工区域，施工区域隧道铺装经自然晾干或烘干机烘干后，采用空气喷枪清除表面灰尘，并对表面裂纹及小洞进行修补，确保路面干燥整洁无病害。

（3）保护非施工区域。采用黄色胶带对施工区域围封，以免彩色沥青对非施工区域产生污染。

（4）制作基料。根据要求将主剂与固化剂按照5:1的质量比拌合，使其满足施工和规范的要求，并采用搅拌器充分搅拌，制成施工用的基料。

（5）摊涂基料。将制作好的基料摊入围封的施工区域，再用施工用刷将其均匀摊涂，禁止出现遗洒或过薄过厚的现象，遗洒要及时人工补刷，过厚应及时摊匀，保证基料用量为2.6～2.8 kg/m2。

（6）撒布骨料。摊涂基料后，立即将1～3 mm粒径碎石均匀铺撒在基料上，以完全覆盖基料为准。确保撒播量为 15 kg/m2。

（7）骨料撒布1 h后，撕下胶带。自然条件下养护3～4 h（固化时间），并清除多余骨料后开放交通。

路段工前工后相关试验参数指标如表3所示。

表3 路段工前工后相关试验参数指标

4 结语

（1）冷涂型彩色防滑材料的摆值（BPN）为75～83，且随着骨料粒径的增加,材料构造深度也随之增大，即其抗滑性能表现优异。

（2）环氧树脂和固化剂的质量分数对基料的附着性能影响较大，当环氧树脂质量占主剂质量的45%左右时，基料附着力达到极大值，即主剂中环氧树脂的质量分数应控制在45%左右。

（3）骨料性能（磨光值和莫氏硬度）高低与骨料种类有关，石英砂、玄武岩、铝矾土这3种骨料的磨光值均达到或超过70，玄武岩，铝矾土的莫氏硬度均大于6，其中铝矾土的骨料性能最佳。

（4）以某隧道出入口铺设冷涂型彩色防滑路面为实体工程，工后试验检测摆值和构造深度均满足相关规范要求，即冷涂型彩色路面的施工提升了路面抗滑系数，可在一定程度上减少交通事故的发生。

[1]唐江龙.浅议彩色防滑路面的性能及应用 [J].西部交通科技,2013,68（3）：15.

[2]詹红菊,马雪涛,严文,等.环氧胶粘剂在市政彩色防滑路面铺装中的应用[J].中国市政工程,2016（6）：47-49.

[3]张文才.环氧彩色防滑路面施工过程存在的问题及对策[J].山西交通科技,2016（2）:16-18.

[4]薛常龙,曹玉华，李长江，等.薄层彩色防滑路面应用技术的国内外研究进展与展望 [J].公路交通科技（应用技术版）,2017,147（3）：46-49.

[5]薛常龙,曹玉华，李长江，等.环境友好型彩色防滑路面材料研制与性能研究[J].公路交通科技（应用技术版）,2017,148（4）：119-122.