防滑降噪沥青路面抗滑性能研究

刘 芳

（1．河南省交通规划设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450000；2．河南省交院工程检测科技有限公司，河南 郑州 450000）

1 抗滑性能测试分析

由于防滑降噪沥青路面具有较大的空隙率，因此耐久性较差，在早期的使用过程中往往会引发多种路面病害问题，后经改善原材料、级配的设计方法等，大幅提升了路面耐久性与抗滑降噪性能，由此可见，对于防滑降噪沥青路面抗滑性来说，级配选择是否合理极为关键。为此，该文采用四类不同空隙率级配试验方案与三类沥青进行试验检测，具体见表1、表2。

表1 级配试验方案

表2 各级配所用沥青用量

该次防滑降噪沥青混合料抗滑性能测试，可通过摆式摩擦系数测定仪获取摆值，通过人工铺砂法获取构造深度，所得结果如下。

级配I：空隙率4%。1）70#重交沥青材料，所得摆值为44BNP，构造深度为0.49 mm。2）东海高粘改性沥青，所得摆值为44BNP，构造深度为0.42 mm。3）壳牌高粘改性沥青，所得摆值为45BNP，构造深度为0.48 mm。

级配II：空隙率17%。1）70#重交沥青材料，所得摆值为51BNP，构造深度为1.56 mm。2）东海高粘改性沥青，所得摆值为51BNP，构造深度为1.62 mm。3）壳牌高粘改性沥青，所得摆值为52BNP，构造深度为1.55 mm。

级配III：空隙率20%。1）70#重交沥青材料，所得摆值为52BNP，构造深度为1.78 mm。2）东海高粘改性沥青，所得摆值为53BNP，构造深度为1.75 mm。3）壳牌高粘改性沥青，所得摆值为53BNP，构造深度为1.79 mm。

级配IV：空隙率23%。1）70#重交沥青材料，所得摆值为56BNP，构造深度为1.85 mm。2）东海高粘改性沥青，所得摆值为56BNP，构造深度为1.96 mm。3）壳牌高粘改性沥青，所得摆值为57BNP，构造深度为1.95 mm。

由此可见，针对空隙较大的沥青混合料来说，当级配相同时，沥青混合料不同，但其摆值基本相同，差距不大，表明对于排水沥青混合料而言，沥青材料对其抗滑性张岩波能影响较小。此外，在空隙率不断增大的同时，摆值也会随之增加，同时，级配II 以上的摆值都超过了51 BNP，且构造深度在1.50 mm 以上，相比普通密级配路面，表明防滑降噪沥青路面的抗滑性能更佳，这也是确保沥青路面耐久性的关键。

2 工程概况

为了检验防滑降噪沥青路面的抗滑性能，该文以某公路工程为例进行分析。此次为大修路面工程，选取其中一段具有代表性的路段为试验段，全长1 000 m，起讫桩号为K67+000～K68+000 段。按从上到下的顺序路面结构形式：4 cm 防滑降噪沥青混凝土+乳化沥青粘层+5cm 中粒式沥青混凝土+1cm 同步碎石封层+乳化沥青透层。

由于此次施工天气寒冷为冬季，为了避免沥青混合料在运输等环节出现结团等情况，对摊铺施工造成严重影响，必须合理控制沥青黏度。决定选用50 000 Pa·s 以上作为此次改性沥青动力黏度标准，选择东海牌SBS 高粘改性沥青作为沥青胶结料。

3 跟踪观测分析

在完成施工作业后，针对该试验段防滑降噪沥青路面的抗滑性能进行了跟踪观测。该次试验选择防滑降噪沥青路面与普通开级配沥青路面进行对比分析，同时，自该路段通车运营以后，分别于对工后、工后1 个月、工后半年、工后一年进行了4 次跟踪测试，接下来，将针对摆式摩擦系数、构造深度两方面对路面抗滑性能进行评述。

3.1 摆式摩擦系数测试

路面的微观纹理与宏观纹理都会对防滑降噪沥青路面的抗滑性能造成一定影响。微观纹理是指路面面层所采用的集料类型，而面层混合料的级配则属于宏观纹理。通过摆式摩擦仪就可以测量出路面的抗滑性能，摆值和抗滑性能之间为正比关系。该文通过此仪器，对防滑降噪沥青路面与普通密级配沥青路面的摆值进行分别测定与对比分析，根据4 次跟踪测试，所得结果的平均值如下。1）防滑降噪沥青路面。工后摆值平均值为51.1 BNP，工后1 个月摆值平均值为58.2 BNP，工后半年摆值平均值为62.4 BNP，工后一年摆值平均值为64.2 BNP。2）普通密级配沥青路面。工后摆值平均值为53.3 BNP，工后1 个月摆值平均值为48.7 BNP，工后半年摆值平均值为51.3BNP，工后一年摆值平均值为51.7BNP。

通过上述数据可知2 点。1）在一年期的跟踪观测中，前期防滑降噪沥青路面的摩擦摆值偏低，但伴随时间的增加，摩擦系数也将随之增加。其主要原因在于路面完工后，主要依靠在集料裹附的沥青膜抗滑，因此摩擦力相对较低。在行车荷载一年时间的长期碾压作用下，路面表层沥青膜将越来越薄，磨耗掉了大量沥青薄膜，甚至有集料颗粒裸露，此时主要通过集料棱角等增加路面抗滑性能，因此摆值相对偏大。预测随着时间的推移，经过进一步磨平集料颗粒棱角，路面抗滑性能也会随之降低，摩擦系数、摆值同样会随之减小。2）在工后初期，不同类型的2 种路面摆值较为相近，此时还无法展现出防滑降噪沥青路面的优势，但是随着时间的不断增加，相对于普通密级配沥青路面，防滑降噪沥青路面摆值会不断增加，两者差距增大。由此可见，沥青混凝土集料表面特征、粗集料的磨光性等均会影响摆值，且混合料的骨架空隙结构与骨料磨光性直接决定了路面抗滑能力的大小。

3.2 构造深度测试

从一定程度上来看，路表宏观构造对高车速下摩擦力起决定作用，随着车速加快，摩擦力甚至会衰减到极端，或者出现水漂情况，在这种情况下“0”为车轮路面的附着系数。为了验证路面的抗滑性能，该文针对2 种不同的路面类型采用铺砂法进行构造深度跟踪观测，并对两者的路面宏观构造进行对比分析，所得结果见表3。

表3 构造深度测试结果

由此可见，1）相比普通密级配沥青路面，防滑降噪沥青路面的构造深度相对较大，其原因在于防滑降噪沥青路面采用开级配沥青混合料，集料间的孔隙较大，采用铺砂法测试时，与普通密级配沥青路面相对，向路面空隙内渗入的砂要多很多，进而具有较大的构造深度。2）随着时间的不断增加，不同类型的2 种路面构造深度均呈下降趋势，但是防滑降噪沥青路面降速更快。其原因在于在路面空隙内砂的通过率降低了。由于防滑降噪沥青路面自身空隙较大，在行车荷载反复作用下，空隙进一步压缩，此时会进入很多细小颗粒，例如灰尘等，从而减小空隙的有效面积。因此，相比普通密级配沥青路面，防滑降噪沥青路面的构造深度衰减速度较快。3）构造深度降幅最大位于工后半年前，主要原因在于混合料级配与压实度直接决定了构造深度。在开通道路交通后，路面压实度越来越大，此时构造深度降速较为显著。

4 结语

综上所述，改革开放40 年来，我国公路建设事业取得了显著的成绩。道路交通方便人们出行的同时，也会带来诸多弊端。如道路路面问题、交通噪声污染等，如果影响较大，必将危害社会稳定及经济发展。尤其是在雨天行车时，发生交通事故的概率为正常天气下的5 倍之多。防滑防噪沥青路面的应用，不仅能够减轻对路基的危害，还能提升路面抗滑性能、减少噪声，是当前解决不良天气安全行车的有效措施。抗滑性是路面性能之一，只有提高路面抗滑性，才能为防滑降噪沥青路面的推广与应用提供可靠保障。