冷拌碎石磨耗层在高速公路抗滑性能提升中的应用研究

陈广辉 张苏龙

摘要：良好的高速公路抗滑性能对保证雨天行车安全起到重要作用，为恢复高速公路长期使用后的路面抗滑性能，研究采用以环氧基改性乳化沥青作为粘结剂、5mm玄武岩碎石组成的冷拌碎石磨耗层对高速公路原路面进行处治，并对其构造深度、摩擦系数及噪声状况等指标进行了检测。结果表明，本技术能够有效提升运营期高速公路抗滑性能，具有较好的应用价值。

关键词：运营期  高速公路  超薄磨耗层  抗滑性能

中图分类号：TU27   文献标识码：A

Research on the Application of the Cold-Mixed Macadam Wearing Layer in the Improvement of Anti-Sliding Performance of the Expressway

CHEN  Guanghui   ZHANG  Sulong

（Jiangsu Easttrans Intelligent Control Technology Group Co.， Ltd.， Nanjing， Jiangsu Province， 210049 China）

Abstract： Good anti-sliding performance of the expressway plays an important role in ensuring driving safety in rainy days. In order to restore the anti-sliding performance of the expressway pavement after long-term use， the cold-mixed gravel wearing layer composed of epoxy-modified emulsified asphalt as binder and 5mm basalt macadam is used to treat the original pavement of the expressway， and the indicators such as its structure depth， friction coefficient and noise condition are tested. The results show that this technology can effectively improve the anti-sliding performance of the expressway in operation period and has good application value.

Key Words： Operation period; Expressway; Ultra-thin wearing layer; Skid resistance

随着高速公路运营时间的增加，沥青路面的抗滑性能在行车的磨耗和压密作用下将逐渐降低，导致潮湿多雨季节极容易造成交通事故。因此，为提升沥青路面抗滑性能，保证行车安全，国内外学者对抗滑性能的影响因素[1-2]、衰减规律[3-4]及相关对策[5-6]进行了深入研究，以期能促进了高速公路抗滑提升技术的发展。

1 路面抗滑性能提升处治技术比选

为了能够制订有针对性的抗滑性能提升方案，笔者对比分析了常见的路面抗滑性能提升技術，结果如表1所示。

综合对比可知，相比其他3种抗滑性能提升技术，冷拌碎石磨耗层具有较好的施工经济性，同时无需专用的施工设备，施工灵活度高。

2 冷拌碎石磨耗层材料组成及工艺

2.1 原材料

2.1.1 集料指标

冷拌碎石磨耗层集料采用5mm粒径的玄武岩，其技术指标检测结果如表2所示，满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的要求。

2.1.2 环氧基改性乳化沥青技术指标

路面粘结剂的质量是保证抗滑耐久性的关键，采用专用的环氧基改性乳化沥青固化后具有较高的粘结力，可将磨耗层碎石固定在路面上，同时具有较好的延展性，不出现“脆化”现象，可有效防止裂缝的产生。此外，在采用高剂量情况下，环氧基抗滑磨耗层不出现泛油病害。环氧基改性乳化沥青检测结果如表3所示，满足对应的技术要求。

2.2 施工工艺

2.2.1 预拌碎石

采用工程中常用的3～5 mm、5～10 mm玄武岩碎石通过拌和楼过4 mm筛网，筛上部分即为磨耗层碎石，并起到初次除尘作用。然后采用拌和楼进行预拌，在碎石表面裹覆薄层沥青，便于撒布和提高粘结力。采用MARINI3000拌和楼进行预拌，裹覆沥青采用普通基质沥青，沥青用量以0.5%控制。

2.2.2 原路面环氧基改性乳化沥青撒布

在进行同步碎石车封层撒布前，需在原路面表面撒布一层环氧基改性乳化沥青，洒布量为0.5 kg/m2，同时需待乳化沥青完全破乳方可进行下一步工序（破乳时间需根据现场天气条件确定）。

2.2.3 同步碎石封层车施工

为保证粘结剂与碎石封层的有效粘结，应采用同步碎石封层车施工。将预拌的玄武岩碎石及环氧基改性乳化沥青同步铺洒在路面上，使玄武岩碎石颗粒与刚喷洒的环氧基改性乳化沥青充分接触，增加两者的裹覆面积，再通过胶轮压路机碾压（压路机碾压质量为30 t，现场以3遍碾压控制），从而形成冷拌碎石磨耗层。施工后采用路面清扫车将路表多余的碎石清理干净，以保证冷拌碎石磨耗层表面的洁净程度。在本次施工中，玄武岩碎石洒布量为8 kg/m2，环氧基改性乳化沥青为1.3 kg/m2。

2.2.4 上部环氧基改性乳化沥青洒布

待同步碎石封层车撒布完成后，等待环氧基改性乳化沥青完全破乳后，再次进行环氧基改性乳化沥青的二次喷洒，上部洒布量为0.5 kg/m2。

3 冷拌碎石磨耗层施工质量检测

为评价碎石冷拌碎石磨耗层的使用效果，对已完工路段进行路面抗滑、噪声状况的检测，具体内容如下。

3.1 路面抗滑性能检测

分别采用摆式摩擦仪和手动铺砂法对未处理路面和冷拌碎石磨耗层路面的摩擦系数和构造深度进行检测，结果如图1、图2所示。

由图1和图2可知，采用冷拌碎石磨耗层对原路面进行处治后，路面的摩擦系数和构造深度值分别提高了65%和55%，有效恢复了路面的抗滑性能。

为进一步分析冷拌碎石磨耗层抗滑性能的变化情况，分别在通车运营4周和8周后对其进行摩擦系数和构造深度检测，结果如图3所示。

由图3可知，冷拌碎石磨耗层摩擦系数和构造深度值随通车时间的增加出现一定程度地下降，但整体抗滑性能仍处于较好的水平。

3.2 路面噪声状况分析

采用噪声检测仪法分别针对冷拌碎石磨耗层路面、拉毛处理路面以及原路面进行噪声状况检测，检测车型为哈弗H5，车内保持安静，将噪声检测仪置于司机耳边，以80km/h的速度尽量匀速地通过检测路段，记录车内的噪声数据，检测结果如图4所示。

由图4可知，在车速为80km/h行驶时，相邻未拉毛路面车内噪声约65dB，拉毛处治后路面的车内噪声均高于原路面4dB左右，拉毛后路面车内噪声感觉明显提高；另外，采用冷拌碎石磨耗层对拉毛路面进行处治后，路面车内噪声降低约2个分贝，但仍高于相邻未拉毛路面，原因可能是采用冷拌碎石磨耗层处治后路面平整度提高，降低了轮胎与路面接触时的振动噪声。

4 结语

文章对由环氧基改性乳化沥青作为黏结剂、5mm玄武岩碎石组成的冷拌碎石磨耗层的应用进行了总结，主要结论如下：（1）冷拌碎石磨耗层具有较好的施工经济性，同时无需专用的施工设备，施工灵活度高；（2）冷拌碎石磨耗层原材料由5mm粒径玄武岩和环氧基改性乳化沥青组成，施工工艺包括预拌碎石、原路面环氧基改性乳化沥青撒布、同步碎石封层车施工、顶部环氧基改性乳化沥青洒布等步骤；（3）采用冷拌碎石磨耗层可以有效提高原路面的抗滑性能，同时车内噪声较小，能够提高路面行驶的安全舒适性。

参考文献[1] 何俊辉，陈海涛，赵艳娜，等.基于灰关联法的沥青路面抗滑性能影响因素研究[J].中外公路，2020，40（6）：47-52.

[2] 樊浩.公路沥青路面抗滑性能影响关键因素与改善措施研究[J].工程质量，2020，38（9）：80-85，97.