如何修筑具有高抗滑能力的沥青路面
来源:特铺技术中心 江苏中路工程技术研究
发表日期:2016-01-06 18:27:06
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    一、路面抗滑能力的意义
    为了行驶安全,道路表面应具有充足的抗滑性能,提供良好的纹理。在湿润条件下,车轮与路面间的摩擦很大程度上取决于路表的几何机构(即纹理)、污染物状况、水膜厚度、轮胎状况以及行驶速度。路面抗滑能力反映路表纹理对路面和轮胎间摩擦的影响,是路面的一种性能。抗滑能力通过特定条件下的摩擦测试得到,最常用的方法有便携摆式摩擦系数仪和侧向力系数仪,此外还有室内和现场的动摩擦系数仪以及现场线性测试拖车等。




       
    其中横向力系数与交通安全的相关性最强。德国研究表明,路网中某路段出现交通安全事故黑点的概率与80km/h的横向力系数成反比,当此值从0.47下降到0.27时,该路段成为安全事故黑点的概率从2%提高到10%。有鉴于此,同时兼顾汽车行驶动力学要求, 80km/h的横向力系数验收值不低于0.53,使用期警戒值为0.39,阈值为0.32。

    我国公路沥青路面设计规范对高速公路、一级公路沥青路面的抗滑性能以横向力系数测试车在 60km/h 车速下得的横向力系数(SFC60 )和构造深度(TC)为主要指标,在交工验收前或开放一年之内(除冬季外)测试的路面抗滑性能指标应满足下表要求。


    注:1. 横向力系数 SFC60——用横向力系数测试车,在 60km/h±1km/h 车速下测得的横向力系数。2. 路面宏观构造深度TD可用铺砂法或激光构造深度仪测定。
    二、路表纹理的意义
    路表纹理是指实际路面相对设计线型的完全理想曲线或直线的高程偏差,按照观察的尺度可以分为巨观、宏观或微观表面,不同尺度的纹理直接影响到路表的使用性能,如抗滑、光学性质、噪音、滚动摩擦和动态荷载等。

 
    巨观以上尺度纹理主要取决于设计线型,宏观纹理主要取决于设计级配和集料形状,微观纹理则主要取决于集料性质,施工因素对纹理也有较大的影响,而持久的抗滑能力则主要取决于集料的矿物学性质和荷载、环境等外界因素。
    三、提高路面抗滑能力的途径
    通过对路面抗滑能力的影响因素研究,提高路面的抗滑能力需要从设计中的原材料选择和施工中的质量控制两方面入手,保证路面具有足够的初始和长期抗滑能力。
    1、矿料的选择:
    粗集料的磨光值(PSV)对维持路表抗滑能力有重要作用,从结构上说耐磨性就是粗集料保持其表面纹理和棱角的能力,需要从所采用的岩石性质考虑。
    选择矿物分布方向性不规则、晶粒大小在0.01~0.1mm间的石质
    选择晶粒大小不均的沉积岩如杂砂岩或具有斑晶结构的火成岩如石英斑岩等做粗集料
    选择主要成分与次要矿物硬度和解理性质差别显著的岩石类型
    细集料选用石英质石料表面锋利度优于硅酸盐和碳酸盐类的石料
    在允许的条件下,面层采用小粒径混合料有利于提高耐磨性



杂砂岩和斑岩
    2、面层沥青合料的设计和实施因素
    密级配AC类面层的沥青胶结料与各粒组的矿料比例较为均衡,因此粗细、集料共同决定最终的抗滑能力,选用符合上述要求的粗、细集料,合适的沥青用量和粉胶比含量可避免泛油导致开放交通初期打滑,必要时可采用特殊措施,如德国密级配沥青混凝土面层普遍在摊铺后、初压前撒布一层干的或采用少量沥青裹附的粒径为1~3mm(0.5~1kg/m2)或2~5mm(1~2kg/m2)碎石,当表面有降噪要求时则撒布1~3mm的碎石,压实完成后扫除松散的颗粒。
    沥青玛蹄脂碎石SMA含粗集料多、细集料少,因而选用高摩擦、耐磨光的粗集料类型对提高摩擦有决定性作用,必要时也可采取撒布碎石终压的办法。
    多孔沥青混合料PA与SMA类似,应优先选用高摩擦、耐磨光的粗集料,由于大空隙的特点,PA允许有较厚的沥青膜,且不适合撒布碎石,因而其早期抗滑能力普遍较差,必要时进行限速,待开放交通一段时间后,表面沥青膜被磨平,集料表面露出,即可具有较高的抗滑能力。
    浇注式沥青混凝土GA或MA用于面层时,几乎无一例外向热的浇注式沥青混凝土表面撒布沥青预拌的热集料,集料采用保温设备运至现场,其粒径可以为粗集料或为2~5mm,用量可达10~15kg/m2,采用人工或机械撒布,撒布后采用胶轮和光面钢轮压实。
    从施工角度需要避免水平向和垂直向的混合料的离析,水平离析可能由于不合理摊铺机操作造成,如缺乏螺旋布料器时一味的加宽熨平板、摊铺机料仓内粗粒集中等垂直离析由于不当的压路机类型选择和操作造成,如钢轮振动或胶轮搓揉时间过久等。
    当然保持面层材料的强度和稳定性是考虑抗滑能力的基本前提,减少污染物、路表无颗粒散失、无明显车辙和积水对保证抗滑同样至关重要。
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