沥青路面抗滑性能的研究

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关于沥青路面抗滑性能的分析

作者：闫 玲 山军鹏

来源：《中小企业管理与科技·学术版 》2008年第09期

摘要：分析影响路面抗滑性能的主要因素，提出提高路面抗滑性能的措施。

关键词：沥青路面 抗滑性能 措施

目前，随着国民经济的发展，高等级、重交通道路越来越多，对其要求也越来越高，而高等级公路的特点是通过能力大，运行速度快，客观上要求其行车安全舒适。由于大的通过能力加剧了对路面的磨耗作用，使路面的抗滑能力降低，而高速行车又要求路面有较高的抗滑能力来保证行车安全。我国干线公路沥青路面的抗滑性能较差，摆值小于45的路段占75％，小于40的占53％，因此雨天行车交通事故比较多。据报道，广东207国道某200米长路段，1987年春的雨季中，有一天发生交通事故9起，创我国单位长度路段内的交通事故之最。江苏淮扬二级公路高邮县某段500米长路段内，在1987年6月13日二个雨天，发生交通事故11起，死1人，伤数人，直接经济损失达10万元以上，触目惊心的交通事故，给国家和人民的生命财产带来极大的威胁，当然，交通事故的发生是与人、车路、环境密切相关的，但与路面抗滑性能也是有密切关系的。

1、影响路面抗滑性能的主要因素

路面抗滑能力的大小用路面表面摩擦系数F(通常以摆式仪测定)来评价。而面层石料的性质、颗粒级配、路面潮湿程度、滑流性污染、沥青性质与用量又决定了摩擦系数的大小。

1.1 路面石料的性质

1.1.1 石料的磨光值(SPV)路面面层的微观构造是指面层石料表面的粗糙度，用石料的磨光值表示。它是决定轮胎与路面之间湿摩擦力水平的决定因素，它反映了石料抵抗被磨光能力的大小。磨光值越高的石料，在轮胎的长期作用下，越能长时间保持其粗糙的微观构造，路面的抗滑能力也就越好。前面提到的高邮路段，面层石料为石灰岩，磨光值为33，路面摩擦系数为27～33，均达不到规范要求。所以，选用磨光值大的石料铺筑沥青面层是提高路面抗滑性能的主要措施之一。 龙源期刊网

２０１１年第４期（总１７９期）　安徽建筑　

检　测　、　试　验　与　测　量　技　术　

安　

徽　

建　

筑　

＿　沥青混凝土路面抗滑性能研究与探讨　

Ｔｈｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｌｉｄｉｎｇ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ＰｅｒＦｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　Ａｓｐｈａｌｔ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｐａｖｅｍｅｎｔ　

程根源　（唐山市交通运输局，河北唐山０６３０００）　

摘　要：文章借用高性能沥青路面沥青混合料设计方法中控制点和禁区的概念，对选定的几种级配进行调整，使它们级配曲线分别通过禁区的上　

限、下限和中部，通过试验研究控制点和禁区对路面抗滑性能的影响，并铺筑试验路段进行验证，从而得到了比较确切的研究结论。　关键词：摩擦系数；构造深度；衰减；试验路　

中图分类号：Ｕ４１６．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—７３５９（２０１１）０４—０１８２—０４　

０引　述　

近年来，随着高速公路建设的飞速发展，对沥青路面的抗　

滑Ｉ生能提出了更高的要求。本文借鉴美国高性能沥青路面沥青　

混合料体积设计法与ＧＴＭ法（Ｇｙｒａｔｏｒｙ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｍａｃｈｉｎｅ），对几　

种不同级配的沥青混合料的抗滑性能进行研究，取得了一些具　

体成果与数据，总结如下供大家借鉴与参考。　

１原材料选择　

１．１沥青　采用盘锦９０＂重交通道路石油沥青，其各项性能满足《公　

路沥青路面施工技术规范》（ＪＴＪ０３２—９４）中高速、一级公路的有　

关技术要求。　

１＿２集料　

１．２．１粗集料　

试验中采用秦皇岛生产的优质玄武岩，其各项物理力学　

性质满足《公路沥青路面施工技术规范》（ＪＴＪ０３２—９４）中高速、　

一级公路的各项技术指标要求。　

１．２．２细集料　

采用唐山产天然河砂和石灰岩石屑，二者的视密度分别　

为２．５９ｇ／ｃｍ　和２．７８７　ｇ／ｃｍ　。天然砂颗粒浑圆、洁净，粒度均匀；　石屑为唐山产石灰岩加工而成，外观粗糙，棱角尖锐，使用前预　

先冲洗，粉状颗粒（＜０．０７５ｍｍ）极少。　

浅谈沥青路面的抗滑性能　◆赵菊年　（青海天智公路检测有限公司）　【摘要】现代交通车速不断提高，对路面的抗滑能力也提出更高的其值偏大。第五轮仪记录下的距离是从驾驶员踏下刹车板至车轮　要求。沥青路面应具有足够的抗滑能力，以保证在最不利的情况下完全刹住这一间隔时间，因而记录距离偏大，ｆ值偏小，而且记录的　（当路面潮湿时），车辆能够高速安全行驶，而且在外界因素作用下距离与踏下刹车板的速度有关，在一定程度上影响测试结果的准　其抗滑能力不致很快降低。　确性。拉印法是测量车轮完全刹住后轮印的长度，ｓ值偏小而ｆ值　【关键词】沥青路面抗滑性能　偏大，故须修正拉印距离。　现代交通车速不断提高，对路面的抗滑能力也提出更高的要　求。沥青路面应具有足够的抗滑能力，以保证在最不利的情况下　（当路面潮湿时），车辆能够高速安全行驶，而且在外界因素作用下　其抗滑能力不致很快降低。　一、摩擦系数的测定原理　在一定的车速下，汽车轮胎与路面间的摩擦系数为：ｆ＝Ｐ　／　Ｇ　，式中Ｐ　：圆周牵引力，Ｇ　：轮胎上的垂直荷载。当轮胎与路面　间的摩擦力大于圆周牵引力时，车轮不会滑溜；反之，则车轮产生　滑溜。摩擦系数的测定，一般采用的方法有下列几种：　１、制动距离法　此法是将行驶中的汽车加以制动，直接测定从开始制动地点　到完全停车地点的距离，以计算路面的滑移摩擦系数。摩擦系数　是根据汽车在制动时，假定汽车的全部动能消耗等于摩擦力所做　的功这一原理来计算。　在一平坡的直线路段上，汽车以某一速度行驶，制动后经滑移　距离之后完全停下，汽车的全部动能消耗等于摩擦力，即：（１／２）　（Ｇ／ｇ）Ｖ　＝ｆＧＳ故Ｓ：Ｖ　／（２　）故ｆ＝Ｖ　／（２ｇＳ）。式中：Ｇ：汽车重　量；ｇ：重力加速度；Ｖ：制动前汽车速度；Ｓ：制动距离；ｆ：滑移摩擦系　数。取制动距离Ｓ的单位为米，车速单位为千米／４，时，上两式可　化为：Ｓ＝Ｖ　／（２５４ｆ）、ｆ＝Ｖ　／（２５４Ｓ）。　第五轮仪法就是根据这一原理进行测试的方法。没有第五轮　仪时，也可根据测试汽车制动后车辆在路面上滑移拉印的长度（即　滑移距离）及制动开始时的行车速度来计算ｆ。这方法的优点是测　试简便，也不需要计量仪器，但汽车必须连续地制动较为危险，并　且存在难以掌握开始制动时的速度和开始制动的地点等缺点。　２、减速度法　根据运动学原理，汽车在制动过程中的等减速度为：ａ＝Ｖ　／　（２Ｓ）式中：ａ：等减速度；Ｖ：制动前汽车速度；Ｓ：制动距离。因ｆ＝　Ｖ　／（２ｇＳ），故ｆ：ａ／ｇ。对某一速度行驶的汽车，在制动过程中，用　仪器测得的减速度，用上式咳计算出ｆ值。这种方法很简单，只要　在汽车上装设减速仪或制动仪就能测定，但是不大准确，并且在行　驶过程中需紧急制动，会妨碍其它车辆交通。　３、拖车法　由一辆牵引车拖挂一辆拖车，在规定的速度下行驶，至测定地　点时即紧急制动拖车车轮。根据测力仪上反映出车轮滑移时的牵　引力Ｐ，用下式计算摩擦系数ｆ。ｆ＝Ｐ／Ｇ式中ｆ：摩擦系数；Ｐ：拖车　滑移时的牵引力；Ｇ：拖车的重量。　４、摆式仪测定法　摆式仪是将橡胶试验片按摆锤方式滑动的装置。它是根据摆　锤位能的损失等于摆锤擦过路面时克服路面摩擦所做的功这一原　理制成。它的优点是结构轻巧，操作方便，在路上或实验室内小面　积试样上均可测定。缺点是只能定点测量，其准确性能与选定的　代表性有很大的关系。　由于上述各种方式的测试原理和使用的仪器不同，在测定同　一路段取得的ｆ值也会有所差异。制动仪是记录整个路段各个瞬　时减速度的平均值，故能反映车轮与路面的接触情况，但受个别地　点不平整等偶然因素的影响较大。减速仪则记录最大减速度，故　４４４　几种方法的换算关系大致为：　／ｆ　＝１．３５；　／ｆｘ：１．２０。式　中：　、　、　ｌ：分别为减速仪、第五轮仪、制动仪测得的摩擦系数。　二、影响摩擦系数的因素与摩擦系数的标准　路面的摩擦系数除受测试方法的影响外，还受其它因素的影　响，主要包括：路面的干湿情况，沥青材料的种类和用量，矿料表面　的粗糙度，轮胎的状况和路面的温度等。　在潮湿的状态下，沥青路面抗滑性能降低，主要是由于水分在　路面形成了润滑水膜，阻隔了轮胎与路面间接触所致。若水膜较　厚，水分未能迅速排除，轮胎与路面间形成了全面水膜，造成轮胎　离开路面，完全处于由水支持的状态，摩擦系数急剧降低　行车易　发生滑溜，这层水膜要在很大的压力下才能排除。欲提高沥青路　面的摩擦系数，就要使用表面粗糙，多棱角的硬质骨料，并且应尽　量减少沥青材料的用量。　沥青材料的种类对路面的防滑性能有不同的影响。煤沥青最　好，混合沥青稍差，粘稠沥青又较差。当沥青材料用量偏多时，则　摩擦系数降低。路面泛油，或封面时未将矿料充分压入的路面，都　容易产生滑溜。因此，在沥青路面施工中，严格控制沥青材料的用　量，是提高路面抗滑性能的关键。　矿质骨料的性质与路面摩擦系数有很大影响。沉积岩类矿料　的强度和耐磨性较差，用以修筑路面，在早期虽有一定的抗滑能　力，但矿料磨耗之后易形成光滑表面，摩擦系数大为降低。所以，　从提高路面的抗滑性来看，沥青路面也应选择坚硬和耐磨的矿质　骨料。　试验表明，路面的温度对摩擦系数也有一定的影响。在干燥　的路面上，温度低时，温度每增加１℃，摩擦系数降低约０．０ｌ，这种　倾向随温度的上升而减小。在４０℃左右，温度变化就几乎没有影　响。对潮湿路面温度要上升到５Ｏ℃附近，温度变化才没有影响。　在拟定沥青路面摩擦系数标准时，应考虑同测试条件相联系，　包括测试的方法，车型，车速，路面类型和路面温度等。　三、提高沥青路面抗滑性能的措施　１、提高沥青混合料的抗滑性能　沥青混合料中矿质骨料的全部或～部分选用硬质粒料。若当　地的天然石料达不到耐磨和抗滑要求时，可改用烧铝矾土，陶粒，　矿渣等人造石料。矿料的级配组成宜采用开式级配，并尽量选用　对骨料裹覆力较大的叫硬沥青材料，同时减少其用量，使骨料多露　出路面表面。　２、采用防滑的封面结构　在沥青混合料碾压即将完成之前，立即铺撒硬质矿料，并压人　混合料表面内做成防滑封面层，以提高路面的抗滑能力。也可以　采用多孔的沥青混合料（空隙率２１％～２９％，沥青用量４％）铺成　透水面层，加速路面表面排水，提高轮胎与路面之间的抗滑能力。　３、使用树脂系高分子材料对路面进行放滑处理　将粘结力强的人造树脂，如环氧树脂，聚氨基甲酸脂等，涂布　在沥青路面上，然后铺撒硬质粒料，在树脂完全硬结之后，将未粘　着的粒料扫掉，即可开放交通。但这种方法成本较高。　参考文献：　『１］黄晓明．路基路面工程．２００６．

专　湖　南　交　通　科　技　ＨＵＮＡＮ　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　（Ｉ（））　ｖ０１．　Ｊｕｎ．１９９９　

浅谈沥青路面的抗滑性能　

孤蟊羹　‘鄱阳市公路管理局耶阳市４２２００１）　甜｛）、　

摘要路面抗滑是实现高等级、重交通量道路安全、舒适、高速行驶　的关键问题之一。在分析了彩响沥青路面抗滑性能的主要因素后，从路面结　构和路面的材料选用等方面提出了提高沥青路面抗滑力所采取的措施。　左　励主题词塑　ｉ　垂些．翌生分析　ｊ　

随着我国高等级、重交通量道路的不断增　作用下，能长时间保持其粗糙的微观构造，保　加，要实现安全、舒适、高速的目的，路面抗　持路面有较大的抗滑能力。因此选用磨光值大　滑，特别是雨天路面抗滑是关键的技术之一，必　的石料铺筑沥青表面层是提高路面抗滑性能的　须引起科研、设计、施工、养护等方面的高度　主要措施之一。　重视。　１．１．２石料的磨耗值和压碎值　据有关资料报导：广东１０７国道２００　ｍ长　石料的磨耗值是评价石料的抵抗摩擦、撞　路段，１９８７年雨季中１　ｄ曾发生交通事故９起；　击和剪切等综合利用性能的指标。石料的压碎　江苏淮扬二级公路某段５００　ｉＴｌ长路段内１　ｄ发　值是评价石料抵抗压碎性能的指标。路面石料　生交通事故１１起，给国家和人民的生命财产带　长期经受轮胎的摩擦、冲击、碾压等综合作用，　来了极大的威胁。当然，某些交通事故的发生　要维持比较高水平的抗滑能力，’必须要求石料　是与人、车、路、周围环境等密切相关，但与　在轮胎作用下不致于磨损太大，压碎太多。因　路面抗滑性能也有着密切的关系。　此，规范要求面层石料压碎值≤２０　，磨耗值　沥青路面抗滑性能的主要　在２０７国道莱路段经钻孔发现路面　示　最上屡６～１２　ｍｉＴｉ＿为沥青和石屑的混和物，无　路面抗滑能力的大小用路面表面摩擦系数　粗骨料，邵就是石料被磨耗、压碎的结果。　Ｆ（通常以摇式仪测定）来评价。而面层材料的　１．２霸粒级配　性质、颗粒级配、路面潮湿程度、滑溜性污染、　路面面屡的宏观构造指面层表面石料问的　沥青性质与用量等又决定了摩擦系数的大小。　孔醴ｃ，用构造深程（ＴＤ）来评价，它是控制　１．１路面石料的性质　路面表面湿抗滑能力随车速提高而下降的比　１．１．１石料的磨光值（ＳＰＶ）　率。因此，当所有其它情况相同时，在粗构造　路面面层的微观构造是指面层石料表面的　的路面上．其下降率较小。　粗糙程度，它是决定轮胎与路面之间湿摩擦力　路面宏观构造水平取决于面层材料的级　大小的决定因素。石料的磨光值是评价路面微　配。一个良好的级配，要求其空隙率较小，而　观构造水平的指标，它反映了石料抵抗被磨光　总表面积也不大。前者的目的是要使集料的本　能力的大小。磨光值高的石料，在轮胎的长期　身紧密，后者的目的是要使沥青用量最省。集