沥青混凝土路面抗滑性能的影响因素及检测方法

沥青混凝土路面抗滑性能的影响因素及检测方法

引言

随着公路事业的发展，道路的行车速度有了很大提高，与此同时，交通事故的数量也在不断增加。路面的抗滑能力直接影响高速行驶车辆的安全性，因此公路建设部门和养护管理部门越来越重视路面的抗滑性能，并将其作为高等级公路交、竣工验收及养护质量检查评定中的一项重要指标。

路面抗滑性能是指车辆轮胎受到制动时沿表面滑移所产生的力，是保证公路行车安全及维护必要的允许行车速度的一项重要指标，同时该指标也是路面设计、筑路材料、施工工艺、养护等各项技术水平的综合反映。

1 影响沥青混凝土抗滑性能的因素

一般来说，影响沥青混凝土路面抗滑性能的因素主要有两大方面：一个是路面的外在因素，另一个是路面的内在因素。

1.1 外在因素

○1.路面潮湿程度

当路表面处于潮湿、积水状态时，摩擦系数会减小很多。因此在公路交通事故中，雨天发生的事故所占比例很高。雨水在路表面积聚，形成水膜，车速越快，轮胎与水膜接触区的水越来不及排出，使轮胎与路面不能充分接触，因此路面抗滑能力大幅度下降。

○2路面的污染

当路面有杂物，如矿物质的尘埃、路面的油渍、轮胎磨损产生的橡胶粉末等时，也会降低路面的抗滑能力。经测试，受污染路面的摩擦系数会降低5～20%。

1.2 内在因素

○1沥青混凝土配合比设计中沥青的用量

沥青用量对沥青混凝土路面抗滑性能的影响是非常明显的。沥青在沥青混凝土中起粘合作用，沥青用量过大，除在混凝土中形成结构沥青外，还将有自由沥青存在，自由沥青在夏季高温状态下较不稳定，会溢出路面表面，形成路面沥青膜，俗称“泛油”。泛油的沥青路面被车辆碾压后形成高低不平的形状，造成雨水排不出去，路面抗滑性能大大下降，极易导致交通事故；另外在高温时的重交通情况下，由于沥青高温强度较低，会使路面表面矿料被压入下层，而使沥青被

挤出表面，形成沥青膜，混凝土路面的沥青膜抗滑性能极差，会出现上面同样的结果。

○2沥青混凝土中集料的特性

沥青混凝土路面特征分为路面细构造特征和粗构造特征。路面细构造特征是指集料表面的构造，通常采用石料磨光值（PSV）表示，它在行车速度较低（30～50 km/h）时对路面抗滑性能起决定作用；路面粗构造特征是指路表面外露集料间形成的构造，它的功能是使车轮下的路表水迅速排除，以免形成水膜。粗构造对高速行驶的车辆起主要作用。

从以上分析可以看出，沥青混凝土中集料的作用非同小可，为了保证行车安全，在进行施工时，一定要加强集料质量的控制。通过试验可以知道，集料的粗度、形状和表面粗糙度对沥青混凝土表面的抗滑性能有较明显的影响。具有较显著的面和棱角，各尺寸相差不大、均匀，近似正方体以及具有明显细纹、突出的粗糙表面的集料，经碾压后能相互嵌挤锁结，形成较好的沥青混凝土路面粗构造。另外集料的硬度、耐磨性对沥青混凝土路面结构也有较大影响。硬度低、耐磨性差的矿料，虽然在路面施工初期也会形成较粗糙的表面，但经行车碾压和磨耗作用，原来粗糙的表面很快就会被磨光，使路面的抗滑性能急剧下降，不能保证行车安全。

因此集料的特性是能否保证路面抗滑性能的内部关键因素。

○3沥青与矿粉的数量比

沥青与矿粉的数量比对沥青混凝土抗滑性能的影响也很大。矿粉的表面积比沥青混凝土中其他较粗矿物颗粒的面积要大很多，可占全部集料总面积的70～95%。矿粉颗粒吸附大部分沥青，沥青在矿粉表面进行化学组分的重新排列，在矿粉表面形成一层扩散溶化膜，在此膜中的沥青称为结构沥青。结构沥青具有较高的粘度，矿物颗粒间是由结构沥青膜联结的，可形成成熟、稳定性较高的沥青混凝土，因此在温差较大的地区，选用粘度较低的沥青拌制混凝土时，为保证夏季高温时混凝土的强度和稳定性，抑制沥青溢出表面，正确地选用沥青与矿粉的数量比是十分必要的。

2 沥青混凝土抗滑性能的检测方法

根据不同的沥青混凝土配合比形成的路面结构，其检测方法也有区别。表征沥青混凝土抗滑性能的标准指标有构造深度和摩擦系数两种。

2.1 用铺砂法检测构造深度

检测构造深度的试验方法为铺砂法，也就是将已知体积的砂摊铺在所要测试路表的测点上，量取摊平覆盖的面积，砂的体积与所覆盖平均面积的比值即为构造深度。该方法的特点是定点测量、原理简单、便于携带、结果直观，适用于测

定路面的宏观粗糙度、排水性能及抗滑性，但由于在手动铺砂时有人为因素的影响，铺砂厚度会因人而异，误差较大，因此用这种方法检测出的结果，误差也比较大。

2.2 用横向力系数测定车检测路面摩擦系数

这种方法是在测试车上安装两个试验轮胎，它们与车辆行驶方向有一定角度的偏转，当汽车以一定速度在潮湿路面上行驶时，试验轮胎会受到侧向摩阻力的作用，此摩阻力除以试验轮胎的载重，即为横向力系数。这种方法的特点是测试速度快，用于以标准的摩擦系数测试车测定沥青或水泥混凝土路面抗滑值，结果可作为竣工验收依据，也适用于评定路面的抗滑能力。

该方法在测试时也有一些需要注意的地方：测试轮应尽量保持在车道轮迹带区域，行驶车速保持标准时速；测试过程中应随时观察测试数据，根据之前试验经验可以初步判断数据是否正常，如有异常应及时进行相关处理；对于里程桩号不是十分准确的路段，应及时利用随机测试软件的相关功能进行准确修正；检测时做好现场测试记录（如桥梁、隧道、特殊路面信息、可能异常的数据等）以备复查，并作为数据整理和修正的依据。

2.3 用摆式仪检测摩擦系数

摆式仪的摆锤底面装有一橡胶滑块，当摆锤从一定高度自由下摆时，滑块面同试验表面接触，由于两者之间的摩擦而损耗部分能量，使摆锤只能回摆到一定高度，表面阻力越大，回摆高度越小（摆值越大）。这种检测方法的特点是定点测量、原理简单，不仅可以用于室内，而且可用于野外测试沥青路面及水泥混凝土路面的抗滑值，但它受人为因素影响较大，所以检测值误差也较大，并且检测速度较慢。

从近年来的实际效果来看，路面横向力系数测定车越来越受到欢迎。一方面它的检测充分体现了高效检测设备的优势，每天可检测300 km左右的单车道路面，对于路网的检测评价是十分有利的；另一方面，它能在正常的交通流中测得真实、可靠、有效的数据，不但能够保证操作人员、检测设备和其他车辆的行驶安全，消除道路交通事故隐患，而且其测试采集到的不利条件下（路面潮湿等）的动态摩擦系数值更能真实地反映路面的实际抗滑能力；此外，路面抗滑不单是解决纵向摩擦系数的问题，有时车辆侧滑引起的交通事故数量也占相当大的比例，特别是在山区，由于车辆侧滑而引发的重大恶性交通事故就更为突出，路面横向力系数测定车的测量轮与车辆行驶方向成20°夹角，所以它不仅能反映出纵向摩擦系数，而且是一个综合数据，既有纵向分量，又有横向分量，符合车辆在路面行驶的实际情况；再则，它所测得的SFC值能直接进入CPMS路面管理系统，方便养护部门的管理。