沥青路面抗滑性能分析

李旭彪,郭 维

(1.中国市政工程西北设计研究院有限公司贵州分院, 贵州贵阳550004; 2.中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川成都610081)

沥青路面是通过各种方式将沥青材料用作矿料的结合料，铺筑后形成路面面层并与其它各类基层工程组成的路面结构的统称。由于沥青路面表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、震动小、噪音低、养护维修渐变、适宜分期修建等特点而广泛应用。20世纪50年代以来沥青路面成为世界各国公路的主要面层类型。目前我国高速公路大都采用沥青路面，高速公路里程已经达到10×104km，超过美国成为总里程世界第一。随着我国“十二五”发展，我国高速公路发展仍将处于高峰期。

随着沥青路面的发展，高速公路事故率和死亡率的增长成为难题，给民众造成巨大的经济损失。当然交通事故的原因有很多，与交通参与者的安全意识、交通理念有关，也与运行条件如道路线性、路面抗滑性能因素有关。我们应该认识到路面具有良好的抗滑性能对安全的重要性，所以有必要研究路面的抗滑性能及其影响因素。

1 影响路面抗滑性能的因素

路面抗滑性能的大小主要是用道路表面的摩擦系数来评定。路面石料的选择和性质、颗粒级配、交通状况 、路面潮湿程度、沥青性质与用量等决定摩擦系数的大小。

1.1 石料的选择和性质

矿料的表面微观对路面的抗滑性能起到了很大的作用，当行车速度在比较低的情况下此种作用将会更突出，但当行车速度比较大的时候，路面的宏观构造将起到重大作用。因此要保证道路的抗滑性能的稳定性就要保持道路的微观和宏观构造在较长的时间里保持在一个较好的水平上。沥青路面中的混合料的组成影响着路面的抗滑性能，其中石料的物理性质(压碎值、磨耗值和磨光值)更是起到了决定性的作用。压碎值用于衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力，当沥青路面中石料的压碎值越大表明抗压碎能力越差。磨耗值是粗集料抵抗撞击、边缘剪切、摩擦等联合作用的指标。磨光值反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标，磨光值越大说明在轮胎的长期作用下能保持长时间的抗滑能力。因此路面抗滑表层应当选择坚硬耐磨，抗冲击力比较好的碎石或者破碎砾石，不应当选择矿渣、软质集料或者筛选砾石，同时，集料的选择根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF 40—2004)应当满足表1、表2要求。

表1 沥青混合料用粗集料质量技术要求

表2 沥青混合料用细集料质量要求

1.2 集料级配

在沥青混合料的类型已经确定的情况下，沥青路面的面层级配在很大程度上决定了路面的宏观构造水平。一般情况下我们要求路面的空隙率最小同时又能总面积不大，那么我们就要求有一个良好的级配。前者的目的是使集料达到密实，而后者就是为了让所使用的沥青量最少。集料级配直接影响着颗粒尺寸大小与相互间距，影响着颗粒裸露程度、路面摩擦系数的大小，因此，要想提高路面的抗滑耐久性，必须选出能够形成较大构造深度的最佳级配。根据我国目前技术水平和沥青与矿料供应及施工水平，进而确定矿料的最佳级配，以使路面有良好的抗滑性能。

1.3 交通状况

日益增加的重荷载汽车易于磨光沥青路面的微观构造及所有的集料，因而很容易造成路面的抗滑能力的逐渐降低。对于道路，交通量越大，对沥青路面的磨光作用越显著，路面的侧向力系数SFC会越小，因而路面的抗滑性能越来越低。新修的路面在刚开放交通的早期，路面的抗滑能力会发生显著的降低，通常会在两年后趋于稳定，其中的主要原因很有可能就是在早期没有密实，在行车荷载的作用下逐渐碾压密实，而车轮对于石料的磨光作用同大气环境对于石料的腐蚀使面层粗糙增加的趋势达到平衡。

1.4 气候条件

同交通量的影响相结合的是气候对集料的作用。摩擦系数与温度有着重要的关联，集结地变化导致温度差的存在从而影响了路表的摩擦力大小，有很多数据表明轮胎与路面摩擦力的大小，冬季整体性均值最高，夏季最低，春季和秋季处于二者之间，这就表明了季节的温度差异对摩擦系数的影响。环境也会影响，主要是雨雪天气导致路面积水以及路标污染两个因素有关。在所调查的交通事故中，阴雨天发生的概率最大，能够达到40%～50%，其中原因就是在雨水的作用下，路表会形成一层水膜，导致路面抗滑能力显著降低，造成事故增加。下雨时候雨水在路面积聚，若排水不及时将形成比较厚的水膜，当车速较高的时候轮胎与路面不能充分接触，从而摩擦系数降低。

1.5 沥青质量与用量

用黏度比较低的低标号沥青做面层，稳定性较差，容易形成油面而降低性能。沥青用量大小也直接影响道路的抗滑性能，沥青用量过大会降低抗滑性能。

1.6 车速

行驶在道路上的车辆，车速越高，对路面的冲击和摩擦作用越大，路面的微观构造下降就越快，同时在潮湿状态时，车速较快的时候，轮胎与路面的水膜就像润滑剂一样，路面的抗滑性能急剧下降，造成“水漂”现象，危及行车安全。

2 提高沥青路面抗滑的措施

2.1 选择坚硬石料

通过行车的实际验证，选用耐磨石料是增强路面抗滑性能的根本措施，玄武岩和辉绿岩等坚硬岩石耐磨性和抗滑性显著比石灰岩好，所以在沥青面层设计与施工尽量选用这些石料作为基料。

2.2 选择沥青玛蹄脂碎石混合料作为面层

沥青玛蹄脂碎石混合料是沥青玛蹄脂填充碎石空隙而组成的混合料，在混合料中以粗集料为主，细集料很少，而矿料和沥青的用量却很多并掺入少量的纤维，使空隙率小。是密级配中的间断级配，具有良好的抗车辙、耐久性和抗滑性， 可以降低车辆行驶的噪音，有利于环保。

2.3 铺筑乳化沥青稀浆封层和掺入橡胶粉

经长期行车碾压及磨耗而形成的光滑路面，可采用乳化沥青稀浆封层进行技术处理。另外，橡胶粉末在沥青混凝土中的应用也能显著地提高路面的抗滑性。

2.4 设计合理的坡度

设计合理的坡度，保证路面排水畅通，自然因素对沥青路面的抗滑性能影响很大，特别是雨天，车轮会产生滑水现象， 因此， 抗滑最为有效的措施是排水。排除雨水的方法是设计足够的坡度， 保证路面排水顺畅。因此在保证行车安全的前提下，坡度可采用设计上限， 保证及时排除雨水，避免产生滑水现象。

2.5 严格规范摊铺和碾压施工工艺

现在高速公路普遍采用宽体全幅铺筑, 虽提高了平整度, 但易造成混合料离析和摊铺机自身夯实的振动力达不到要求。建议1台摊铺机的摊铺宽度不宜超过8 m，高速公路宜采用2台摊铺机梯队式摊铺方式。成都至雅安高速公路已成功采用2台摊铺机梯队式铺筑, 并得到很好的路面平整度效果。

2.6 修筑硬路肩

硬路肩能防止泥土带入路面，有利于保持路面的清洁和粗糙度，对路面抗滑极为有利。

2.6 加强管理养护

沥青路面在使用过程中，由于车载作用、自然因素的影响使路面产生破损，特别是路面沉陷、坑槽等破损，都可能引起路面积水， 降低路面的抗滑性能，危及行车安全。因此，经常性的维护是保证路面抗滑性能的重要环节。

3 结束语

沥青路面抗滑性能是行车安全、车辆高速行驶的重要保障，我们应当充分认识到道路抗滑性能的重要性，在以后的道路建设中应创新的探索出更好的施工方法、结构材料，保证路面抗滑性能满足要求，更好地减少道路的交通事故，保障大众的人身安全。