薄层抗滑铺装材料在道路工程中的应用

赵 冉

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）

1 工程概况

临汾市河西新城XZ公路段为城市次干路，设计行驶车速小于等于80 km/h，预计使用年限20 a，依据《公路沥青路面设计规范》（JTG 050—2017）进行路面结构设计，道路雨水排水暴雨重现期按3 a设计。横断面为四幅式，人行道+非机动车行车道+绿化带+机动车行车道+绿化带+机动车行车道+绿化带+非机动车道+人行道为4.0 m+5.0 m+4.0 m+14.5 m+8.5 m+14.5 m+4.0 m+5.0 m+4.0 m。行车道路拱横坡1.5%，非机动车行车道和人行道反向横坡分别为1.5%和2.5%。车行道为沥青混凝土路面结构，由上至下分别为5 cm厚中粒径沥青混凝土面层、8 cm厚粗粒径沥青混凝土面层、35 cm水泥稳定碎石基层、19 cm厚水泥稳定碎石基层及20 cm厚级配砂砾石垫层。XZ公路段道路右幅为长大下坡路段，为增强路面抗滑系数，有效缩短刹车制动距离，在道路面层增设薄层抗滑铺装。

2 薄层抗滑铺装材料概述

2.1 抗滑磨耗层抗滑原理

路面抗滑性能受到路表面粗糙程度、湿润程度及行车速度等的综合影响。路表面细部构造是集料表明粗糙程度的反映，并随行驶车辆反复磨耗而逐渐失去棱角，细部构造在行车速度小于等于50 km/h时是影响路面抗滑性能的关键性指标。当车速大于50 km/h时，影响路面抗滑性能的则主要是路面粗部构造[1]。路面薄层抗滑铺装结构层由耐磨碎石层、薄层抗滑铺装材料层、树脂黏接层、原路面层构成（图1），薄层抗滑磨耗层主要运用硬度较高的单粒径石料均匀铺设于树脂黏接料上，既提升了路面薄层抗滑铺装结构层磨耗力，又增大了路表面层构造深度。

图1 路面薄层抗滑铺装结构层示意图

2.2 薄层抗滑铺装材料的应用范围

薄层抗滑铺装材料对于长大下坡、急弯陡坡、视距不良、隧道出入口等道路路段路面抗滑及警示均较为适用。

2.2.1 长大下坡路段

根据《城市道路工程设计规范》(CJJ 37—2012)对城市道路坡长的限制性规定，结合本文所研究的道路工程实际特点，仅考虑设计行车速度分别为80 km/h、60 km/h和40 km/h下长大下坡路段坡长的界定。

由表1可以看出，道路工程长大下坡路段坡长主要与设计行车速度和坡度有关，对于设计车速不足30 km/h的支岔路，坡长不做要求。河西新城XZ公路段长大下坡路段薄层抗滑铺装材料铺装方式、铺装长度及间距见表2，铺装起点设置在下坡路段陡变点处。

表1 长大下坡路段坡长界定标准

表2 长大下坡道路路段薄层抗滑材料铺装方式

表2中最不利的情况为行车速度80 km/h，坡度大于等于6%，铺装长度50 m，铺装层间距20 m，以该最不利情况为例进行长大下坡道路路段薄层抗滑材料铺装效果分析。正常车辆在80 km/h的行车速度及6%的坡度下，制动距离约80 m[2]，通过铺设薄层抗滑铺装材料后的试验路段试验数据得知，铺设薄层抗滑材料后制动距离将缩减为45～50 m。可见，在其余行车条件下，路面铺设薄层抗滑材料后制动距离将更大幅度缩减。根据工程概况，河西新城XZ公路段长大下坡路段并未达到最不利行车情况，所以，河西新城XZ公路段长大下坡路段抗滑系数低，薄层抗滑铺装材料使用后能有效缩短刹车距离，达到实际交通状况对安全行车的要求。

2.2.2 急弯陡坡及视距不良路段

《城市道路交通组织设计规范》（GB/T 36670—2018）将设计行车速度80 km/h，设超高圆曲线半径不足250 m，不设超高圆曲线半径不足600 m的道路归为急弯陡坡路段[3]，尤其在雨雪等特殊天气条件下此类路段路面湿滑、事故多发，从道路交通安全行车设计角度考虑，薄层抗滑材料的应用能起到一定的减速防滑作用。对于停车、会车视距过小的平面和纵断面道路，立交桥及平面曲线内侧的弯道、建筑物等阻碍视线，同时影响安全行车的路况都属于视距不良路段，此类路段应用薄层抗滑材料同样能起到较好的抗滑效果。

3 薄层抗滑铺装施工及质量控制

3.1 施工准备

河西新城XZ公路段路面薄层抗滑铺装材料施工前，先在半幅施工路段设置安全锥以及其他适用的施工警示标志。薄层抗滑磨耗层的施工质量及性能与道路工程原基面质量状况直接相关，必须十分注重对原道路基面的处理，对于原道路沥青基面，必须通过清扫车辆和人工彻底清除路面上的大小碎石、砂石和其他杂物，再用钢刷反复清理路基表面，最后用鼓风机吹扫干净路面残留的灰尘；对于原道路混凝土基面应通过自动喷砂机喷砂处理，彻底去除松散的浮浆和路面油污。待路面达到设计规范所规定的洁净度和干燥度后，在路面铺撒黏接剂并检验其对路面的附着力，完成后，进行强度性方面的检测[4]，按照《公路工程施工安全技术规范》（JTG F90—2015），原道路沥青基面25℃抗拉拔强度大于0.5 MPa，原道路混凝土基面25℃抗拉拔强度大于1.0 MPa，全部指标均达设计规范后进行路面薄层抗滑铺装材料施工放样。

3.2 薄层抗滑铺装材料的制备

薄层抗滑铺装黏结料由A、B组分组成，A组分材料主要是环氧树脂，B组分材料为环氧固化剂，材料主要技术指标参照表3，材料出厂合格证和检验报告必须具备。

表3 薄层抗滑铺装材料主要技术指标

粗集料主要是粒径大于4.75 mm的玄武岩耐磨碎石、白色煅烧所制石料、金刚砂和铁钢砂等，密度最小为2.5 g/cm3，含水量不大于1.8%，磨光值不小于45%，压碎值最大为20%。细集料选用粒径小于0.6 mm的玄武岩石料制砂，密度不小于2.5 g/cm3，含水量不大于2.0%。

将A、B组分材料充分混合后搅拌3～6 min直至均匀，再将玄武岩石料制砂细集料与掺和剂按1∶0.5的比例掺加，搅拌8～10 min制成环氧砂浆，并达到设计黏稠度。将所制成的环氧砂浆按设计厚度摊铺，砂浆材料用量3.0～3.5 kg/m2，摊铺厚度6～10 mm，摊铺完毕后，撒布耐磨碎石于摊铺面层之上，控制用量7～14 kg/m2，撒布厚度5～8 mm。薄层抗滑层施工结束后固化3～5 d，达到固化标准后清除掉表面未嵌入或正常脱落的多余石料。

3.3 施工质量控制

为保证河西新城XZ公路段薄层抗滑路面铺装施工质量，必须加强各道施工工序质量的检验及对整个施工过程的控制。施工开始前彻底检查施工机械设备性能及运行的稳定性，施工过程中按规定进行各类原材料性能试验及配合比设计结果检验，按照表面平整、密实、不泛油、无松散、无明显离析，接缝平顺紧密，路缘石与路面衔接平顺，整个路面无积水的标准进行薄层抗滑路面施工外观质量控制。施工结束后薄层抗滑铺装路面摩擦系数大于等于54，路面构造深度大于1.8 mm，并进行行车安全检查。

4 结论

综上所述，薄层抗滑铺装材料性能优良，施工简便，防滑性高，能有效缩短刹车制动距离，发挥防侧滑作用，此外，薄层抗滑铺装材料颜色鲜艳，能起到增强视觉的作用，相对于传统的交通标志警示牌更加醒目。临汾市河西新城XZ公路段建成通车后实际运行效果表明，车辆与道路接触面摩擦系数显著提高，刹车制动距离明显减小，特殊路段车轮打滑及车辆行驶过程中潮湿路面溅水现象基本杜绝，道路行车安全性与舒适性显著提高。