沥青路面抗滑性能影响因素研究

王祉翔

摘要：路面抗滑性能是影响道路交通安全的重要因素之一，本文在对沥青路面抗滑机理的基础上，对抗滑性能的影响因素进行了分析，并归纳了目前普遍采用的沥青路面抗滑技术。

关键词：宏观构造、微观构造、沥青路面、抗滑性能

0 引言

随着交通运输业的不断壮大，人们对道路的需求已不仅是满足车辆通行，而对道路的安全性有更高的要求。路面的抗滑性能与道路的安全性直接相关，抗滑性能高的路面能提供足够的摩擦力，降低交通事故发生概率。

1抗滑机理分析

路面抗滑性能是指車辆制动时，在一定的路面条件下，轮胎在路面滑移产生的摩擦力。

1.1沥青路面表面抗滑特性

对于路面的表面构造一般分为微观构造、宏观构造、大构造及粗糙。其中对路面抗滑起主要作用的是微观构造和宏观构造。

李天祥在其硕士论文中指出，细集料与微观构造密切相关，可以通过选择满足抗磨耗要求的细集料来控制。微观构造在任意的速度下都能影响抗滑性能，而且主要影响到车辆速度低于45km/h时的抗滑性能，对于高速行驶的车辆，影响程度会有一定量的减小。

宏观构造是由面层表面石料间的空隙构成，反映路面的凹凸情况。有研究表明宏观构造对路面抗滑性的影响，主要是在潮湿、高速条件下。

2 沥青路面抗滑性能影响因素

2.1路面因素

通过上述对抗滑机理的分析可知，沥青路面的构造特征对沥青路面抗滑性能有着重要的影响。

2.1.1微观构造

路面微观构造主要取决于集料本身的微观构造、石料颗粒形状及棱角。具有良好微观构造的集料源于石料的压碎和破裂过程，但如果集料容易磨光（如石灰岩），这会直接影响路面的微观构造，在长期的使用过程中会大幅降低路面的摩擦力。路面污染对微观构造的影响较大，污染物会填充和堵塞构造，这样的污染往往能使路面抗滑力降低5～15个摆值。

2.1.2宏观构造

对沥青路面来说，混合料设计对宏观构造起着至关重要的作用，其取决于沥青混合料的级配类型和公称最大粒径。这两方面影响集料的裸露程度、尺寸大小、相互间距，从而影响着路面宏观构造的形成。

宏观构造对气候和温度并不敏感，但它受路面使用状态如污染、泛油等因素的影响很大。而且交通荷载对路面集料的冲击和磨耗作用会使宏观构造不断衰减，因此在沥青路面上宏观构造的耐久性，取决于集料的抗冲击能力和耐磨能力。

2.2车辆因素

车辆与道路之间有足够的摩擦力时，车辆的刹车系统就会发挥出最大的工作效力，交通事故的发生率也会大大的降低，因此车辆及轮胎对路面抗滑力有着显著的影响，对其进行分析也具有现实意义。

2.2.1 交通量

行车荷载会对造成路面造成冲击与磨耗，使集料表面纹理消失而变得光滑，降低了路面微观构造，减低路面与轮胎间的摩擦力；在反复行车荷载的作用下，路面被压密孔隙率减小，路面宏观构造降低。赵战利在其博士论文中指出，随着交通量的累积，路面的抗滑性能呈逐渐下降趋势，国外的研究发现公路累积交通量和抗滑力呈对数关系。

2.2.2 行车速度

一般地，似乎足够的微观构造和宏观构造深度就能提供更高的摩擦力水平，然而当车速增加时，摩擦力会降低。张玉梅在AC-13与AC-16试验路面分别进行测试，当车辆速度为20～80km/h时，数据相对比较稳定，AC-13与AC-16的路面摩擦系数走势相近，都是与速度成反比，当速度增加时系数变小。

行车速度的变化，导致轮胎与路面间的实际接触面积改变，两者之间的摩擦力也会随之改变，特别是在潮湿路面上，随着行车速度的增大，用于排除层间水的时间减少，水膜的润滑效果就愈加明显，摩擦系数下降明显。

2.3气候因素

2.3.1 水膜厚度

车辆在潮湿的路面上低速行驶时，轮胎下面的水被挤出，从而使得轮胎不能与路面完全的接触，当车辆速度增加时，轮胎与路面的接触面积逐渐减小，在这种情况下，由于轮胎和路面间形成了水膜而降低了抗滑力。

根据张永利等人的研究表明，在潮湿条件下，路面水膜一般会超过3mm，而在横坡或者不平衡路段上，水膜往往比过渡段上的水膜要厚得多。当水膜厚度超过一定数值后，在车辆行驶过程中就容易发生漂移现象，一旦发生了水漂，轮胎与路面的摩擦力接近于零，抗滑性能几乎为零。

2.3.2温度

摩擦系数与温度有着重要的关联，很多测试数据都能表明摩擦力均值的大小在冬季最高，夏季最低，春秋两季则处于二者之间。同时温度的变化对路面的微观构造有着很大的影响，在夏季时由于温度较高，会导致沥青膨胀上浮使得路面泛油，在路面形成沥青薄膜，此时路面微观构造深度减少，抗滑力随之减小。

和松、钱敬之等学者结合交通部标准规范项目《高速公路路面自动检测现场测试规程及评价方法》专题，研究了我国路面横向力系数测试受温度的影响状况。对SFC值与温度进行了线性回归分析，给出了SFC温度修正公式：

-20℃时的横向力系数；

-t℃时现场测试的横向力系数；

t-现场温度。

3 沥青路面抗滑技术

3.1沥青的选择

根据道路所在地区的温度气候条件选择合理的沥青标号，一般在寒冷地区选择标号较高的沥青，反之炎热地带选用低标号沥青。并且，需要严格控制沥青用量，沥青用量过大容易出现泛油、夏季沥青膨胀能将集料挤开，出现这些情况都能降低沥青路面的宏观、微观构造，从而降低沥青路面的抗滑性能。

3.2集料的选择

沥青路面承受着行车荷载的冲击和磨损作用，因此，为了保证路面的抗滑性能，就集料而言需要它能保持微观构造的耐久性，所以除满足一般的路用集料技术要求之外，还必须保证集料的磨光值、磨耗值、冲击值达到要求。

3.3路面混合料类型

采用恰当的路面混合料类型能在保证路面使用性能的前提下提高抗滑性能，目前采用较多的有改良的密级配沥青混凝土、SMA、开级配沥青混合料等。

改良的密级配沥青混凝土是效果较好的抗滑性能沥青面层，其孔隙率较小（6%～10%），碎石含量较大（55%～77%）能形成较大的宏观构造，铺筑厚度一般不会超过4cm。

SMA即沥青玛蹄脂碎石混合料，是一种间断级配混合料，特点是粗集料多、沥青多、矿粉多、细集料少，由其特点决定了它能形成良好的路面构造深度；并且粗集料的相互嵌挤作用也使其具备良好的强度，能在获得良好抗滑性能的同时提高路面的使用寿命。

开级配沥青抗滑面层具有良好的宏观构造深度，孔隙率大（大于10%）。由于空隙率较大，能够形成相互联通的排水通道，路面排水效率高。

4结语

为达到对道路安全性方面要求沥青路面抗滑是关键技术问题之一，必须在道路建设和养护两个方面予以高度重视。目前根据工程经验，加铺抗滑表层的沥青路面可提高路面的抗滑性能，有利于交通安全并能方便养

参考文献

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