天然沸石添加剂对温拌沥青路面抗滑性能的影响

张少波 许斌 杨志浩 秦圆贺 路凯冀

（1.河北雄安京德高速公路有限公司，河北 石家庄 050000；2.中路高科（北京）公路技术有限公司，北京 100000）

路面抗滑性能不足，通常会造成刹车距离增长，导致追尾等交通事故的发生，尤其在雨天时，在抗滑性能不足的路面上行驶会更加不安全。表面构造深度较大的沥青混合料或沥青混凝土比构造深度较小的路面抗滑性能好[1]。

摩擦对抗滑性能的贡献由实际接触面积和瞬时速度所产生的滑移数值决定。当车辆静止时，轮胎-路面区域的滑移数值为0。当车轮滑动速度增加时，轮胎-路面接触区逐渐向轮胎后方后退，直到出现打滑点时，接触区完全消失，轮胎在路表面上滑动[2]。随着车速的增加，其抗滑性能逐渐降低。而这种车辆打滑情况取决于路面和轮胎的纹理深度[3]。

本文在温拌沥青混合料中加入不同剂量的天然沸石添加剂，研究不同掺量对构造深度和摆值的影响，以及在不同温度和车辙荷载作用下不同天然沸石添加剂掺量混合料的抗滑性能变化情况。

一、材料

温拌沥青混合料与其他常规沥青混合料一样，由粗集料、细集料、矿粉和沥青组成，而集料和沥青的组成比例应根据性能需要确定。粗集料和细集料特性试验结果如表1和表2所示，本文采用沥青混合料的配合比如表3所示。

本文所采用的温拌剂为乳化型温拌剂，外表呈现出棕红色的黏稠液体，PH值为5～8，其密度约为0.97g/cm3～0.99g/cm3，对于SBS改性沥青混合料的降温幅度达到25℃～40℃。

表1 粗集料性能试验结果

表2 细集料性能试验结果

表3 混合料配合比

二、试验方法

为了分析不同掺量的沸石添加剂所制备的温拌沥青混合料在不同温度和车辙荷载作用下抗滑性能的变化情况，本文拟采用汉堡车辙试验仪和摆式摩擦仪试验。

本文以4个不同天然沸石添加剂掺量的温拌沥青混合料作为研究对象，掺量分别为0%、5%、10%、15%。车辙试验采用120mm×50mm×50mm防滑试验尺寸的抗滑试件。试验分为三方面：第一，研究不同掺量的天然沸石添加剂对混合料构造深度和摆值的影响；第二，研究不同试验温度下的不同掺量的天然沸石添加剂对混合料抗滑性能的影响，分别在25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃和55℃的试验温度下试验；第三，研究在不同车辙加载次数下不同掺量的天然沸石添加剂对混合料抗滑性能的影响，车辙试验共加载1.4万次，且每2000次测试一次抗滑性能。

三、试验结果

（一）天然沸石添加剂含量对构造深度和摆值的影响

如图1所示，随着天然沸石添加剂含量的增加，混合料的构造深度和摆值均不断增大，且构造深度与摆值呈正相关性。其中，混合料中掺加15%的天然沸石添加剂时，其构造深度和摆值最大。

图1 天然沸石添加剂的含量对混合料构造深度（左）和摆值（右）的影响

（二）不同试验温度对抗滑性能的影响

如图2所示，车辙试验前，掺加的天然沸石添加剂越多，其摆值越大，即抗滑性能越好。通过不同天然沸石添加剂掺量的混合料摆值与试验温度之间的关系可以推断出，随着温度的增加，摆值呈现降低的趋势，且呈现线性降低的关系。其拟合公式为式1～式4。从拟合公式中可看出，随着天然沸石添加剂含量的增加，线性相关公式的斜率逐渐减小，说明添加天然沸石添加剂可以降低混合料摆值对温度的敏感性。

图2 不同试验温度与摆值之间的关系

未掺加天然沸石添加剂：

掺加5%的天然沸石添加剂：

掺加10%的天然沸石添加剂：

掺加15%的天然沸石添加剂：

（三）不同车辙加载次数对抗滑性能的影响

由所有测试结果可知，车辙试验前，试样的摆值均高于车辙试验后试样的摆值；随着天然沸石添加剂的加入，在相同的车辙试验加载次数下，摆值有增加的趋势；在1.4万次车辙试验后，添加天然沸石添加剂越多的试件，其最终摆值也越大。综上，天然沸石添加剂的加入可以明显提高沥青混合料在不同车轮荷载次数下的抗滑性能。