抗车辙品种(抗滑薄层在高速公路沥青路面中的应用)

Posted 2023-05-27

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抗车辙品种(抗滑薄层在高速公路沥青路面中的应用)

焦视民

邢台路桥建设总公司

摘要：为了研究抗滑磨耗层在高速公路沥青路面中的应用效果和施工技术，提高路面整体安全性，本文结合实体工程，对其结构特点、施工工艺、铺设方案进行研究。结果表明:抗滑薄层相对于普通路面具有更加好的抗滑性能，在山路较多的地段，抗滑薄层施工采用平面间断铺设方案综合效果更好。

关键词：公路工程;抗滑薄层;路面;抗滑性能;

近年来，随着我国高速公路的施工技术，施工工艺的提高，对沥青路面的抗滑性提出更高要求。根据研究表明，在自然环境和长期荷载的作用下，沥青路面抗滑性能会持续下降，导致交通事故的发生。沥青路面抗滑性能受到很多因素影响，例如道路粗糙程度、湿润程度、路面材料选择、是否及时养护等等。道路表面抗滑层具有直接承受车辆横向荷载的能力，相比原路面可提高50%的摩擦系数，减少30%到40%的刹车摩擦距离。但在实际行车过程中，若抗滑薄层与下承层沥青路面之间的水分和泥浆未处理好，会导抗滑薄层致脱离，裸露出沥青面层会加快磨耗层集料磨损，使道路整体抗滑性能下降。抗滑薄层的应用研究中，抗滑材料的选取，施工技术工艺，抗滑薄层与路面的结合能力都是提高其抗滑性能的关键。本文结合实体工程研究上述关键技术，为同类型工程提供技术依据。

1 抗滑薄层的抗滑性能研究

1.1 抗滑薄层粘结材料种类以及材料特点

抗滑薄层粘结材料有以下三种常见种类:环氧树脂、甲基丙烯酸树脂、聚氨酯树脂。环氧树脂有以下主要特点:对沥青材料有较好的粘结力，具有较高年限，一般不会出现自然剥落现象;结构形式多样性，无污染无毒，流平性好，有利于环保;易于取材，造价较低，具有尺寸稳定性;耐腐蚀性好力学性能较好，固化方便，储存稳定性好。甲基丙烯酸树脂有以下特点:具有保色性;具有良好的耐水性;有毒性，对人体有一定刺激。聚氨酯树脂有以下主要特点:具有良好的粘结性能;具有一定的耐疲劳性能;其耐热性较差。由于甲基丙烯酸树脂有污染，聚氨酯树脂成本高，宜选用环氧树脂作为抗滑薄层粘结材料。本工程选取双组分环氧树脂粘结材料，双组分环氧树脂的性能指标见表1。

表1 双组分环氧树脂技术指标下载原图

1.2 抗滑薄层材料结构

抗滑薄层由耐磨碎石骨料和粘结材料组成，通过粘结材料使得路面与薄层成为一体，其结构见图1。耐磨骨料起到提升路面抗滑性能，提升路面摩擦力的功能，能有效制动减速的车辆，防止打滑，同时具有施工简单，抗酸碱腐蚀，较好粘结力的特点，自身的色彩可以起到美化道路的作用，在视觉上也有一定的警示效果。

抗滑层耐磨骨料能有效提高原路面的抗滑力，目前常用的单一粒径骨料有陶粒、煅烧铝矾土和玄武岩。按照试验规范对骨料进行技术指标测试，测试结果见表2。

表2 集料的主要技术要求下载原图

由表可知，三种骨料各项指标均满足规程要求。

1.3 抗滑薄层的特点

相对普通沥青路面，抗滑薄层具有以下特点:(1)车辆行驶中振动小，舒适程度高，提高行车安全舒适系数;(2)表面粗糙，缩短刹车距离，可以承受车辆荷载的同时保证防滑性;(3)施工工艺简单成熟，物化反应迅速，养护时间短，有利于快速施工和紧急抢修;(4)路面色彩鲜艳，有多种颜色选择，警示性强，一定程度上防止司机产生视觉疲劳;(5)重量轻，厚度均匀，抗滑薄层对面层标高几乎不造成影响;(6)施工过程中的铺设形式多种多样，可以根据具体情况选出最佳方案;(7)抗拉强度好，骨料耐磨性强，耐久性较好。

图1 路面抗滑薄层结构示意图下载原图

2 工程实践

2.1 工程概况

某高速公路全长30.36km，路基宽度为27m，设计时速为104km/h，路线总体走向自南向北，路面设计年限为15年，设计双向四车道。由于该路线预计重载车辆较多，为保证其路基承载能力足够，设计年限内结构稳定。该高速公路具有多段长坡路段，并且该地区多雨气候。为了保证其抗滑性能，使摆值达到80以上，构造深度达到1.5mm以上，本高速公路需增设抗滑薄层。

2.2 铺设方案

抗滑薄层在路面有多种多样的应用形式，目前没有相对应的规范，国内主流的铺筑方案主要有两种:第一是平面整体铺设，它是指在需要铺设抗滑薄层的路段，整体连续长距离铺设。优点是施工方便整体性好，缺点是由于整体铺设，色彩不够分明、投入成本较高、视觉效果不好。第二是平面间断铺筑，它是指沿着行车方向，分段铺设，根据地理、地段环境等因素确定薄层铺设的长度宽度，一般为条状结构。优点是节约资源、节约成本、色彩分明、有助于缓解驾驶员视觉疲劳，缺点是方案规划复杂。

该工程所处路段为长纵坡，在车辆荷载作用集中地带，如转弯处路面易出现磨光打滑隐患，出于对安全性、经济性的考虑，为了避免在事故易发地段出现侧滑现象，本工程采用平面间断铺设方案。

2.3 施工工艺

(1)施工前，需要对沥青路面表层进行去污清理，一般选择铁铲，钢刷等施工工具将表面灰尘，不利杂质去除干净。然后使用大吹风机对沥青表面进行彻底的清洁，如果表面存在积水时，要使用吹风机吹干，保证整个路段的路面清洁干燥。

(2)根据铺筑方案规划出抗滑薄层的施工范围界限，对界限外部使用透明胶布环绕，可以起到保护作用，防止砂浆外流。

(3)本次试验所用的环氧树脂砂浆由粘结剂、固化剂拌和组成。把砂浆A组分、B组分按照大约20:6的比例进行混合均匀搅拌(同时将一定比列的细沙颗粒掺入到混合物中，掺入的比列可以根据温度变化适当调整)，8min左右环氧砂浆即可形成。

(4)首先将环氧砂浆摊铺在透明胶布界限内，然后沿着行车方向用刮刀进行刮涂(从低到高)，此过程需要施加一定力度，以保证层间粘结程度良好，最后在路面上形成平整的粘接层。

(5)撒填3～5mm粒径的碎石集料(与(4)步骤同时实施)，所铺设的砂浆填满后停止铺撒。

(6)施工完成后，将表面多余的砂浆进行清理扫除，剔除多余骨料，并将路面界限外部透明胶带撕掉。

(7)养护期间，沥青路面抗滑层单幅封闭施工，以保证抗滑层的特性，3h后正常交通使用。砂浆的特性收到温度气候的影响，可以根据天气条件适当调整养护时间。

2.4 施工注意事项

所用原材料要严格进行检测，及时发现不合格原材料;要确保各组分配合比符合规定;保证材料搅拌均匀，化学物理反应充分;刮涂时要用力均匀，保证表面平整;施工完，派专人看护施工现场，防止无关车辆人员对其造成破坏;路段正常投入使用后，要保证每周3次以上的表面清扫，为了防止骨料正常脱落对道路的影响;施工时天气最好干燥，避免雨天施工;表层出现露水、雨水、污水时，及时清扫，避免天气或者人为因素对路表造成的损害。

2.5 现场抗滑测试情况

为了检验抗滑层的实际抗滑性能，需要进行现场抗滑测试。抗滑性测试采用摆式摩擦仪，抗滑性用摆值体现，在温度影响下，抗滑性能用修正值作为最终参考。同时用手工铺砂法反映抗滑性，用构造深度体现。本次试验在刚铺好的抗滑薄层上取点，然后在相邻位置原路面取点进行对比测试。结果见表3和表4。

根据下表可知，陶粒材料抗滑薄层路面表面更加平整，抗滑性更好，无松散剥落现象。原路面3个检测点的摆值平均值分别为45.0、44.5、44.7，而陶粒薄层相应位置摆值平均值分别为85.9、84.4、82.8，相比原路面的摩擦系数提升了90%左右，显然陶粒抗滑薄层的抗滑性能更佳。再通过比较构造深度，显然同一位置下陶粒薄层构造深度平均值也远大于原路面构造深度平均值，构造深度是原路面4倍左右，即也反映出抗滑薄层路面抗滑性能高于原始路面。

表3 原路面抗滑性能检测结果下载原图

表4 陶粒薄层抗滑性能检测结果下载原图

3 结语

抗滑薄层可以弥补路面在潮湿环境长期使用条件下抗滑性下降的不足，大大降低了由于抗滑不足所引起的交通事故，也有着保证行车噪音低、视觉效果好、行车舒适性高的优点。抗滑薄层是高速公路沥青路面中的重要组成，其施工需要严格遵守规范，需要严格参照配合比的设计标准，混合料搅拌需要严格要求，同时对机械，器具，施工人员的专业技能也有较高要求。通过综合分析，最终选择平面间断铺设方案。通过原路面与原路面临近处铺设抗滑薄层的路段进行抗滑检测分析，得出铺设抗滑层的抗滑性能强于原路面抗滑性能的结论。

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