1、2023.04 科学技术创新公路路面抗滑表层施工技术应用张振海（中交（青岛）城市建设有限公司，山东 青岛）前言在现代化高等级公路出现并迅速发展过程中，沥青路面因特有力学强度大、行车平稳、振动噪声小的优势得到大面积应用。但是，公路沥青路面抗滑性能存在较多问题。一旦公路路面表层抗滑能力下降，车辆轮胎、公路路面之间的接触摩擦力将显著减弱，埋下车辆转弯滑移或车辆制动失控风险。基于此，探究公路路面抗滑表面施工技术具有非常突出的现实意义。1公路路面抗滑表层施工方案1.1公路工程概述一公路工程全长 94.56 km。工程处于暖温带大陆性半湿润季风气候区，一年内平均气温为 14.4，绝对最高气温为 41.2，
2、绝对最低气温为-12.2；一年内，公路所在区域降水量为 930 mm，7 月份到 8 月份降水量较为集中。1.2抗滑表层处理方案设计根据机械-分子共同作用理论，公路路面与车辆轮胎之间的摩擦由粘附力、范德华力、弹性变形力、微凸体切削力组成，总体表现为公路路面与车辆轮胎接触粘附力、轮胎滞后变形的共同作用，其中粘附力源于轮胎橡胶分子、内部材料分子的分子键，受路面微观纹理作用；轮胎滞后变形则表现为橡胶材质轮胎在公路路面接触滚动下产生的挤压-变形-恢复活动，存在能量损失1。基于此，可以综合考虑公路路面表层宏观形貌、微观纹理构造，选择适宜的抗滑表层结构。图 1公路路面表层抗滑移处理结构图 1 中，1 为改
3、性 SBS 沥青细粒式混合料层；2 为改性 SBS 沥青中粒式混合料层；3 为路面下面层；4 为路面基层。根据公路沥青路面抗滑移要求，选择密实型级配。密实型级配中，矿粉含量小于等于 0.075mm；粒径为 0.075 mm0.6 mm 时，表观密度为 2.920g/cm3，平均密度为 2.742 g/cm3；粒径为 0.6 mm2.36mm 时，表观密度为 3.024 g/cm3，平均密度为 3.024g/cm3；粒径为 2.36 mm4.75 mm 时，表观密度为3.135 g/cm3，平均密度为 3.135 g/cm3；粒径为 4.75mm9.5 mm 时，毛体积密度为 3.015 g/c
4、m3，表观密度为 3.089 g/cm3，平均密度为 3.052 g/cm3；粒径为 9.5mm13.2 mm 时，毛体积密度为 3.040 g/cm3，表观密度为 3.096 g/cm3，平均密度为 3.068 g/cm3；粒径为摘要：交通安全问题是世界各地共有的问题，道路交通事故多数与路面表层抗滑能力下降有关。因此，从公路路面抗滑表层施工着手，分析了路面抗滑表层施工方案，论述了路面抗滑表层处理要点，希望为公路路面抗滑表层处理提供一些参考。关键词：公路；路面；抗滑表层施工中图分类号：U416.2文献标识码：A文章编号：2096-4390（2023）04-0105-04作者简介：张振海（198
5、5-），男，本科，工程师，主要研究方向：公路工程施工。105-科学技术创新 2023.0413.2 mm16 mm 时，毛体积密度为 3.048 g/cm3，表观密度为 3.106 g/cm3，平均密度为 3.077 g/cm3，级配曲线如图 2 所示。图 2密实型级配曲线图 2 中，横栏为筛孔尺寸，纵栏为通过百分率。如图 2 所示，在筛孔尺寸为 0 mm 时，通过百分率为11%；在筛孔尺寸为 0.075 mm 时，通过百分率为15%；筛孔尺寸为 0.15 mm 时，通过百分率为 20%；筛孔尺寸为 0.3 mm 时，通过百分率为 25%；筛孔尺寸为0.6 mm 时，通过百分率为 32%。整个
6、级配过程中，公路沥青路面的沥青、骨料配比需要落实最大密实度原则，确保沥青与骨料之间粘结力、骨料颗粒之间嵌入挤压力、骨料颗粒之间内在摩擦阻力均达到最大2。2公路路面抗滑表层施工技术应用过程2.1准备材料2.1.1沥青在沥青路面抗滑表层处理时，上面层可选择改性SBS 沥青，为 SK 基质沥青掺加 5%SBS 改性沥青。改性 SBS 沥青针入度（25）应达到 40/0.1 mm，针入度指数达到 0.2，延度应达到 30 cm，软化点应达到 73，溶解度应达到 99%，闪点应达到 230，弹性恢复应达到 85%，离析温度应达到 2.5。2.1.2粗集料粗集料是沥青路面抗滑表层处理用材料之一，占总材料用
7、量的 85%89%，一般选择石灰岩碎石或玄武岩碎石、辉绿岩碎石、花岗岩碎石复配。根据JTGE42公路工程集料试验规程，可以按照 0.236:0.764 的质量比，将玄武岩碎石、石灰岩碎石掺和，确保粗集料压碎值（700kN）小于等于 18%，洛杉矶磨耗值（700 转）小于等于 20%，磨光值达到或超过 42%。同时公路路面表层抗滑移处理用材料应完全破碎，外在形状接近立方体，具有棱角，质地坚韧，外在粗糙，扁平细长颗粒含量小于 15%，对沥青粘附性大于等于4 级，坚固性小于等于 12%，软石含量小于等于 1%，吸水率小于等于 2.0%，石料冲击值小于等于 28%3。2.1.3细集料公路路面表层抗滑移
8、处理用细集料为砂，砂的毛体积密度为 2.733 g/cm32.801 g/cm3，表观密度为2.767 g/cm32.812 g/cm3，平均密度为 2.750 g/cm32.805 g/cm3。2.2拌和材料公路路面表层抗滑移处理用材料拌和流程见图3。图 3公路路面表层抗滑移处理用材料拌和流程根据图 3，结合原设计公路路面表层抗滑移处理配方，在 4000 型沥青拌和站内处理材料。在沥青原料投入时，控制拌和站温度达到 165 以上、175 以内，在辅料投入时，控制拌和站温度达到 175 以上、195以内，拌和 60 s 及以上，过磨发育后，公路路面表层抗滑移处理用材料温度应达到 175 以上、
9、185 以内，为后期沥青料平整、均匀摊铺与密实碾压提供良好条件4。2.3应用材料2.3.1运输在公路路面表层抗滑移处理用材料拌和完毕后，借助自卸式带篷布运输车（车厢周边塞填加厚泡沫板），将公路路面表层抗滑移处理用材料先后装填到运输车车厢前端、中端、后端。进而调整车辆车厢高106-2023.04 科学技术创新度、接料口高度，以公路路面表层抗滑移处理用材料呈“山字”形为宜，从源头解决公路路面表层抗滑移处理用材料在运输途中前后移动离析问题5。2.3.2摊铺摊铺前，由专人排查公路路面，确定公路路面无病害，若存在路面病害，则预先处理，处理方法随公路路面类型的变化而变化，具体见表 1。根据表 1 方法处理
10、完毕后，人工与机械配合全面清除公路路面杂物、灰尘、油污，均匀撒布增强型乳化沥青。等待增强型乳化沥青破乳期间，加热摊铺机熨平板，促使摊铺机熨平板温度超过 100，加热时间超过 30 min。待增强型乳化沥青破乳且摊铺机熨平板预先加热后，以 2台摊铺机梯队式作业的形式，连续、平稳摊铺，前一台摊铺机、后一台摊铺机之间距离小于等于 5 m。根据公路路面表层不平整度控制要求，摊铺期间夯锤频率需超出 20 Hz，摊铺速度在 2.5 m/min0.5 m/min 左右，搭接宽度在 15cm 左右6。2.3.3碾压在摊铺后，操作者可以借助 4 台双钢轮振动压路机，规范碾压，碾压程序及参数见表 2。根据表 2，
11、碾压初期，操作者可以对初次碾压温度进行测量，确保公路路面表层抗滑移处理用材料碾压温度达标，并及时铲除温度不达标时碾压的公路路面表层抗滑移处理用材料。3公路路面抗滑表层施工技术应用效果3.1评价模型利用 Penn State 模型，对公路路面表层抗滑移效果进行评价。公路路面抗滑表层处理效果评价模型如下：（1）式（1）中，F（S）为车辆轮胎在滑移速度为 S 时的摩擦因数；F0为与路面微观构造有关的特征系数，即车辆轮胎滑移速度为 0 时的摩擦因数；S0为与路面宏观构造有关的特征数，即车辆轮胎在滑移速度为 0 时的公路路面构造函数，如表层纹理。3.2评价结果在公路路面抗滑表面构成后，对公路路面表层波长
12、进行分析，得出结果见表 3。编号 公路路面病害 处理方法 处理材料 1 宽度3 mm 改性乳化沥青 2 宽度 3 mm5 mm 70#热沥青 3 横向单条裂缝,纵向单条裂缝 宽度5 mm 去除裂缝及周边灰尘、杂物,灌缝 沥青砂 4 推移-沉陷-松散-龟裂-发散性裂缝 面层中心铣刨 1个车道宽度后修补 同配合混合料 5 1.2 cm 铣刨至原公路面层标高后维修 同配合混合料 6 车辙 1.2 cm 不处理 表 1公路路面病害及处理方法表 2公路路面表层抗滑移处理用材料碾压程序及参数表 3公路路面抗滑表层纹理波长碾压程序/参数 初次碾压 二次碾压 终次碾压 压路机类型 11t 双钢轮振动压路机 1
13、1t 双钢轮振动压路机 11t 双钢轮振动压路机 碾压遍数 初期静止碾压 1 遍2遍;后期振动碾压 1遍2 遍 振动碾压 3 遍4 遍 静止碾压 1 遍2 遍 碾压速度 1.5 km/h2.0 km/h 3.0 km/h4.0 km/h 2.0 km/h3.0 km/h 公 路路面 抗滑表层纹理 不平整度 微观纹理 宏观纹理 巨纹理 动态摩擦 系数 水平波长/mm 500550 0.20.5 3545 50100 0.62 标准/mm 50050000 00.5 0.550 50500 0.54 ()00SF SF exp 1S|=-|107-科学技术创新 2023.04表 3 中 的 标 准
14、 由 PIARC（ThePermanentInternational Association of Road Congress，国际道路会议常设会）设定。表中，不平整度为与公路表面基准平面存在偏差的程度，与行车作用、公路路面结构不足存在一定联系，案述公路路面不平整满足标准要求；微观纹理；宏观纹理是沥青公路路面混合料表面颗粒的微观结构，表现为公路路面表层微观粗糙度，可与车辆轮胎表面橡胶颗粒相互作用，较大的微观纹理粗糙度决定着轮胎-公路路面表层黏附力的增加，案述公路路面微观纹理在 0.2 mm0.5 mm 之间，表明轮胎-公路路面黏附力较大，可以打破路面特别是湿路面表面水膜，降低车辆轮胎滑移事故发
15、生率；巨纹理是裂缝、车辙、坑洞现象的描述依据，案述工程巨纹理在 50 mm100 mm 之间，表明车辙、裂缝、坑洞等问题较少，满足规范要求；宏观纹理受公路路面表层骨料颗粒形状、粗细骨料类型、集料级配的共同作用，可以为车辆高速行驶时的轮胎提供抗滑力，案述工程巨纹理在 35 mm45 mm 之间，可以满足车辆快速行驶期间路面抗滑要求。4结论综上所述，公路沥青路面抗滑表层对于交通运输事业发展具有重大意义，可以在一定程度上减少路面长时间运行过程中的抗滑性能下降风险。因此，操作者应根据公路所在地气候特点，选择适宜的沥青路面表层材料，科学级配，合理应用，从源头解决车辆与公路沥青路面接触滑移问题，确保行车安
16、全。参考文献1赵紫宸.石灰岩沥青路面抗滑铺装层路用性能衰变分析J.山西建筑,2021(10):114-115.2胡力群,王守科,周嘉玮,等.不同温度和磨耗次数下的沥青路面抗滑能力J.中国科技论文,2021(12):1324-1330.3黄元,陶晓丽.沥青路面抗滑机理与影响因素分析J.西部交通科技,2022(8):22-24.4刘伟.沥青路面抗滑表层抗滑性能评价J.交通世界,2022(32):75-77.5赵娜.路面抗滑嵌入式封层养护技术J.运输经理世界,2021(31):134-136.6梁斌.路面抗滑能力检测方法和评定标准研究J.山西交通科技,2020(1):21-24.Application of Construction Technology forAnti Skid Surface of Highway PavementZhang Zhenhai(CCCC(Qingdao)Urban Construction Co.,Ltd.，Qingdao,China)Abstract:Traffic safety is a common problem all over the world