SMA沥青路面抗滑性能优化设计与应用研究

SMA沥青路面抗滑性能优化设计与应用研究

赵秋鹏

邢台路桥建设集团有限公司   河北省  054000

摘要：随着现代化城市建设的逐步推进，基础设施建设越来越完善，与此同时，人们对于路面质量以及行车舒适度要求越来越高。沥青路面是公路工程建设中最常见的路面形式之一，其具备安全舒适耐久的特点，但是也需要注意路面的抗滑性能对于行车安全影响非常大，特别是交通开放的初期阶段由于通行量相对较少，车辆速度非常快，这也进一步加大了对路面抗滑性能的要求。基于此，在本文中就针对影响路面抗滑性能的因素进行了简单的分析，然后分析了路面抗滑性能设计要点以及评价方式。

关键词：SMA沥青路面；抗滑性能；优化设计

中图分类号：U415   文献标识码：A

引言

公路工程建设中，SMA混合料最为显著的优势就是具备极强的耐久性和高温性能，而且能够有效平衡密水性和抗滑性能之间存在的矛盾。但是，在实际施工过程中，由于混合料配制时使用的沥青量较多，很容易附着在石料表面形成裹附层，在公路工程投入运行的初期阶段，外界环境温度相对较低，路面表层很容易形成斑点式的镜面效应，致使路面的抗滑系数明显下降。为了能够更好地保障人们的出行安全，就必须针对这一问题进行有效的分析，从根本上提升路面的抗滑性能，减少交通意外事故的产生。

1 影响抗滑性能的因素

目前公路工程最常见的路面形式就是水泥混凝土路面和沥青路面这两种不同的路面，在构成上有着一定的区别，与水泥混凝土路面相比，在出现磨损后，沥青路面的抗滑性能会出现较大的改变。一般来说，对路面抗滑性能进行研究，主要就是分析上面层，可能会影响路面抗滑性能的因素，包括施工技术、原材料及配等等，而且这些因素对于沥青路面的抗滑效果和作用时长有着直接影响。沥青路面在运行过程中受到车辆荷载的因素，表面的集料很容易被磨掉，致使构造深度减小，这也是影响路面抗滑性能的重要因素之一，所以对沥青路面的抗滑性能进行优化设计，也需要从这两个层面进行探讨和分析。

2 沥青路面抗滑性能优化设计

2.1 优选原材料

沥青路面自身具备的抗滑能力主要受到路面表层颗粒度的影响，其直接决定了车轮和路面之间的摩擦作用。根据相关研究表明，车辆行驶过程中，车轮与路面表层的矿料之间产生的摩擦作用，直接决定了路面的抗滑系数。所以，要想从根本上提升路面的抗滑性能，就需要从矿料选择方面入手，在选择施工材料时，需要从耐磨性方面入手，选择钢渣、玄武岩、石灰岩三种不同的矿料，而且这三者不同材料的耐磨性也是递增的关系。结合以往的施工经验表明，在实验过程中以SMA-13为研究对象，通过对其进行4小时的连续摩擦，最后进行抗滑性能测试，判断路面整体的抗滑能力。根据检测结果可以发现，第一，这三种不同的材料BPN指标没有明显的差别，指标系数最大的为钢渣，最小的为玄武岩，两者之间的差距仅为4.8%。第二，实验结果显示这三种材料之间的DF60差别相对较大，同样以钢渣最大，最小的为石灰岩，两者之间的差距为22.8%。第三，在低速状态下，不同的矿料与BPN值并没有明显的关系.第四,在高速状态下,不同类型的框料与DF60之间的关系相对较大。也就是说，针对混合料进行配置时，应尽量选择具备良好耐磨性能的矿料，显著提升表面的抗磨损能力，这样就能够显著提升路面的抗滑性能，所以为了能够从根本上提升行车的安全性和舒适度，应尽量选择具备良好耐磨系数的材料。

2.2 级配设计

公路工程建设过程中混合料的级配也会对路面的结构产生一定的影响，这使路面的抗滑性能产生一定的区别，在本次实验过程中，通过对SMA-13、AC-13以及OJFC-13三种不同类型的混合料进行分析。使用石灰岩矿料，结合相关标准的规定，分别将这些材料配置成三种不同级别的混合料，并判断这些材料的抗滑性能。研究结果表明，第一，实验结束后，这三种不同类型的混合料抗滑性能最佳的为OJFC-13，实验结果显示不同的级配对于沥青路面的DF60和BPN产生的影响非常明显，将这三种不同类型的混合料进行对比OJFC-13的F60和BPN指标明显得到了提升，也就代表进行混合料配制时，选择的级配类型会直接影响到路面的抗滑性能。根据本次实验结果显示，空隙型级配混合料形成的沥青路面，其抗滑性能最为理想，但是由于这种材料具备较大的孔隙率，内部的集料很容易松散，在车辆荷载持续作用的前提下，其抗滑性能下降的速度非常快，很难维持足够的稳定性；而骨架密实型级配由于内部的集料分配相对比较均匀，具备良好的耐湿度，能够有效减少抗滑性能的显著下降，而且还能够促使沥青路面具备足够的粗糙度，所以在实际施工过程中应优先选择这种类型的混合料。

3 抗滑性能评价方法

3.1 摆式仪法

对沥青路面的抗滑性能进行评价时，可以使用摆式仪法，在实际测试过程中，使用摆式仪法能够直接获取潮湿路面表层以及车辆轮胎的摩擦测试值，为后续路面性能的优化设计提供有效的数据支持，而且结合实际测量结果，在实际施工阶段还能够采取一定的处理对策进而降低摩擦阻力。测试过程中获取的摆值是充分利用摩擦系数测定仪在路面潮湿的状态下获取的路面表层摩擦系数的表征值，这一数值是摩擦系数的100倍，所以使用这种方式对路面表层的抗滑性能进行测试时，很容易受到路面温度的影响，通常实验过程中，需要保证在20℃的温度下进行，如果测量过程中实验温度不是20℃，还需要严格按照标准的规定进行温度的修正，这种设备在实际使用过程中摆出的底面装有一块橡胶滑块，在一定高度下摆锤自由下摆时，滑块就会与路面表层产生摩擦，在摩擦的过程中也会消耗部分能量，这样摆锤在运行过程中只能够回摆到一定的高度，而回摆的高度也会随着摩擦力的逐步增加而下降。所以在测试过程中主要以摆值作为参考指标，使用这种方式最为显著的优势就是结构非常简单，更便于携带，既能够在施工现场进行路面抗滑性能的检测，又能够在实验室内进行测试。

3.2 压力胶片技术

使用压力胶片对路面抗滑性能进行检测时，设备的底层基质为聚酯薄膜，覆盖有颜色成长层和颜色生成层，受到外力荷载的影响，胶片内的微囊就会破裂，进而将微囊中的颜色生成物挤出来，当颜色生成物和生成层出现反应时，就会产生红色的斑块。在实际测试过程中，胞壁的压力和强度与微囊机的尺寸有着直接关系。一般来说，在测试过程中常用的压力胶片包括单片和双片两种不同的类型，在受到外界荷载相对较大的状况下，可以使用单片，如果受到的荷载相对较小，则可以使用双片。利用专门的软件将扫描后的胶片颜色转换成压力值，再利用计算机设备显示出来完成数据信息的分析，使用这样的方式能够更加直观的了解压力的分布状况，并且在分布图上还能够获得详细的压力分布状态。

4 结束语

本次实验过程中，针对sma沥青路面的抗滑性能进行了简单的分析，由于工程项目投入运行的初期阶段，路面通行的车辆相对较少，车辆行驶速度较快，所以对于路面的抗滑性能也有着非常严格的要求。只有保证沥青路面具备足够的抗滑性能指标，才能够满足竣工验收的标准，所以必须要加大对沥青路面抗滑性能的研究力度。结合四眼结果制定切实有效的改进策略，从根本上提升沥青路面的抗滑能力，更好地保障人们的出行安全。

参考文献：

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