两种沥青混凝土路面磨耗层抗滑性能比较分析

路面抗滑性能是影响道路安全的重要性能因素之一，使路面长期保持良好的抗滑性能是沥青混凝土路面长期使用性能的一项基本要求。路面抗滑性能指标（构造深度、摩擦系数）也是路面工程交工竣工验收时的重要实测指标。随着行车荷载的累积作用，轮胎对路面产生的碾压和磨耗增加，使得沥青混凝土路面材料的表面渐渐趋于光滑，路面的摩擦性能不断下降。这种现象被称为沥青混凝土路面的抗滑性能衰变行为。新建路面在经受短期行车荷载作用下抗滑性能迅速衰减的问题一直困扰着公路工程技术人员。许多学者对路面的抗滑性能及其影响因素和衰变规律进行了研究。黄云涌等研究了沥青混凝土路面抗滑性与沥青混合料空隙率的关系及抗滑性的影响因素，还通过大型直道足尺试验探讨了不同类型沥青混合料抗滑指标随轴载作用次数的衰减规律，发现沥青混凝土表面层构造深度在累计标准轴载作用165万次以前衰减速度很快。杨荣尚等研究认为抗滑性能衰减特性的优劣性排序为：OGFC-13＞SMA-13＞SJ-13＞AC-13。孙洪利研究认为抗滑指标衰减符合指数模型，压密和迁移变形是抗滑水平前期快速衰减的主要原因，而磨损和磨耗是后期稳定衰减主要原因；矿料、级配和最大粒径等材料因素通过微观构造和宏观构造影响着抗滑水平及其衰减特性。国内外研究机构对于沥青混凝土路面抗滑性能衰减方面的研究主要有两种方式：一是实际路段或路网调查法；二是室内模拟法。目前对沥青混凝土路面抗滑性能衰变规律的研究，采用室内模拟法研究较多，野外调查法采用较少，而沥青混凝土路面抗滑性能室内试验模拟研究结果往往与现场实际情况无法吻合，抗滑性能衰变规律的研究有待深入。本文通过对某高速公路两种级配沥青混合料路面磨耗层交工和竣工验收时的抗滑性能检测结果进行比较分析，探讨了路面抗滑性能的衰变行为。

工程概况

福建某高速公路主线全长149.258.km，连接线长4.885.km，均采用双向四车道高速公路标准建设，设计行车速度为80.km/h，路基宽度24.5m。路面施工分为4个合同段，分别由4个施工单位施工。除抗滑表面层外，4段的路面结构层设计均相同。路面结构层设计为：上基层为厚度16cm的ATB-25沥青稳定碎石、下面层为厚度6cm的AC-20C中粒式沥青混凝土，抗滑表面层（磨耗层）分别为厚度4cm的SMA-13改性沥青混凝土（B1、B2合同段）或厚度4cm的AC-16改性沥青混凝土（B3、B4合同段）。桥梁段路面结构层设计为：大桥段的下面层为厚度5cm的A-20C中粒式沥青混凝土，抗滑表面层为厚度4cm的SMA-13改性沥青混凝土（B1、B2合同段）或厚度4cm的AC-16改性沥青混凝土（B3、B4合同段）；中小桥段的下面层为厚度6cm的AC-20C中粒式沥青混凝土，抗滑表面层为厚度4cm的SMA-13改性沥青混凝土（B1、B2合同段）或厚度4cm的AC-16改性沥青混凝土（B3、B4合同段）。该工程沥青混凝土路面抗滑性能设计要求：沥青混凝土路面横向力系数SFC≥54，沥青混凝土路面构造深度TD要求≥0.55mm。

路面抗滑性能检测结果及分析

工程交工前抗滑性能检测

2008年11月～12月建设单位委托某甲级试验检测机构进行了工程交工前检测，其中路面抗滑性能检测在12月上旬进行，检测依据《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80／1-2004）和《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008）等规范进行。沥青混凝土路面横向力系数SFC检测采用横向力系数检测仪法（JTGE60-2008T0965-2008），检测车测试标准速度为50.km/h，标准测试温度20℃，检测频率为全线每车道连续检测，每100m得出一个平均值。沥青混凝土路面构造深度检测采用砂铺仪法（JTGE60-2008T0961-2008），检测频率为单幅每公里测5点。

由交工检测时横向摩擦力系数SFC的检测结果看，B1、B2合同段的SMA-13磨耗层的横向摩擦力系数代表值分别为51.7和47.2，均小于设计要求的55，合格率也很低，分别为31.8％和3.3％，无法满足设计要求。而B3、B4合同段的AC-16磨耗层的横向摩擦力系数代表值分别为61.9和67.8，均高于设计要求的55，合格率很高，均为99.5％。交工时，SMA-13磨耗层的横向摩擦力系数不如AC-16磨耗层，似乎SMA-13磨耗层的抗滑性能不如AC-16磨耗层，这与以往的一些室内研究成果相左。出现这一现象的可能原因是：刚交工时由于SMA混合料沥青用量大，高达6.0％（而AC混合料沥青用量仅为4.5％），钢轮碾压造成沥青胶结料上浮，与测试轮直接接触的表面沥青膜厚，导致横向摩擦力较低。因此SMA路面的综合抗滑性能并非在刚交工时达到最优，而是需要通车一段时间沥青膜逐渐磨损后方能达到最佳状态。

由交工检测时路面构造深度的检测结果看，4个合同段的构造深度检测平均值均大于设计值（0.55mm）。B1、B2合同段SMA-13磨耗层的构造深度平均值为0.88mm、0.86mm，均大于B3、B4合同段AC-16磨耗层的0.76mm、0.77mm，SMA-13磨耗层的构造深度合格率也高于AC-16磨耗层。由于SMA磨耗层采用间断级配，粗骨料多，细集料少，矿料间隙率大，因此构造深度大。这与实际检测结果相吻合，也与以往的室内研究成果一致。

路面抗滑性能通常用摩擦系数和构造深度两个指标来表征：摩擦系数主要反映在车辆行驶中路面所提供的横向或纵向制动性能；构造深度则反映路表的宏观构造对抗滑性能的影响，主要表现为路表排水性能、摩擦系数随车速增加而衰减的影响等。路面抗滑性能指标交工时SMA-13磨耗层的横向摩擦力系数不如AC-16磨耗层，而其构造深度优于AC-16磨耗层，两个指标之间不存在相关性。上述数据无法说明两种磨耗层的抗滑性能孰优孰劣。

工程竣工前抗滑性能检测

2012年7月～9月福建省交通建设质量监督局委托同一检测机构对该工程进行了竣工前检测，其中路面抗滑性能检测在9月上旬进行。沥青混凝土路面横向力系数检测由该检测机构采用同一台检测车（并由同一批试验人员操作）进行，检测频率与交工前检测相同。而路面构造深度检测采用激光仪法（JTGE60-2008T0966-2008），检测频率为单幅每公里测4点。

由竣工检测时横向摩擦力系数SFC的检测结果看，B1、B2合同段的SMA-13磨耗层的横向摩擦力系数代表值分别为59.8和59.6，高于交工验收时的51.7和47.2，均高于设计要求的55，合格率分别为83.1％和81.0％，远高于交工验收时的31.8％和3.3％。而B3、B4合同段的AC-16磨耗层的横向摩擦力系数代表值分别为56.8和57.2，虽高于设计要求的55，但低于交工验收时的61.9和67.8，合格率分别为67.3％、67.2％，远低于交工验收时的99.5％。

可以看出，经过近4年的车辆荷载等作用后，SMA-13磨耗层的横向摩擦力系数不降反升，而AC磨耗层的横向摩擦力系数则有明显下降。

张洪等通过室内试验研究和现场检测结果分析，认为SMA路面能够较好地平衡路面抗滑和耐久性之间的矛盾，其抗滑性能明显优于AC和AK等其他类型的混合料；行车初期，由于SMA混合料表面沥青膜厚，在车轮的磨耗作用下，摩擦系数表现为短暂阶段的反向上升，因此，刚竣工的SMA路面抗滑指标的检测结果不具代表性，必须经过车轮磨耗一段时间（约6个月）后才能得到稳定的检测结果。本路段的检测结果也印证了这一点。遗憾的是没有通车半年或一年后的横向摩擦力系数检测数据，因此无法判断SMA磨耗层的横向摩擦力系数何时达到最优状态，也无从知晓其最优值，这值得进一步研究。

经过近4年的车辆荷载等作用，两种磨耗层的构造深度都明显下降，均降到0.70mm左右。虽然SMA磨耗层交工时的构造深度较大，但下降速度较快，由0.88mm（0.86mm）降为0.72mm（0.70mm），下降了18.2％。这也印证了“沥青混凝土表面层构造深度在累计标准轴载作用165万次以前衰减速度很快”的研究结果。

结语

通过对AC-16磨耗层和SMA-13磨耗层交工和竣工验收时的横向摩擦力系数和构造深度结果的比较分析，可以得出以下结论。（1）交工时SMA磨耗层的平均构造深度比AC磨耗层大，但是由于SMA磨层表面沥青膜厚，其横向摩擦力系数却比后者小。（2）SMA磨耗层的抗滑性能的衰减规律与AC磨耗层不一致，其抗滑性能并不是在交工验收时达到最优，其横向摩擦力系数行车初期出现“不降反升”的现象。通车一段时间后，SMA磨耗层的横向摩擦力系数比AC磨耗层的大，其横向摩擦力系数比后者衰减得慢，呈现出更优秀的抗滑性能。（3）经过近4年的车辆荷载等作用，两种磨耗层的构造深度均显著下降，SMA磨耗层的构造深度下降速率相对更快。（4）表征SMA磨耗层抗滑性能的两个指标——构造深度和横向摩擦力系数，没有明显的相关性

四川钛丰交通科技有限公司是专注于高端路面工程机械销售和租赁（拌合站、铣刨机、摊铺机、压路机、沥青洒布车、同步碎石/稀浆封层车、乳化/改性沥青生产设备、地磅、超限检测仪等）和先进道路施工养护技术推广的专业化公司。公司致力于把世界最优质的路面工程机械引入中国，给客户带来更高效、更优质、更经济的使用体验；同时，公司结合世界领先的路面工程机械，把最当前世界最先进的道路施工、养护技术引入中国，带来绿色低碳、优质高效、环保经济的道路施工、养护工程，推动中国的道路施工、养护技术迅猛发展，与世界共同进步！

产品推介：

产品概况

LMT5314TFCTP智能型沥青碎石同步封层车系列是美通机械荣誉推出的、具有国际水平的新型沥青路面施工设备，可广泛用于公路的快速同步洒布作业，在同一时间洒布沥青和骨料，也可分别洒（撒）布。具有节约成本，路面耐磨，防滑，防水性能好，在施工后能快速恢复交通等优点。适合不同等级的公路施工。

主要配置

施工案列

特别说明：本公众号部分文章素材来源于网络，版权归原作者所有。