中国水利水电第七工程局有限公司科研设计院
摘要：混凝土路表纹理构造是影响混凝土路面抗滑性的重要因素之一。:针对沥青路面的抗滑问题, 分析了路表宏观构造、微观构造及其对沥青路面抗滑性的影响;在综述沥青路面抗滑性检测方法的基础上, 探讨了各种方法的测试原理、适用对象和优缺点
关键词：混凝土 文理构造 抗滑性
引言：
导致道路交通事故的原因很多, 由于沥青路面抗滑性不良导致车辆碰撞、追尾等是其中重要的一方面。因此, 在沥青路面设计、施工、检测等过程中,必须十分重视沥青路面的抗滑性问题。但是, 目前工程中对如何保证沥青路面抗滑性的认识存在一定的盲目性, 世界各国检测评价沥青路面抗滑性的方法也不尽相同。目前对沥青路面抗滑机理的研究还有待进一步深入。基于以上问题,在深入分析沥青路面宏观构造和微观构造及其对沥青路面抗滑性影响的基础上, 介绍了常用的沥青路面抗滑性检测方法, 探讨了这些方法的测试原理、适用性和优缺点等。
1沥青路面的纹理构造
路面构造深度是指道路表面上下凹凸或起伏不平的构造状况, 目前认为其是影响沥青路面抗滑性的最主要因素。但沥青路面的纹理构造具有不同的特征,不同种类的构造深度对路面抗滑性具有不同影响。因此, 在工程实践中必须正确弄清沥青路面的构造深度,才能正确设计沥青路面的抗滑性, 合理选用路面抗滑性检测方法, 并正确分析抗滑性检测结果。通常沥青混凝土路面的构造分为宏观构造（又称“宏观纹理”）和微观构造（又称“微观纹理”）两大类
1.1沥青混凝土路面的宏观构造深度
路面宏观构造深度通常是指路表水平方向0.5～50mm、垂直方向0.2～10mm的较粗凹凸构造。这种宏观纹理用肉眼即可观察出来，常用路表是否粗糙或光滑来描述。在车辆高速行驶时，由于轮胎与路表间排水相对困难，因而接触摩擦较小，故路面宏观构造深度对于路面潮湿条件下的中、高速行车的抗滑性与安全性具有重要影响。
影响沥青混凝土路面宏观构造深度的因素很多，降水、泥土污染路面等外部因素均会降低路面的宏观纹理；但就道路建设而言，关键是从路面材料设计的角度来保证沥青混凝土路面的宏观构造。根据笔者的研究，影响沥青混凝土路面宏观纹理的材料因素主要有以下3个方面：
(1)粗集料的最大粒径。粗集料的最大粒径越大，沥青混凝土路面的宏观纹理也越大；但是，随着粗集料最大粒径的增大，沥青混凝土路面的压实会较为困难，混合料的压实空隙率也会相应增大。因此，粗粒式沥青混合料虽然宏观纹理较好、骨架作用也很强，但用于沥青混凝土路面上面层易因渗水而导致沥青混凝土路面的水损害，故多用于下面层的抗车辙，较少用于沥青混凝土路面的上面层。由此可见，虽然粗集料的最大粒径对沥青混合料的宏观纹理具有重要影响，但这一因素难以在工程中实际应用。
（2）沥青的用量。沥青用量稍多，对于沥青混凝土路面的抗疲劳、耐老化、抗水损害等耐久性的确较为有利；但随着沥青用量的增加，沥青混合料的抗剪强度会受到影响，沥青混合料表面的宏观构造也会降低；在实际工程中，这类沥青混合料容易产生泛油现象，导致沥青混凝土路面的宏观纹理和微观纹理丧失，从而严重减低沥青混凝土路面的抗滑性。因此，为保证沥青混凝土路面具有良好的构造深度和抗滑性，工程实践中必须严格控制沥青的最佳用量。
（3）沥青混合料的类型。目前，应用于沥青混凝土路面上面层的混合料类型主要有沥青混凝土混合料(AC)、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）以及新型排水路面所用的开级配沥青磨耗层（OGFC）等。这3种不同的沥青混合料具有不同的工程性能与宏观构造。
1.2沥青混凝土路面的微观构造深度
沥青路面的微观构造深度通常指路表水平方向0～0.5mm 、垂直方向0 ～0.2mm 的微小构造。这种微观纹理主要是由于路表粗集料表面的沥青膜被轮胎磨损后, 粗集料的表面纹理所构成。
目前研究表明, 微观构造主要影响轮胎与路表之间的附着力, 故对高速行车和低速行车时路面的抗滑性均具有影响 , 但对低速行车时的抗滑性影响更大。
车辆荷载反复作用所造成的轮胎对路表磨耗, 会使得粗集料表面的微观纹理逐渐被磨光, 从而造成沥青路面微观构造的衰减, 故保证路面具有长期稳定的构造深度的关键措施是选用坚硬耐磨的粗集料。目前我国对用于高等级公路抗滑表层的粗集料提出了磨光值、磨耗值和冲击值的要求, 实际上是为了保证抗滑表层的微观构造。
2 沥青混凝土路面的抗滑性评价方法
目前，世界各国提出了很多用于评价沥青混凝土路面抗滑性的方法，与这些方法相对应的检测设备也存在较大的区别。但总的看来，这些方法可以归结为间接评价法和直接评价法两大类。
2.1沥青混凝土路面抗滑性检测的间接评价方法
沥青混凝土路面抗滑性检测的间接评价方法是通过测定沥青混凝土路面的构造深度，进而对路面抗滑性做出评价。其理论依据是，路面的构造深度是影响路面抗滑性最为重要的因素之一。但值得注意的是，根据所检测路面纹理类型的不同，这类方法具体包括检测路面宏观构造深度的方法和检测路面微观构造深度的方法两类。
2.1.1路面宏观构造的检测
目前，基于沥青混凝土路面的宏观构造深度检测沥青混凝土路面抗滑性的方法大体包括体积法、断面法和流出法3类。
(1)体积法。
检测沥青混凝土路面宏观构造深度的体积法依所用仪器的不同，分为“手工铺砂法”和“电动铺砂法”两类。两者的检测原理是相同的———将已知体积的细砂摊铺在待测路面的测点上，量取细砂摊平后的铺砂直径，计算所得的砂体积与铺砂面积之比即为构造深度（TD）。若测得的TD指标越大，表明路表的宏观构造越深，相应的抗滑性应越好。铺砂法是目前我国现行标准中用来评价沥青混凝土路面宏观构造深度的标准方法。
(2)断面法。
断面法的检测原理是利用仪器检测路表宏观构造的纵断面，进而确定构造深度，并用于抗滑性评价。目前，已发明的断面法构造测定仪主要有激光断面仪、灯光扫描仪和探针跟踪仪3类，其中，只有激光断面仪得到了普遍应用。
(3)流出法。
该法利用流出仪检测沥青混凝土路面宏观构造深度。流出仪的主要部件是一个体积一定的圆筒。检测时先用圆形橡胶套筒将圆筒与路表之间密封，然后在圆筒内注满水，测定流出一定量水所经历的时间。流出法检测路面宏观构造深度的最大优点是测试原理简单。但在实际应用中，流出仪很难做到真正完全密封，故测试误差较大；此外，该法检测效率较低，且受抽样误差影响大，故在实际工程中应用不多。
2.1.2路面微观构造深度的检测
通过以上分析可知，沥青混凝土路面的微观构造无论是对于高速行车、还是低速行车时的抗滑性都是十分重要的。但由于微观构造的纹理细微，目前还没有真正意义上的检测设备。现有检测方法主要分两类：一是在现场近似测定路表微观构造的方法，包括立体摄影法、电子显微镜法、扫描法等，这些方法对仪器设备的要求严格、测试成本高，故应用较少；二是考虑到粗集料的抗磨光性是影响沥青混凝土路面微观纹理的主要因素，故转而在实验室测定粗集料的磨光值（PSV）等指标，以此来间接评定其用于路表的微观纹理。
2.2沥青混凝土路面抗滑性检测的直接评价方法
沥青混凝土路面抗滑性的直接评价是指通过仪器测定路表的摩擦系数，所用测试设备有较大差别。
2.2.1单点式检测设备
(1)摆式摩擦系数测定仪。
摆式摩擦系数测定仪最初由英国研发，后被许多国家广泛使用，20世纪80年代后开始作为我国测试路面抗滑性的标准方法之一。其测试原理为：摆式仪的摆锤底面装有橡胶滑块，当摆锤从一定高度自由摆下时，滑块面与路表测试面相接触。
（2）动态摩擦系数测试仪。
动态摩擦系数测试仪（DFT）为日本研发。其检测原理与摆式仪类似，具体方法是：用一定荷载的轮胎和路面接触，并以一定速度行进，轮胎会受到摩擦力作用而造成动能损失，测试出这个力后，便可从摩擦公式求得摩擦系数。
2.2.2 制动式检测设备
（1）纵向摩擦系数测试车
其检测原理是：承受恒定垂直荷载的测试轮与路面紧密接触，并以恒定速度平行于车辆前进方向前进，在测试轮上产生纵向滚滑摩擦力。用力矩传感器测得该纵向摩擦力，同时用垂直负载传感器测得测试轮竖向荷载，两者之比即为路面纵向摩擦系数值。
（2）锁定轮摩擦测试车
锁定轮摩擦测试车，主要用来调查和监控路面的摩擦状况［１３］。测试车为一辆挂车，安装有锁定的测试轮及测试系统。
（3）摩擦系数仪
摩擦系数仪其主要优点如下：（1）可直接、连续测定垂直作用力和水平作用力，用于摩擦系数计算，测试精度高、无需中断交通、安全性和经济性好；（2）可用计算机分析检测数据和结果，并采用图形化显示、输出，检测数据可导入数据库；（3）较之偏转轮式检测设备，摩擦系数仪的测试轮始终与行车方向一致，接近实际行车中的制动轮基于上述优点，目前摩擦系数仪被广泛应用于公路和城市道路路面、机场道面和停机坪、城市广场、人行道等工程中的路表摩擦系数检测
3 结语
沥青路面的纹理构造对路面抗滑性影响显著, 基于实际应用考虑, 其构造深度分为宏观构造深度和微观构造深度两类, 相应的检测方法有所不同。
参考文献
[1] 陈辉，胡元中，王慧，王文中．粗糙表面分形特征的模拟及其表征［Ｊ］．机械工程学报，2006，42(9)：219-224
[2] 董祥,沈正.我国城市道路透水路面建设的工程选址与类型选择分析[J].甘肃农业大学学报,2010,45(3):145-150,160.
论文作者:游丘林
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期
论文发表时间:2015/10/12
标签：路面论文; 沥青论文; 混凝土论文; 纹理论文; 微观论文; 深度论文; 摩擦系数论文; 《基层建设》2015年16期论文;