瀝青路面的紋理構(gòu)造與抗滑性檢測方法

董 祥,張士萍,丁小晴,沈 正

(1.南京工程學(xué)院建筑工程學(xué)院,南京 211167；2.南京市市政公用工程質(zhì)量安全監(jiān)督站, 南京 210036)

“安全、舒適、快速、經(jīng)濟(jì)”是交通運(yùn)輸系統(tǒng)的基本要求和發(fā)展方向。道路交通作為運(yùn)輸系統(tǒng)中的一個(gè)重要領(lǐng)域,同樣應(yīng)以“安全”作為建設(shè)發(fā)展的關(guān)鍵要素。根據(jù)我國交通部交通管理局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2010年我國共發(fā)生道路交通事故390.6萬起,其中涉及傷亡的道路交通事故22.0萬起,造成65 225人死亡、254 075人受傷,直接財(cái)產(chǎn)損失達(dá)9.3億元。以上數(shù)據(jù)較之5年前已有一定程度的下降,主要原因在于道路安全設(shè)計(jì)、車輛性能、車輪抗滑性等的改進(jìn),但是,道路交通安全的嚴(yán)峻形勢仍應(yīng)引起道路交通工作者的足夠重視。實(shí)際上,導(dǎo)致道路交通事故的原因很多,由于瀝青路面抗滑性不良導(dǎo)致車輛碰撞、追尾等是其中重要的一方面[1]。因此,在瀝青路面設(shè)計(jì)、施工、檢測等過程中,必須十分重視瀝青路面的抗滑性問題。但是,目前工程中對如何保證瀝青路面抗滑性的認(rèn)識存在一定的盲目性,世界各國檢測評價(jià)瀝青路面抗滑性的方法也不盡相同。造成上述現(xiàn)象的根源在于,目前對瀝青路面抗滑機(jī)理的研究還有待進(jìn)一步深入。基于以上問題,在深入分析瀝青路面宏觀構(gòu)造和微觀構(gòu)造及其對瀝青路面抗滑性影響的基礎(chǔ)上,介紹了世界各國常用的瀝青路面抗滑性檢測方法,探討了這些方法的測試原理、適用性和優(yōu)缺點(diǎn)等,以期為工程實(shí)踐提供參考。

1 瀝青路面的紋理構(gòu)造

路面構(gòu)造深度是指道路表面上下凹凸或起伏不平的構(gòu)造狀況,目前認(rèn)為其是影響瀝青路面抗滑性的最主要因素。但瀝青路面的紋理構(gòu)造具有不同的特征,不同種類的構(gòu)造深度對路面抗滑性具有不同影響。因此,在工程實(shí)踐中必須正確弄清瀝青路面的構(gòu)造深度,才能正確設(shè)計(jì)瀝青路面的抗滑性,合理選用路面抗滑性檢測方法,并正確分析抗滑性檢測結(jié)果。

為了深入研究路面構(gòu)造深度的不同對路面抗滑性的影響,國際道路協(xié)會將路面構(gòu)造深度分為micro-texture(細(xì)觀構(gòu)造)、macro-texture(粗觀構(gòu)造)、mega-texture(宏觀構(gòu)造)和roughness(平整度)4類。以上分類在路面抗滑的機(jī)理研究中具有重要意義；但在實(shí)際工程應(yīng)用中,出于簡便實(shí)用的需要,通常將瀝青路面的構(gòu)造分為宏觀構(gòu)造(又稱“宏觀紋理”)和微觀構(gòu)造(又稱“微觀紋理”)兩大類,如圖1所示。

圖1 瀝青路面的宏觀紋理和微觀紋理

1.1 瀝青路面的宏觀構(gòu)造深度

路面宏觀構(gòu)造深度通常是指路表水平方向0.5～50 mm、垂直方向0.2～10 mm的較粗凹凸構(gòu)造。這種宏觀紋理用肉眼即可觀察出來,常用路表是否粗糙或光滑來描述。

根據(jù)目前的研究結(jié)論,在路面因降雨等原因而存在水膜時(shí),車輛輪胎與道路表面的接觸狀態(tài)可表示為圖2[2-3]。其中,a區(qū)的水膜最厚,輪胎和路表處于完全不接觸狀態(tài)；c區(qū)由于水膜被抽空,輪胎與路表處于直接接觸狀態(tài)；b區(qū)介于a區(qū)和c區(qū)之間,雖存在水膜,但輪胎的花紋和路表的凹凸會使得水膜呈不連續(xù)分布狀態(tài),輪胎與路表處于半接觸狀態(tài)。若路面的宏觀構(gòu)造深度大,則會有以下優(yōu)點(diǎn)：其一,a區(qū)的水膜厚度會因排水通暢而減薄,a區(qū)的面積也相應(yīng)減小；其二,c區(qū)的水在動力作用下易被抽空,從而提高輪胎與路表的接觸面積和摩擦力；其三,b區(qū)水膜的中斷面積也會增加,但這一效果亦與路表微觀紋理、輪胎花紋等因素有關(guān)。在車輛高速行駛時(shí),由于輪胎與路表間排水相對困難,因而接觸摩擦較小,故路面宏觀構(gòu)造深度對于路面潮濕條件下的中、高速行車的抗滑性與安全性具有重要影響。

圖2 有水膜時(shí)輪胎與路表的接觸狀態(tài)

影響瀝青路面宏觀構(gòu)造深度的因素很多,降水、泥土污染路面等外部因素均會降低路面的宏觀紋理；但就道路建設(shè)而言,關(guān)鍵是從路面材料設(shè)計(jì)的角度來保證瀝青路面的宏觀構(gòu)造。根據(jù)筆者的研究,影響瀝青路面宏觀紋理的材料因素主要有以下3方面。

(1)粗集料的最大粒徑。粗集料的最大粒徑越大,瀝青路面的宏觀紋理也越大；但是,隨著粗集料最大粒徑的增大,瀝青路面的壓實(shí)會較為困難,混合料的壓實(shí)空隙率也會相應(yīng)增大。因此,粗粒式瀝青混合料雖然宏觀紋理較好、骨架作用也很強(qiáng),但用于瀝青路面上面層易因滲水而導(dǎo)致瀝青路面的水損害,故多用于下面層的抗車轍,較少用于瀝青路面的上面層。由此可見,雖然粗集料的最大粒徑對瀝青混合料的宏觀紋理具有重要影響,但這一因素難以在工程中實(shí)際應(yīng)用。

圖3 瀝青路面泛油影響抗滑性

(2)瀝青的用量。筆者從事工程科技服務(wù)時(shí)與工程第一線的技術(shù)人員交流時(shí)發(fā)現(xiàn),我國許多工程單位的技術(shù)人員存在“油多不壞路”的觀點(diǎn),即認(rèn)為瀝青路面中的瀝青用量稍多不會對路面性能造成不良影響。實(shí)際上,這一觀點(diǎn)是不全面的——瀝青用量稍多,對于瀝青路面中、下面層的抗疲勞、耐老化、抗水損害等耐久性的確較為有利；但對于瀝青路面表層,若瀝青用量較多,則瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度會受到影響,在實(shí)際工程中易產(chǎn)生泛油現(xiàn)象,從而導(dǎo)致瀝青路面的宏觀紋理和微觀紋理喪失,嚴(yán)重降低瀝青路面的抗滑性,見圖3。因此,為保證瀝青路面具有良好的構(gòu)造深度和抗滑性,工程實(shí)踐中必須在同時(shí)滿足各項(xiàng)矛盾技術(shù)要求的條件下,嚴(yán)格控制瀝青的最佳用量。

(3)瀝青混合料的類型。目前,應(yīng)用于瀝青路面上面層的混合料類型主要有瀝青混凝土混合料(AC)、瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)以及新型排水路面所用的開級配瀝青磨耗層(OGFC)等[4]。這3種不同的瀝青混合料具有不同的工程性能與宏觀構(gòu)造。其中,AC混合料(圖4)在目前我國應(yīng)用仍最多,其屬于懸浮-密實(shí)結(jié)構(gòu),由于瀝青膠漿用量很大且填充了粗骨料間隙,因而混合料的宏觀紋理較淺；SMA混合料(圖5)屬于骨架-密實(shí)結(jié)構(gòu),其具有強(qiáng)骨架作用,構(gòu)造深度比AC混合料明顯增加,抗滑性和高溫穩(wěn)定性較好；OGFC混合料(圖6)主要用于排水路面的表面層,屬于骨架-空隙結(jié)構(gòu),具有排水、抗滑、降噪等顯著優(yōu)點(diǎn)[5],其抗滑性最好。值得注意的是,OGFC抗滑性好的優(yōu)勢主要源于兩方面：其一,由于OGFC混合料的空隙率在20%左右,因而路表宏觀構(gòu)造很大,無論是對于晴天還是雨天的路面抗滑均很有利；其二,OGFC混合料高空隙率的排水效果可消除降雨時(shí)的路面積水和水膜,因而對滑溜最嚴(yán)重的雨天路面抗滑性的提高最為有利。由此可見,根據(jù)具體工程需要合理選擇路面表層的瀝青混合料類型,是保證瀝青路面宏觀構(gòu)造、抗滑性與耐水性的關(guān)鍵。

圖4 瀝青混凝土(AC)面層及芯樣

圖5 瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)面層

圖6 開級配瀝青磨耗層(OGFC)

1.2 瀝青路面的微觀構(gòu)造深度

瀝青路面的微觀構(gòu)造深度通常指路表水平方向0～0.5 mm、垂直方向0～0.2 mm的微小構(gòu)造。這種微觀紋理主要是由于路表粗集料表面的瀝青膜被輪胎磨損后,粗集料的表面紋理所構(gòu)成。

目前研究表明,微觀構(gòu)造主要影響輪胎與路表之間的附著力,故對高速行車和低速行車時(shí)路面的抗滑性均具有影響[6],但對低速行車時(shí)的抗滑性影響更大[7]。

車輛荷載反復(fù)作用所造成的輪胎對路表磨耗,會使得粗集料表面的微觀紋理逐漸被磨光,從而造成瀝青路面微觀構(gòu)造的衰減,故保證路面具有長期穩(wěn)定的構(gòu)造深度的關(guān)鍵措施是選用堅(jiān)硬耐磨的粗集料。目前我國對用于高等級公路抗滑表層的粗集料提出了磨光值、磨耗值和沖擊值的要求,實(shí)際上是為了保證抗滑表層的微觀構(gòu)造。

由以上分析可知,在工程實(shí)踐中,對于瀝青路面上面層的粗集料,宜選用磨光值高、磨耗值低、沖擊值高的粗集料,以保證瀝青路面的微觀構(gòu)造和抗滑效果。但需注意的是,工程中最為堅(jiān)硬耐磨的石料多為酸性石料,如花崗巖等,由于瀝青呈酸性,與酸性集料的粘附性很差,故難以應(yīng)用；反之,與瀝青粘附性最好的堿性集料,如石灰?guī)r等,通常強(qiáng)度偏低、耐磨性偏差,可用于瀝青路面的中、下面層,但難以用于抗滑、耐磨要求高的上面層。因此,在瀝青路面的上面層可選用性能介于酸性集料與堿性集料之間的中性集料,如玄武巖、輝綠巖集料等,這些集料既可保證瀝青路面具有長期穩(wěn)定的微觀紋理和抗滑性,在適當(dāng)采用抗剝落措施后又具有與瀝青材料良好的粘附性。

2 瀝青路面的抗滑性評價(jià)方法

目前,世界各國提出了很多用于評價(jià)瀝青路面抗滑性的方法,與這些方法相對應(yīng)的檢測設(shè)備也存在較大的區(qū)別。但總的看來,這些方法可以歸結(jié)為間接評價(jià)法和直接評價(jià)法兩大類。

2.1 瀝青路面抗滑性檢測的間接評價(jià)方法

瀝青路面抗滑性檢測的間接評價(jià)方法是通過測定瀝青路面的構(gòu)造深度,進(jìn)而對路面抗滑性做出評價(jià),其理論依據(jù)是路面的構(gòu)造深度是影響路面抗滑性最為重要的因素之一。但值得注意的是,根據(jù)所檢測路面紋理類型的不同,這類方法具體包括檢測路面宏觀構(gòu)造深度的方法和檢測路面微觀構(gòu)造深度的方法兩類。

2.1.1 路面宏觀構(gòu)造的檢測

目前,基于瀝青路面的宏觀構(gòu)造深度檢測瀝青路面抗滑性的方法大體包括體積法、斷面法和流出法3類。

(1)體積法

檢測瀝青路面宏觀構(gòu)造深度的體積法依所用儀器的不同,分為“手工鋪砂法”和“電動鋪砂法”2類。兩者的檢測原理是相同的——將已知體積的細(xì)砂攤鋪在待測路面的測點(diǎn)上,量取細(xì)砂攤平后的鋪砂直徑,計(jì)算所得的砂體積與鋪砂面積之比即為構(gòu)造深度(TD)。若測得的TD指標(biāo)越大,表明路表的宏觀構(gòu)造越深,相應(yīng)的抗滑性應(yīng)越好。鋪砂法是目前我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中用來評價(jià)瀝青路面宏觀構(gòu)造深度的標(biāo)準(zhǔn)方法。

其中,手工鋪砂法為人工利用鋪砂筒和推平板完成檢測(圖7),具有攜帶方便、測試簡單、結(jié)果直觀等優(yōu)點(diǎn),適用于瀝青路面及水泥混凝土路面的路表構(gòu)造深度測試。但是,手工鋪砂法亦存在一定的不足之處：其一,由于是人工操作,各測試員對于鋪砂力度的不同以及對鋪砂完成認(rèn)識的不同等均存在差異,因而導(dǎo)致了該法測試結(jié)果的誤差很大；其二,鋪砂法雖然簡單,但測試速度慢、效率低,對里程較長的公路只能選擇一些路段進(jìn)行抽樣調(diào)查,存在所抽路段不能代表全路狀況的現(xiàn)象,故具有較大的抽樣誤差；其三,對已通車道路用鋪砂法進(jìn)行檢測時(shí),為保障測試人員的安全需進(jìn)行局部交通管制,對交通運(yùn)行具有一定的影響。

圖7 手工鋪砂法測路面宏觀構(gòu)造深度

電動鋪砂法的檢測原理與手工鋪砂法相同,由于采用電動鋪砂儀實(shí)現(xiàn)砂的攤鋪,故減少了手工鋪砂法人工操作所造成的誤差,但其仍具有上述的抽樣誤差和對交通的不良影響。

(2)斷面法

斷面法的檢測原理是利用儀器檢測路表宏觀構(gòu)造的縱斷面,從而來確定構(gòu)造深度,并用于抗滑性評價(jià)。目前,已發(fā)明的斷面法構(gòu)造測定儀主要有激光斷面儀、燈光掃描儀和探針跟蹤儀3類,其中,只有激光斷面儀得到了普遍應(yīng)用。

世界上最早的激光斷面儀為美國人首先發(fā)明并應(yīng)用——美國弗吉尼亞交通運(yùn)輸部研發(fā)出的激光紋理測試儀,利用激光來測定路面宏觀構(gòu)造深度,并用該儀器與鋪砂法相結(jié)合來評價(jià)路面的構(gòu)造狀況。此后,丹麥發(fā)明的激光斷面儀RSP也是用來檢測路表宏觀構(gòu)造的,該儀器向路面發(fā)射激光束、并在另一個(gè)角度接收反射光束,以此來檢測反射點(diǎn)高度。此外,環(huán)形紋理測試儀(Circular Texture Meter,簡稱 CTM)利用位移傳感器來測量半徑142 mm的圓形斷面內(nèi)的平均斷面深度(MPD),不僅實(shí)現(xiàn)了檢測全程的計(jì)算機(jī)處理,具有很高的檢測效率(整個(gè)檢測僅需40 s),還可在動態(tài)摩擦系數(shù)測試儀(Dynamic Friction Tester,簡稱DFT)檢測過的同一位置進(jìn)行測量,提高了測試的準(zhǔn)確性。美國加州交通運(yùn)輸部還發(fā)明了多功能激光測試車,該車的前端安裝有激光發(fā)射器,隨著車輛的移動,激光發(fā)射器向路面發(fā)出激光束,照射到路表的不同深度后反射到測試車外部的接收器中,通過記錄激光從測試車發(fā)出到反射回測試車所經(jīng)歷的時(shí)間來計(jì)算激光移動距離,并確定路面紋理和構(gòu)造深度。

現(xiàn)有工程實(shí)踐表明,斷面類構(gòu)造深度測試設(shè)備具有數(shù)據(jù)處理方便、測試成本低、精度高等優(yōu)點(diǎn),適用于道路的質(zhì)量控制及評價(jià)。國外研究結(jié)果還表明,利用激光測得的路面宏觀構(gòu)造深度與鋪砂法的檢測結(jié)果之間具有良好的相關(guān)性。

(3)流出法

該法利用流出儀檢測瀝青路面宏觀構(gòu)造深度。流出儀的主要部件是1個(gè)體積一定的圓筒。檢測時(shí)先用圓形橡膠套筒將圓筒與路表之間密封,然后在圓筒內(nèi)注滿水,測定流出一定量水所經(jīng)歷的時(shí)間。對于時(shí)間的測定,可用秒表測定流出儀圓筒內(nèi)水位下降一定高度所經(jīng)歷的時(shí)間,亦可用電子記時(shí)器記錄圓筒內(nèi)兩懸掛電極間落差的時(shí)間。流出法所依據(jù)的檢測原理是水流出速度與路表宏觀構(gòu)造深度有關(guān),若該法測得的水流出時(shí)間越短,則表明路表宏觀構(gòu)造深度越深。

流出法檢測路面宏觀構(gòu)造深度的最大優(yōu)點(diǎn)是測試原理簡單。但在實(shí)際應(yīng)用中,流出儀很難做到真正完全密封,故測試誤差較大；此外,該法檢測效率較低,且受抽樣誤差影響大,故在實(shí)際工程中應(yīng)用不多。

演員表情的變化時(shí)按照劇情人物的需要而做出來的。不同的劇情人物往往有不同的表情，悲與喜、驚與喜、怒與喜之間的突然轉(zhuǎn)變，這是成為出色演員的重要條件。演員的表情要轉(zhuǎn)變得快，有意識地去控制，才能讓觀眾跟隨演員的情緒變化融入到劇情中去。

2.1.2 路面微觀構(gòu)造深度的檢測

通過以上分析可知,瀝青路面的微觀構(gòu)造無論是對于高速行車、還是低速行車時(shí)的抗滑性都是十分重要的,但由于微觀構(gòu)造的紋理細(xì)微,目前還沒有真正意義上的檢測設(shè)備?，F(xiàn)有檢測方法主要分兩類：一是在現(xiàn)場近似測定路表微觀構(gòu)造的方法,包括立體攝影法、電子顯微鏡法、掃描法等,這些方法對儀器設(shè)備的要求嚴(yán)格、測試成本高,故應(yīng)用較少。二是考慮到粗集料的抗磨光性是影響瀝青路面微觀紋理的主要因素,故轉(zhuǎn)而在實(shí)驗(yàn)室測定粗集料的磨光值(PSV)等指標(biāo)(圖8),以此來間接評定其用于路表的微觀紋理。

圖8 用加速磨光試驗(yàn)機(jī)測定粗集料磨光值

2.2 瀝青路面抗滑性檢測的直接評價(jià)方法

瀝青路面抗滑性的直接評價(jià)是指通過儀器測定路表的摩擦系數(shù),所用測試設(shè)備有較大差別。

2.2.1 單點(diǎn)式檢測設(shè)備

(1)擺式摩擦系數(shù)測定儀

擺式摩擦系數(shù)測定儀最初由英國研發(fā),后被許多國家廣泛使用,20世紀(jì)80年代后開始作為我國測試路面抗滑性的標(biāo)準(zhǔn)方法之一[8]。其測試原理為：擺式儀的擺錘底面裝有橡膠滑塊,當(dāng)擺錘從一定高度自由擺下時(shí),滑塊面與路表測試面相接觸。因兩者之間的摩擦作用會消耗部分能量,故擺錘只能回?cái)[到一定高度。路表的摩擦阻力越大,擺錘回?cái)[高度越小,摩擦擺值指標(biāo)越大(圖9)。

圖9 擺式儀法測定路面摩擦系數(shù)

擺式儀法測定摩擦系數(shù)為定點(diǎn)測量,原理簡單、便于攜帶、操作簡便,不僅適用于實(shí)驗(yàn)室研究,亦可用于現(xiàn)場測定路面的抗滑值。但是,擺式儀只能在單點(diǎn)采樣條件下測定一種速度下的摩擦系數(shù),且該方法只能反映車速較低時(shí)的路面抗滑性能,故精度低、代表性差,難以滿足高等級公路發(fā)展的需要[9]。

(2)動態(tài)摩擦系數(shù)測試儀

動態(tài)摩擦系數(shù)測試儀(DFT)為日本研發(fā)[10]。其檢測原理與擺式儀類似,具體方法是：用一定荷載的輪胎和路面接觸,并以一定速度行進(jìn),輪胎會受到摩擦力作用而造成動能損失,測試出這個(gè)力后,便可從摩擦公式求得摩擦系數(shù)[11]。

動態(tài)摩擦系數(shù)測試儀能在單采樣點(diǎn)處模擬0～80 km/h的實(shí)際行車速度、以及常用車輛荷載[12],檢測結(jié)果符合實(shí)際情況,且具有便于攜帶、測試速度快等優(yōu)點(diǎn),故具有很好的應(yīng)用前景。

2.2.2 制動式檢測設(shè)備

美國、日本、瑞典等國采用縱向摩擦系數(shù)測試車來測定路面防滑狀況。其檢測原理是：承受恒定垂直荷載的測試輪與路面緊密接觸,并以恒定速度平行于車輛前進(jìn)方向前進(jìn),在測試輪上產(chǎn)生縱向滾滑摩擦力。用力矩傳感器測得該縱向摩擦力,同時(shí)用垂直負(fù)載傳感器測得測試輪豎向荷載,兩者之比即為路面縱向摩擦系數(shù)值。

縱向摩擦系數(shù)測試車測定的縱向摩擦系數(shù)主要反映車輛沿行車方向制動時(shí)的路面抗力,與高速公路的制動距離關(guān)系十分密切；且具有測試速度快、不影響交通、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。

(2)鎖定輪摩擦測試車

該測試車首先被美國一些州所采用,用來調(diào)查和監(jiān)控路面的摩擦狀況[13]。測試車為一輛掛車,安裝有鎖定的測試輪及測試系統(tǒng)[14]。檢測時(shí),在潮濕路面上讓作用一定荷載的鎖定車輪以一定速度滑動,測定路面鎖定測試輪的摩擦力。該法具有測試連續(xù)、檢測效率高的優(yōu)點(diǎn)。

(3)摩擦系數(shù)儀

摩擦系數(shù)儀(Grip Tester)為英國1985年首先研制,目前被許多國家應(yīng)用。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：①可直接、連續(xù)測定垂直作用力和水平作用力,用于摩擦系數(shù)計(jì)算,測試精度高、無需中斷交通、安全性和經(jīng)濟(jì)性好；②可用計(jì)算機(jī)分析檢測數(shù)據(jù)和結(jié)果,并采用圖形化顯示、輸出,檢測數(shù)據(jù)可導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫；③較之偏轉(zhuǎn)輪式檢測設(shè)備,摩擦系數(shù)儀的測試輪始終與行車方向一致,接近實(shí)際行車中的制動輪；④該測試儀的水箱容積取決于牽引車類型,裝載1 500 L水時(shí)能滿足120 km測試?yán)锍?；⑤配有水量控制和噴灑系統(tǒng),可根據(jù)測試速度實(shí)時(shí)調(diào)整水量,確保路表噴灑的水膜厚度達(dá)到測試要求。⑥靈活性強(qiáng),測試儀既可由汽車牽引,也可用手推法進(jìn)行特殊地段的小面積、低速檢測。

基于上述優(yōu)點(diǎn),目前摩擦系數(shù)儀被廣泛應(yīng)用于公路和城市道路路面、機(jī)場道面和停機(jī)坪、城市廣場、人行道等工程中的路表摩擦系數(shù)檢測。

2.2.3 偏轉(zhuǎn)輪式檢測設(shè)備

(1)SCRIM橫向力系數(shù)測試儀

橫向力系數(shù)(SFC)測試儀為英國20世紀(jì)60年代首先研發(fā),被稱為SCRIM系統(tǒng)。我國于20世紀(jì)80年代末引進(jìn)該系統(tǒng),現(xiàn)已成為我國路面摩擦系數(shù)檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法。

SCRIM系統(tǒng)的測試車安裝有與行車方向成20°偏角的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)輪(圖10),當(dāng)其在潮濕路面上以一定速度行駛時(shí),試驗(yàn)輪起到側(cè)向摩阻作用。橫向力系數(shù)為該側(cè)向摩阻力除以試驗(yàn)輪上載重后所得的數(shù)值,該值反映了路面縱、橫兩個(gè)方向摩擦特性。

圖10 SCRIM橫向力系數(shù)測試車

SCRIM系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)如下：①能以任意速度對路面進(jìn)行長距離連續(xù)檢測,該測試車的噴灑水量一次約可測試55 km長的路段；②測試結(jié)果符合車輛實(shí)際制動或滑溜時(shí)的情況；③檢測時(shí)不需封閉交通,故對其他車輛的正常行駛無影響。但需注意：SCRIM系統(tǒng)的測試結(jié)果需進(jìn)行溫度修正,我國交通部公路科學(xué)研究院和松等人通過大量試驗(yàn),提出了系統(tǒng)的溫度修正方法[15]。

(2)MU-METER橫向力系數(shù)測試儀

MU-METER橫向力系數(shù)測試儀為英國研制,該測試儀是一臺小輪拖車,需要其他車輛牽引(圖11)。其測試原理是：測試輪與行車方向成15°角,在行進(jìn)中受到橫向力作用,將采集數(shù)據(jù)分析處理后得到評價(jià)指標(biāo)MU值,該值與路面摩擦系數(shù)成正相關(guān)關(guān)系。

圖11 MU-METER橫向力系數(shù)測試車

MU-METER測試儀的優(yōu)點(diǎn)是：測試速度快,由計(jì)算機(jī)自動記錄數(shù)據(jù),且與我國規(guī)范中標(biāo)準(zhǔn)方法SCRIM系統(tǒng)的相關(guān)性較好[16]。

3 結(jié)論

(1)瀝青路面的紋理構(gòu)造對路面抗滑性影響顯著,基于實(shí)際應(yīng)用考慮,其構(gòu)造深度分為宏觀構(gòu)造深度和微觀構(gòu)造深度兩類,相應(yīng)的檢測方法有所不同。

(2)瀝青路面宏觀構(gòu)造主要影響路面排水,對潮濕條件下中、高速行車的抗滑性具有重要影響。粗集料最大粒徑較大、瀝青用量適當(dāng)、采用OGFC或SMA混合料類型時(shí),路表宏觀構(gòu)造較深?？捎皿w積法、斷面法和流出法檢測路面宏觀構(gòu)造,其中前兩者應(yīng)用較多、各有利弊,體積法中的鋪砂法是我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的路面抗滑構(gòu)造深度檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法。

(3)瀝青路面微觀構(gòu)造主要取決于路表粗集料的抗磨光性,對低速和高速行車時(shí)的路面抗滑性均有影響。直接檢測路面微觀構(gòu)造的方法應(yīng)用較少,工程中可通過控制粗集料磨光值來保證路表微觀紋理。

(4)直接檢測瀝青路面抗滑性的設(shè)備有單點(diǎn)式、制動式和偏轉(zhuǎn)輪式3類,它們從不同力學(xué)角度檢測路面現(xiàn)場抗滑性。其中,我國現(xiàn)行規(guī)范采用單點(diǎn)式檢測中的擺式儀法來評定瀝青路面和水泥混凝土路面在潮濕狀態(tài)下的抗滑能力,采用偏轉(zhuǎn)輪式檢測中的SCRIM摩擦系數(shù)測定車來評價(jià)竣工驗(yàn)收或使用階段瀝青路面或水泥混凝土路面的抗滑能力。

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