丙烯酸防滑罩面在蘭海高速公路的應(yīng)用

陳海榮

摘要：彩色防滑罩面是在現(xiàn)有的路面結(jié)構(gòu)上，通過涂刷樹脂膠粘劑將骨料與路面結(jié)構(gòu)相結(jié)合形成的，可利用自身涂料顏色向司機(jī)發(fā)出警示信號(hào)，觸動(dòng)人為能動(dòng)意識(shí);斷級(jí)配高磨耗骨料表面擁有較好的宏觀構(gòu)造深度和微觀紋理，能夠提高路面的抗滑能力。文章通過丙烯酸彩色防滑罩面在蘭海高速公路上行線K2031+300～700段的應(yīng)用實(shí)踐，分析得出結(jié)論：丙烯酸彩色防滑罩面提高了路面抗滑性能，有效地降低了事故率，保護(hù)了司乘人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，并節(jié)約了施工成本和時(shí)間，是預(yù)防和控制道路交通事故的有效手段，為沿海高速公路解決道路事故多發(fā)路段安全隱患提供了良好的技術(shù)借鑒。

關(guān)鍵詞：抗滑;丙烯酸防滑罩面;水膜;交通事故

0 引言

目前主要常見的彩色路面有四種類型：（1）彩色瀝青混合混凝土;（2）乳化彩色瀝青稀漿封層;（3）彩色水泥灌漿;（4）薄層彩色防滑罩面。前三種類型主是增加路面不同的色彩視覺效果，而薄層彩色防滑罩面主要是加強(qiáng)防滑性能和警示作用。施工原理不一樣，前三種路面是將彩色的材料直接混入或注入路面結(jié)構(gòu)中，使路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生色彩;薄層彩色防滑罩面則是在現(xiàn)有的路面結(jié)構(gòu)上，涂刷彩色粘結(jié)劑，在表面形成彩色。薄層彩色防滑罩面目前應(yīng)用較多，主要在下坡路段、彎道處、隧道進(jìn)出口以及高速公路收費(fèi)站出入口等交通事故多發(fā)地段廣泛應(yīng)用，起到了很好的安全警示和防滑作用。

1 工程背景

蘭海高速公路南寧南至南間段改擴(kuò)建工程2015年年底完成交工，雙向八車道（單幅路面寬度為18.75m）瀝青混凝土結(jié)構(gòu)。K2028+332～K2033+725上行線5393m為連續(xù)下坡路段，由多段不同坡率的豎曲線及平曲線組成，見表1～2。

公路線型設(shè)計(jì)符合《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》2006版和2017版相關(guān)的最大縱坡和曲線極限半徑要求;瀝青路面平整度、抗滑指標(biāo)和車轍檢測(cè)符合《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》2012版和2017版。經(jīng)不完全統(tǒng)計(jì)，自2015年改擴(kuò)建后通車至2016年9月，該路面發(fā)生道路交通事故37起，其中K2030+920～K2032+025段出現(xiàn)34起，給社會(huì)帶來不良影響。

2 原因分析

經(jīng)管理單位和設(shè)計(jì)專家對(duì)道路線形設(shè)計(jì)參數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)在K2030+920～K2031+667存在一段“雙零”坡度的路段，即路面在縱橫方向的坡率均為零。由于零坡率路段的存在，雨天路表面積水無法短時(shí)快速排除，形成不同厚度的水膜。輪胎表面濕滑，無法直接與路面接觸，降低路表面抗滑性能。車輛經(jīng)過2587m的連續(xù)下坡，速度不斷增快，進(jìn)入K2030+920～K2031+667“零”坡度路段時(shí)，處于滑移失控狀態(tài)。在K2031+667～K2032+025縱橫向均為3%的急彎下坡路段，由于“滑槽上揚(yáng)”效應(yīng)，在K2031+667下坡附近脫離路面，失去控制從而發(fā)生交通事故。在K2030+920～K2032+025段發(fā)生34起交通事故中，有26起事故是在K2031+667～K2031+800，進(jìn)一步證明了“滑槽上揚(yáng)”效應(yīng)。如果K2030+920～K2031+667有足夠長(zhǎng)的距離或?yàn)榭v向上坡路段，對(duì)連續(xù)下坡產(chǎn)生加速動(dòng)能進(jìn)行消減，將消除“滑槽上揚(yáng)”效應(yīng)。見圖1。

3 方案比選

基于現(xiàn)場(chǎng)道路存在的問題，提出四個(gè)治理方案：

方案一：刻槽排水，在路面上開鑿橫向槽，排除路表面積水。根據(jù)年均降雨量設(shè)置水槽的密度和樣式，理論上可以達(dá)到消除隱患的目的。橫向排水槽坡率較小，容易堆積泥砂堵塞。路面開槽，破壞了瀝青路面結(jié)構(gòu)，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和耐久性。橫向開槽同時(shí)影響行車舒適性。

方案二：改造道路線型設(shè)計(jì)。對(duì)道路進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，改變現(xiàn)有道路線型，需對(duì)較長(zhǎng)路基和路面進(jìn)行重新建設(shè)或重新選線，工程量和投資量較大，同時(shí)社會(huì)影響不良。

方案三：采用排水路面結(jié)構(gòu)。銑刨上層路面，將零坡度路段選用PAC單向排水高粘瀝青混凝土進(jìn)行鋪筑路面，工程量小，但在高速公路上的應(yīng)用和試驗(yàn)較少。

方案四：采用彩色防滑罩面。對(duì)重點(diǎn)路段鋪設(shè)薄層彩色防滑罩面，通過色彩警示司機(jī)進(jìn)行人為減速，高磨耗骨料提高抗滑性能，從而降低事故發(fā)生概率。

通過改造施工的經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)難度和社會(huì)影響性等方面進(jìn)行分析可知，薄層彩色防滑罩面為最適合的方案。見下頁(yè)表3。

4 性能試驗(yàn)

彩色防滑罩面是在現(xiàn)有的路面結(jié)構(gòu)上，通過涂刷樹脂膠粘劑將骨料與路面結(jié)構(gòu)相結(jié)合形成的，可利用自身涂料顏色向司機(jī)發(fā)出警示信號(hào)，觸動(dòng)人為能動(dòng)意識(shí);表面骨料具有耐磨性高（最小磨光值為70）、硬度高（莫氏硬度>6）、斷級(jí)配（集中在1.18～3.35mm之間）等特點(diǎn)，能夠增加路表面的宏觀構(gòu)造深度和微觀紋理，從而提高路面的抗滑能力。同時(shí)，斷級(jí)配的骨料能有效地防止水膜的出現(xiàn)，增加輪胎與路面的接觸面積和輪胎的抓地能力。

常見的彩色防滑罩面基料為雙組分，包含主劑、固化劑。在常溫下基料主劑與固化劑通過一定的配合比進(jìn)行混合攪拌形成基料。樹脂和聚氨酯的比例含量將直接影響基料的強(qiáng)度和耐久性，固化劑的主要作用是控制基料的凝固時(shí)間，進(jìn)而影響施工和保養(yǎng)時(shí)間。防滑罩面施工有兩種施工方式，且效果不一樣。方法一是先在路面涂刷基料，然后進(jìn)行骨料的灑布。該方法施工方便，骨料與路面是單層粘結(jié)，骨料之間未形成結(jié)構(gòu)，后期容易脫離，[JP+1]影響防滑和視覺效果。方法二是基料和骨料混合均勻，進(jìn)行一次性攤鋪。骨料被基料完全包裹，骨料間有基料進(jìn)行填充，保證骨料與路面間有足夠的膠粘劑，防止骨料自由脫落。需要控制好每次攪拌的配合比和施工時(shí)間，否則影響路面的平整度，但后期脫落少，抗滑效果良好。

綜合考慮道路的安全性、耐久性和施工成本，K2031+300～700彩色防滑路面選用丙烯酸作為基料，采用混合再攤鋪的施工方法。為了確定最佳配合比，在室內(nèi)做不同配合比的浸水、腐蝕、低溫抗裂、脆性強(qiáng)度和拉拔等試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)固化的混合料強(qiáng)度高、耐水性好，在水中浸24h無異?，F(xiàn)象;耐堿性好，在氫氧化鈣飽和溶液中浸24h無異?，F(xiàn)象;低溫抗裂性好，在-10℃保持4h，室溫放置4h為一個(gè)循環(huán)，連續(xù)做三個(gè)循環(huán)后無裂紋;耐候性好，人工加速老化試驗(yàn)后，試板涂層不產(chǎn)生龜裂、剝落。但脆性較差，受沖擊力易斷裂。最終得到丙烯酸：骨料（質(zhì)量比）=0.85∶1為最佳配合比。因此，丙烯酸彩色防滑路面攤鋪層不能太厚，2～4mm厚度最佳。<2mm骨料無法與原路面有效地粘結(jié)，>4mm容易發(fā)生脆性破壞。施工過程中，通過控制質(zhì)量在3kg/m2來實(shí)現(xiàn)厚度標(biāo)準(zhǔn)。施工完保養(yǎng)3～5h，待混合物完全凝固成型并具有強(qiáng)度后，即可開放交通。

5 工程施工及效果

2016-09-16日對(duì)K2031+300～700上行線進(jìn)行彩色防滑罩面施工，并完善相關(guān)排水系統(tǒng)。

自開放交通后至2016年年底，K2031+667～K2031+800僅出現(xiàn)3起交通事故，事故發(fā)生率直線式下降。截至2020年經(jīng)過連續(xù)三年觀測(cè)使用，彩色防滑罩面受高溫多雨氣候和行車摩擦影響，路面表面顏色由原來的黃色逐漸老化衰變成暗黃，未出現(xiàn)大面積的脫落或開裂損壞。K2028+332～K2033+725上行線段交通事故發(fā)生率逐年下降（見圖2），達(dá)到正常路段狀態(tài)。

根據(jù)歷年來的委托檢測(cè)和自檢數(shù)據(jù)分析，彩色防滑罩面抗滑性雖有下降，但趨于穩(wěn)定狀態(tài)。見表4。

防滑罩面的使用性能和壽命主要取決于丙烯酸的品質(zhì)、骨料的硬度和級(jí)配以及施工配合比，施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制是關(guān)鍵。丙烯酸彩色防滑罩面，具有施工便捷、色牢度相對(duì)穩(wěn)定、耐久性好、性價(jià)比高的特點(diǎn)，尤其是抗滑性能突出，在提高路面抗滑性能方面效果顯著。丙烯酸彩色防滑罩面具有良好的封水效果和粘結(jié)力，但脆性較差，如原路面結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定（如車轍、松散、裂縫）容易造成罩面層損壞脫落。

6 結(jié)語(yǔ)

丙烯酸彩色防滑罩面在蘭海高速公路應(yīng)用實(shí)踐后，通過提高路面抗滑性能，有效地降低事故率，保護(hù)司乘人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，不斷滿足人們美好出行的向往;同時(shí)節(jié)約了施工成本和時(shí)間，是預(yù)防和控制道路交通事故的有效手段，為沿海高速解決道路事故多發(fā)路段安全隱患提供了良好的技術(shù)借鑒。丙烯酸防滑罩面具有一定的警示作用，向司機(jī)傳遞一種警惕性，需充分考慮實(shí)施長(zhǎng)度和實(shí)際地形，才能取得良好的效果。

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