薄層抗滑鋪裝材料在道路工程中的應(yīng)用

趙 冉

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030032）

1 工程概況

臨汾市河西新城XZ公路段為城市次干路，設(shè)計(jì)行駛車速小于等于80 km/h，預(yù)計(jì)使用年限20 a，依據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 050—2017）進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，道路雨水排水暴雨重現(xiàn)期按3 a設(shè)計(jì)。橫斷面為四幅式，人行道+非機(jī)動(dòng)車行車道+綠化帶+機(jī)動(dòng)車行車道+綠化帶+機(jī)動(dòng)車行車道+綠化帶+非機(jī)動(dòng)車道+人行道為4.0 m+5.0 m+4.0 m+14.5 m+8.5 m+14.5 m+4.0 m+5.0 m+4.0 m。行車道路拱橫坡1.5%，非機(jī)動(dòng)車行車道和人行道反向橫坡分別為1.5%和2.5%。車行道為瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，由上至下分別為5 cm厚中粒徑瀝青混凝土面層、8 cm厚粗粒徑瀝青混凝土面層、35 cm水泥穩(wěn)定碎石基層、19 cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層及20 cm厚級(jí)配砂礫石墊層。XZ公路段道路右幅為長(zhǎng)大下坡路段，為增強(qiáng)路面抗滑系數(shù)，有效縮短剎車制動(dòng)距離，在道路面層增設(shè)薄層抗滑鋪裝。

2 薄層抗滑鋪裝材料概述

2.1 抗滑磨耗層抗滑原理

路面抗滑性能受到路表面粗糙程度、濕潤(rùn)程度及行車速度等的綜合影響。路表面細(xì)部構(gòu)造是集料表明粗糙程度的反映，并隨行駛車輛反復(fù)磨耗而逐漸失去棱角，細(xì)部構(gòu)造在行車速度小于等于50 km/h時(shí)是影響路面抗滑性能的關(guān)鍵性指標(biāo)。當(dāng)車速大于50 km/h時(shí)，影響路面抗滑性能的則主要是路面粗部構(gòu)造[1]。路面薄層抗滑鋪裝結(jié)構(gòu)層由耐磨碎石層、薄層抗滑鋪裝材料層、樹(shù)脂黏接層、原路面層構(gòu)成（圖1），薄層抗滑磨耗層主要運(yùn)用硬度較高的單粒徑石料均勻鋪設(shè)于樹(shù)脂黏接料上，既提升了路面薄層抗滑鋪裝結(jié)構(gòu)層磨耗力，又增大了路表面層構(gòu)造深度。

圖1 路面薄層抗滑鋪裝結(jié)構(gòu)層示意圖

2.2 薄層抗滑鋪裝材料的應(yīng)用范圍

薄層抗滑鋪裝材料對(duì)于長(zhǎng)大下坡、急彎陡坡、視距不良、隧道出入口等道路路段路面抗滑及警示均較為適用。

2.2.1 長(zhǎng)大下坡路段

根據(jù)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 37—2012)對(duì)城市道路坡長(zhǎng)的限制性規(guī)定，結(jié)合本文所研究的道路工程實(shí)際特點(diǎn)，僅考慮設(shè)計(jì)行車速度分別為80 km/h、60 km/h和40 km/h下長(zhǎng)大下坡路段坡長(zhǎng)的界定。

由表1可以看出，道路工程長(zhǎng)大下坡路段坡長(zhǎng)主要與設(shè)計(jì)行車速度和坡度有關(guān)，對(duì)于設(shè)計(jì)車速不足30 km/h的支岔路，坡長(zhǎng)不做要求。河西新城XZ公路段長(zhǎng)大下坡路段薄層抗滑鋪裝材料鋪裝方式、鋪裝長(zhǎng)度及間距見(jiàn)表2，鋪裝起點(diǎn)設(shè)置在下坡路段陡變點(diǎn)處。

表1 長(zhǎng)大下坡路段坡長(zhǎng)界定標(biāo)準(zhǔn)

表2 長(zhǎng)大下坡道路路段薄層抗滑材料鋪裝方式

表2中最不利的情況為行車速度80 km/h，坡度大于等于6%，鋪裝長(zhǎng)度50 m，鋪裝層間距20 m，以該最不利情況為例進(jìn)行長(zhǎng)大下坡道路路段薄層抗滑材料鋪裝效果分析。正常車輛在80 km/h的行車速度及6%的坡度下，制動(dòng)距離約80 m[2]，通過(guò)鋪設(shè)薄層抗滑鋪裝材料后的試驗(yàn)路段試驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，鋪設(shè)薄層抗滑材料后制動(dòng)距離將縮減為45～50 m?？梢?jiàn)，在其余行車條件下，路面鋪設(shè)薄層抗滑材料后制動(dòng)距離將更大幅度縮減。根據(jù)工程概況，河西新城XZ公路段長(zhǎng)大下坡路段并未達(dá)到最不利行車情況，所以，河西新城XZ公路段長(zhǎng)大下坡路段抗滑系數(shù)低，薄層抗滑鋪裝材料使用后能有效縮短剎車距離，達(dá)到實(shí)際交通狀況對(duì)安全行車的要求。

2.2.2 急彎陡坡及視距不良路段

《城市道路交通組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 36670—2018）將設(shè)計(jì)行車速度80 km/h，設(shè)超高圓曲線半徑不足250 m，不設(shè)超高圓曲線半徑不足600 m的道路歸為急彎陡坡路段[3]，尤其在雨雪等特殊天氣條件下此類路段路面濕滑、事故多發(fā)，從道路交通安全行車設(shè)計(jì)角度考慮，薄層抗滑材料的應(yīng)用能起到一定的減速防滑作用。對(duì)于停車、會(huì)車視距過(guò)小的平面和縱斷面道路，立交橋及平面曲線內(nèi)側(cè)的彎道、建筑物等阻礙視線，同時(shí)影響安全行車的路況都屬于視距不良路段，此類路段應(yīng)用薄層抗滑材料同樣能起到較好的抗滑效果。

3 薄層抗滑鋪裝施工及質(zhì)量控制

3.1 施工準(zhǔn)備

河西新城XZ公路段路面薄層抗滑鋪裝材料施工前，先在半幅施工路段設(shè)置安全錐以及其他適用的施工警示標(biāo)志。薄層抗滑磨耗層的施工質(zhì)量及性能與道路工程原基面質(zhì)量狀況直接相關(guān)，必須十分注重對(duì)原道路基面的處理，對(duì)于原道路瀝青基面，必須通過(guò)清掃車輛和人工徹底清除路面上的大小碎石、砂石和其他雜物，再用鋼刷反復(fù)清理路基表面，最后用鼓風(fēng)機(jī)吹掃干凈路面殘留的灰塵；對(duì)于原道路混凝土基面應(yīng)通過(guò)自動(dòng)噴砂機(jī)噴砂處理，徹底去除松散的浮漿和路面油污。待路面達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的潔凈度和干燥度后，在路面鋪撒黏接劑并檢驗(yàn)其對(duì)路面的附著力，完成后，進(jìn)行強(qiáng)度性方面的檢測(cè)[4]，按照《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范》（JTG F90—2015），原道路瀝青基面25℃抗拉拔強(qiáng)度大于0.5 MPa，原道路混凝土基面25℃抗拉拔強(qiáng)度大于1.0 MPa，全部指標(biāo)均達(dá)設(shè)計(jì)規(guī)范后進(jìn)行路面薄層抗滑鋪裝材料施工放樣。

3.2 薄層抗滑鋪裝材料的制備

薄層抗滑鋪裝黏結(jié)料由A、B組分組成，A組分材料主要是環(huán)氧樹(shù)脂，B組分材料為環(huán)氧固化劑，材料主要技術(shù)指標(biāo)參照表3，材料出廠合格證和檢驗(yàn)報(bào)告必須具備。

表3 薄層抗滑鋪裝材料主要技術(shù)指標(biāo)

粗集料主要是粒徑大于4.75 mm的玄武巖耐磨碎石、白色煅燒所制石料、金剛砂和鐵鋼砂等，密度最小為2.5 g/cm3，含水量不大于1.8%，磨光值不小于45%，壓碎值最大為20%。細(xì)集料選用粒徑小于0.6 mm的玄武巖石料制砂，密度不小于2.5 g/cm3，含水量不大于2.0%。

將A、B組分材料充分混合后攪拌3～6 min直至均勻，再將玄武巖石料制砂細(xì)集料與摻和劑按1∶0.5的比例摻加，攪拌8～10 min制成環(huán)氧砂漿，并達(dá)到設(shè)計(jì)黏稠度。將所制成的環(huán)氧砂漿按設(shè)計(jì)厚度攤鋪，砂漿材料用量3.0～3.5 kg/m2，攤鋪厚度6～10 mm，攤鋪完畢后，撒布耐磨碎石于攤鋪面層之上，控制用量7～14 kg/m2，撒布厚度5～8 mm。薄層抗滑層施工結(jié)束后固化3～5 d，達(dá)到固化標(biāo)準(zhǔn)后清除掉表面未嵌入或正常脫落的多余石料。

3.3 施工質(zhì)量控制

為保證河西新城XZ公路段薄層抗滑路面鋪裝施工質(zhì)量，必須加強(qiáng)各道施工工序質(zhì)量的檢驗(yàn)及對(duì)整個(gè)施工過(guò)程的控制。施工開(kāi)始前徹底檢查施工機(jī)械設(shè)備性能及運(yùn)行的穩(wěn)定性，施工過(guò)程中按規(guī)定進(jìn)行各類原材料性能試驗(yàn)及配合比設(shè)計(jì)結(jié)果檢驗(yàn)，按照表面平整、密實(shí)、不泛油、無(wú)松散、無(wú)明顯離析，接縫平順緊密，路緣石與路面銜接平順，整個(gè)路面無(wú)積水的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行薄層抗滑路面施工外觀質(zhì)量控制。施工結(jié)束后薄層抗滑鋪裝路面摩擦系數(shù)大于等于54，路面構(gòu)造深度大于1.8 mm，并進(jìn)行行車安全檢查。

4 結(jié)論

綜上所述，薄層抗滑鋪裝材料性能優(yōu)良，施工簡(jiǎn)便，防滑性高，能有效縮短剎車制動(dòng)距離，發(fā)揮防側(cè)滑作用，此外，薄層抗滑鋪裝材料顏色鮮艷，能起到增強(qiáng)視覺(jué)的作用，相對(duì)于傳統(tǒng)的交通標(biāo)志警示牌更加醒目。臨汾市河西新城XZ公路段建成通車后實(shí)際運(yùn)行效果表明，車輛與道路接觸面摩擦系數(shù)顯著提高，剎車制動(dòng)距離明顯減小，特殊路段車輪打滑及車輛行駛過(guò)程中潮濕路面濺水現(xiàn)象基本杜絕，道路行車安全性與舒適性顯著提高。