路面紋理對水泥混凝土抗滑性能的影響研究

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1、2014年第3期(總197期)安徽建筑路面紋雖理對水泥混凝土抗滑性能的影響研究nfluenceofPavementTextureonClingPropertyofCementConcrete郁培和，李業(yè)根(1．蚌埠市公路局懷遠分局，安徽蚌埠233400；2．安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽合肥230088)摘要：從輪胎一路面間摩擦機理出發(fā)，闡述不同的紋理對路面抗滑F(xiàn)+Fq性能及交通安全性的影響，并比較我國水泥混凝土路面飾紋工藝的抗滑效果。關(guān)鍵詞：路面紋理；摩擦機理；細構(gòu)造；粗構(gòu)造；抗滑性能中圖分類號：U416．216文獻標識碼：A文章編號：1007

2、—7359(2014)03—0132—031研究背景路面抗滑性能一直以來被認為是影響道路交通安全性能的重要因素，它對行車速度大小、方向控制以及制動距離作用重大。路面抗滑性能不足將導(dǎo)致車輛產(chǎn)生滑移或水漂等現(xiàn)象，從而引發(fā)交通事故。因此，路面抗滑性能對于道路的社會性及圖1輪胎一路面間摩擦機理棚經(jīng)濟性都至關(guān)重要。交影響路面抗滑性能的因素眾多，如路面表面特征、車輛操通∞工作因素、輪胎性能以及環(huán)境因素等。其中，最為關(guān)鍵的是路面表程面特征。實踐證明，路表應(yīng)具有一定的摩擦系數(shù)和紋理深度才研究能夠保證路面的抗滑性能。所謂的紋理是指由于路面表面顆粒趔40與的分散而形成的凹凸或起伏

3、不平。路面紋理是路面最重要的特妊妊應(yīng)瓣征，對輪胎與路面間的相互作用，如摩擦、噪聲、飛濺及輪胎磨糖用損等影響巨大。不同的紋理對路面抗滑性能的大小及耐久性作20用并不相同，研究表明，良好的紋理是路面抗滑性能的有效保證，對于交通安全有著極為重要的作用，采用合適的工藝及路面結(jié)構(gòu)是獲得良好紋理的關(guān)鍵。本文介紹了國內(nèi)外關(guān)于路面紋理的一些研究成果，并對我國水泥混凝土路面常用的飾紋工藝0∞R0Km,'h的抗滑效果做了對比。牛于駛速度圖2潮濕狀況下不同類型路面抗滑性能同速度之間的關(guān)系圖2紋理分類及測試方法路面紋理以波長(A)及振幅()來定義。世界道路組織協(xié)會(PIARC)根據(jù)以

4、上參數(shù)將紋理分成細構(gòu)造、粗構(gòu)造、宏構(gòu)造和平整度四類(見表1o路面紋理分類表1安徽建筑研究表明，細構(gòu)造和粗構(gòu)造對輪胎與路面的摩擦性能起著S∞咖l如姍枷鼉小時車輛藏一收稿日期：2014—04—14圖3事故率、路面抗滑性能及交通量關(guān)系圖安徽建筑2014年第3期(總197期)重要作用。細構(gòu)造一般是由于水泥砂漿和集料表面的粗糙而形不同的紋理將會對路面抗滑性能產(chǎn)生不同的作用。一般來成的，它可以使殘留在路面的薄層水膜破壞，從而維持路面與說，根據(jù)路面的細構(gòu)造和粗構(gòu)造路面可分為以下幾類：輪胎問的接觸，對車輛低速行駛時的抗滑力作用顯著f3I。①高質(zhì)量摩擦，高質(zhì)量紋理，即粗構(gòu)造和細

5、構(gòu)造都良好；細構(gòu)造測量方法分為直接測量方法和間接測量方法。直接②低質(zhì)量摩擦，高質(zhì)量紋理，即粗構(gòu)造良好、細構(gòu)造不良；測量方法是在規(guī)定時間內(nèi)對試件進行磨光試驗后再用擺式摩③低質(zhì)量紋理，高質(zhì)量摩擦，即細構(gòu)造良好、粗構(gòu)造不良；擦儀測定其摩擦力，此值即磨光值(PSV)，該方法主要用于做④低質(zhì)量紋理，低質(zhì)量摩擦，即細構(gòu)造和粗構(gòu)造都不良。室內(nèi)試驗研究；間接測量方法應(yīng)刖較為廣泛的有擺式摩擦儀以上幾種類型在潮濕路面下都具有各自的抗滑性能一速(BPT)及動態(tài)摩擦系數(shù)儀(OFT)。這兩種方法的都是利用能量度關(guān)系特點，見圖2。由上圖分析知，低速行車下細構(gòu)造對路面守恒原理測定路面摩擦對

6、能量的消耗從而獲得摩擦值大小。一抗滑性能具有顯著的作用。隨著速度的增加，路面與輪胎間的些測試車也被用來測量路面摩擦系數(shù)，如鎖輪車、SCRIM等。有效接觸面積減少，抗滑性能也隨之減弱，但通過粗構(gòu)造排除路面粗構(gòu)造主要是和混合料的組成(集料粒徑、形狀、空隙水分，保證了輪胎與路面間一定的接觸，所以在良好的粗構(gòu)造和排列等)及表面處理方式有關(guān)。粗構(gòu)造為路面積水提供了渠作用下，摩擦系數(shù)不會有急劇的變化。而在粗構(gòu)造不良的狀況道，使水分可以在輪胎下排出，因此對潮濕路面下行車作用很下，抗滑性能減小的速率要快的多[51。大，可有效防止或減少車輛的飛濺及打滑現(xiàn)象，提高了行車的路面潮濕

7、的情況下對紋理的要求更加嚴格，因為水的存在安全性。使抗滑性能大幅度降低。有資料顯示，一般干線公路上的雨天路面粗構(gòu)造的測量方法主要分為鋪砂法、斷面儀法和流出事故比例為降雨時間的1．9～5．8倍，雨天事故直接損失是晴天儀法。鋪砂法利用一定體積下的砂攤鋪于路表面，通過測量鋪事故直接損失的1．1～2．8倍。美國的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，美國東部砂的直徑獲得路面平均構(gòu)造深度。激光斷面儀是應(yīng)用較為廣泛路面處于潮濕狀態(tài)的時間占總時間的15％，但濕路面事故卻占的粗構(gòu)造測量方法，該法利用光學(xué)原理計算路面構(gòu)造深度，適整個事故的30％以上。這說明雨天比晴天的事故發(fā)生率要高，用性強，人為因素小

8、。而且事故損失也大大高于晴天[61。圖