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道路沥青路面抗滑性能提升技术与材料优化

作者

姜媛

身份证:210102199603177226

摘要:道路交通安全直接影响着行车效率和人民的生命财产安全。路面抗滑性能也是道路性能的重要指标之一,它可以保障车辆的行驶安全。由于路面的特殊结构以及使用年限等问题,常常会发生一些如摩阻减小、路面光滑等情况,导致抗滑能力下降。文章主要从抗滑性能的原理出发,从路面结构、施工方式、材料选择三个方面进行了讨论,分析了当前提升沥青路面抗滑性能的主要技术途径,提出相关材料选择优化策略,对提高道路使用性能、延长使用寿命具有一定指导意义。

关键词:沥青路面;抗滑性能;材料优化

道路路面抗滑性能好坏,直接影响到车辆在各种气候及交通载荷条件下行驶时的操控稳定性。而沥青混合料路面由于其表面结构可设计性强、铺设工艺灵活等优点,被广泛应用于各种道路建设当中。但由于受到车辙、磨损、老化以及环境等多种因素的影响,使得沥青路面表面微观构造逐渐衰减,从而造成其抗滑性能降低,并引发交通事故频发现象。因此,提高沥青路面抗滑性能成为道路工程领域的一项重要研究课题。文章围绕如何提升沥青路面抗滑性能展开论述,分析目前常用的改善技术和新型材料的实际应用情况,寻找适合我国道路环境特点的优化方案,希望为今后的相关研究及工程实践提供一定理论依据。

一、沥青路面抗滑性能影响因素分析

(一)微观结构形貌对滑动阻力的影响机制研究

沥青路面的抗滑性能主要依靠表面微观结构对车辆轮胎产生的机械嵌挤作用。粗糙度越高,摩阻能力越强。微观结构包括宏观构造和微观构造,前者是集料颗粒的排列状态,后者是胶结料与骨料之间的界面粗糙度。行车时,轮胎与路面接触时间很短,微观结构的有效接触面积决定摩阻生成效率。长时间荷载会导致集料颗粒被磨平或者脱落,微观结构逐步弱化,抗滑性能降低。选择粒径分布合理且强度高的集料,并采用合适的级配方式,可以减缓微观结构退化速度,改善整体抗滑效果。

(二)交通荷载与气候条件对性能变化的双重影响

沥青路面在长时间使用期间,受到车轮不断碾压,特别重载交通通行频次高的地方,表层材料极易产生塑性流动或者剥落现象,从而导致表面摩阻能力大幅下降。当温度较高时,沥青会变得柔软流动,路面就容易出现车辙状况;气温较低的情况下,沥青变得脆弱开裂,抗滑能力也会局部减小。降雨、结冰等气候条件都会干扰轮胎和路面间摩擦力的产生,造成湿滑路面,加大行车风险。不同地区气候环境对路面抗滑性能有着不同需求,所以要按照区域特征选取合适的抗滑材料和结构设计方法,以达成长久稳定的抗滑效果。

(三)材料性能及混合料设计对滑动阻力的影响探究

路面抗滑能力既关联结构设计,又关联所用材料性能。集料的形状、坚硬度、吸水率等参数会影响其与沥青的结合能力及抗滑效果。针片状颗粒较多的集料容易造成骨架结构不稳定,从而影响摩阻力形成。沥青种类及其改性方式对路面整体性能存在明显影响,改性沥青通过改良其高温稳定性和粘结力,有益于改进沥青混合料的抗滑持久性。混合料设计需重视粗细料的搭配,把油石比控制在合理范围,保障混合料有较好的体积结构和表面粗糙度,进而优化轮胎接地面的附着能力。

二、抗滑性能提升技术路径与材料优化应用

(一)表层结构改良技术增强抗滑性能表现

沥青路面抗滑性能分析与研究的主要方面为抗滑表层的结构设计,优质的表层构造对于确保沥青路面的抗滑性能至关重要。根据详尽的测试数据,以下2种抗滑表层材料展现出卓越的抗滑性能。首先是复合集料沥青混凝土,其显著的优势在于高度的密实性。通过配比,采用大于 9.5 mm 的酸性碎石作为粗集料,辅以碱性材料的细集料与石粉,不仅增强了油石界面的黏结力,有效防止剥离现象,还加强了路面的耐磨性。另一材料是含多碎石的沥青混凝土,其具有较大的空隙率、显著的宏观构造深度以及优异的透水性能。

(二)新型功能材料增强抗滑耐久性能

应用高性能材料来提高抗滑持久性。抗滑集料比如钢渣、玄武岩、陶瓷骨料等,它们有着很高的硬度和不错的耐磨性能,能够明显提升路面的摩阻系数。复合改性沥青利用SBS、橡胶粉这些改性剂来改良沥青的粘结性以及热稳定性,从而加强混合料的结构完整性和抗滑性能。自愈合材料也开始被应用到沥青路面上,能够在轻微受损之后依靠温度促使表面微小裂缝自行修补,从而推迟抗滑性能的下降。纳米材料增强剂是一种新兴技术手段,能加强混合料的界面结合力和微观结构稳定性,可以减小集料脱落率,改善混合料的长期抗滑能力和结构耐久性。高性能纤维材料的加入能够加强混合料的结构韧性和抗裂性能,削减裂缝扩展对抗滑表面造成的损害。利用材料多样化组合,可以做到抗滑性能和整体耐久性的同时提升,保证道路长久安全行驶。

(三)施工工艺与质量控制协同确保性能效果

施工过程是抗滑性能能否落实的关键环节。沥青混合料的拌和温度、运输距离和摊铺时间都要严格把控,要保证沥青和骨料包裹均匀、分布均匀。碾压工艺影响路面的密实度和表层粗糙度,碾压不够会导致空隙率大、结构松散,抗滑能力差;碾压过度会造成粗集料棱角损伤,粗糙度变小。摊铺完成之后要做抗滑性能测试和结构厚度检测,保证施工质量符合设计要求。施工后期养护也不能忽略,要定期查看表面磨损情况,及时用局部修补或者喷砂增摩等方式维持抗滑性能。

(四)智能监测评价体系提升技术应用效果

信息化、智能化技术发展起来之后,抗滑性能的在线监测和数据分析成了提升管理水平的重要手段。用激光测距设备、表面轮廓仪之类的工具,可以做到对路面粗糙度、纹理深度的即时测量。数据采集系统可以同交通流量、气候参数结合在一起,创建起动态抗滑性能数据库,评判不同条件下抗滑性能的变化情况。图像识别技术帮忙检测表面损伤特征,预估抗滑能力衰退趋向,给养护决策给予支撑凭据。依靠大数据分析平台,创建起抗滑性能预警机制和技术评判模型,给材料选择、技术应用赋予量化支撑。智能监测体系促使抗滑性能由经验管理迈向精准管理,达成性能改善举措的持续改良和科学评判。

三、结束语

道路沥青路面抗滑性能是保证交通安全、提升道路使用质量的关键指标。通过改善结构设计,改良施工工艺,采用高性能材料并创建智能监测体系,可以全面改进抗滑性能和使用寿命。当下技术和材料不断更新发展,给抗滑性能给予强力支撑,切实加强了道路工程的安全性与可持续发展水平。

参考文献

[1]樊向阳,曹林辉,陶斯和,等.高速公路沥青路面运营早期抗滑性复测指标竣工评定标准[J].公路,2024,69(10):29-36.

[2]陈丽.温度对沥青路面抗滑性能的影响[J].交通世界,2022,(35):37-39.