公路工程沥青路面抗滑性能检测方法的应用分析

夏小琴

(南京交通工程检测有限责任公司 江苏南京 210000)

在社会经济的发展过程中，交通运输行业发展速度也越来越快，随着路面使用时间的增加，其抗滑性能也会逐渐降低。近年来，交通事故人员伤亡问题频发，而路面抗滑性能不符合要求是导致交通事故的重要因素之一。因此，检测单位应以实际情况为依据，选择合理的检测方式对沥青路面抗滑性能各指标进行检测，确保其符合要求，使路面行车安全性进一步提高，为我国交通行业发展奠定基础。

在对沥青路面进行施工过程中，路面的宏观、微观构造都会对沥青路面的抗滑性能产生影响。通常情况下，宏观构造主要是指在沥青混合料中各集料所产生的粗纹理，其构造波幅通常在0.1～20 mm之间，波长通常在0.5～50 mm 之间，宏观构造可以排出公路表面的积水；
微观构造主要是指集料自身的表面纹理，其波幅通常不大于0.2 mm，波长通常不大于0.5 mm，微观构造与路面抗滑力息息相关。到目前为止，在对沥青路面抗滑性能进行评价过程中，应以抗滑摆值、横向力系数以及构造深度等指标为依据。根据抗滑性能的检测原理，可将检测方式分为间接检测以及直接检测两种形式。当前常用的间接检测方式主要包含数字图像法、铺砂法以及激光构造仪法，常用的直接检测方式主要有制动距离法、横向力系数检测法以及能量损失法，不同的检测方式，其特点也各不相同，因此检测范围应以公路工程实际情况为依据，对检测方式进行合理选择，使沥青路面抗滑性能检测准确性进一步提高。

1.1 间接检测方式

在对沥青路面抗滑性能进行检测时，检测单位应以沥青路面的特点为依据，使用间接检测方式对路面摩擦系数以及构造深度进行测试，并以此为基础，对其抗滑性能进行分析。

1.1.1 数字图像法

在图像识别技术发展过程中，检测单位可以以该技术为基础，使用高清摄像手段对需检测的沥青路面进行拍摄，并借助图像识别技术实施三维重构，最后得到路面的三维构造图，检测人员可以以此为依据，对路面粗糙度进行计算。在使用间接检测法对路面粗糙度进行判断过程中，该种检测技术具有先进性、检测便捷、成本较低、对交通运行影响较小等特点，但是，我国的图像识别技术仍处于发展阶段，图像识别算法的精确度会对检测精确度产生较大的影响，不利于沥青路面抗滑性能的判断[1]。

1.1.2 激光构造深度仪法

在对沥青路面进行检测时，检测人员可以使用激光对路面进行扫射，得到路面的构造图像，对路面构造特点进行分析，并对路面抗滑性能加以计算，该种检测方式即为激光构造深度仪法。在此过程中，检测人员可在车辆上安装激光构造深度仪，按照一定的速度前进，对各区间的构造深度平均值进行计算，在保障交通能正常通行的前提下，对路面粗糙度以及平整度进行测试。通常每区间的长度为100 m，车辆行驶速度应为30～50 km/h，保障测试的平稳性和准确性。

1.1.3 铺砂检测法

在使用铺砂法对沥青路面进行检测时，检测人员应先在路表标出测点，再在测点位置摊铺一定量的砂，并对其覆盖面积进行量测，最后以此为依据，对路面构造深度进行计算，从而达到分析路面粗糙度的目的[2]。该种检测方式具有实施方便、原理简单、定点测量的特点，在沥青路面排水性能、抗滑性能以及宏观粗糙度测定中应用较为广泛。但是由于铺砂法为人工作业，其厚度与检测人员的操作息息相关，存在误差较大的问题。

在铺砂法应用过程中，检测人员应使用干净的细砂，并对其进行晾晒和过筛处理，得到粒径为0.15～0.30 mm的细砂，并放在容量器中，在检测时，细砂不能重复使用。检测人员应遵循随机的原则在行车道轨迹带上选择测点，且测点与路缘之间的距离应大于1 m。在检测时，检测人员应先使用毛刷或扫帚对测点周边进行清理，通常清理面积应大于300 mm×300 mm，摊铺后，检测人员应使用钢尺对其进行刮平处理，使摊铺均匀性进一步提高，随后，检测人员应对其进行测量，得到最终测量值。

1.2 直接检测方式

1.2.1 制动距离法

在使用制动距离法对沥青路面实施检测时，检测人员应先对路面进行润湿处理，再使用一定质量的汽车在路面上行驶并制动，随后，对制动过程中，车辆轮胎的拖动距离进行测量，最后，以测量值为依据，对摩擦系数进行计算[3]。在制动距离法实施过程中，通常无法完全制动，且路面粗糙度也会对制动过程产生影响，与此同时，当车速较高时，该种检测方式准确性相对较高，但是会使车辆被损坏。因此，该种方式应用具有一定的局限性。

1.2.2 横向力系数检测

在车辆制动过程中，会受到横坡以及路拱等的影响，导致各车轮的制动力存在一定的差距，从而使车轮出现横向倾斜的问题。为了使车辆运行状态评价的有效性和真实性进一步提高，检测人员应对车辆横向位移过程中的阻力进行测定，并以此为基础，得到摩擦系数（路面横向力系数）。横向力系数指标检测方式具有直观性、真实性、效率高的特点，与此同时，其检测时也不会对公路交通运行产生影响，因此在当前沥青路面抗滑性能检测时应用较为广泛。

1.2.3 能量损失法

在使用能量损失法对沥青路面抗滑性能进行检测时，检测人员应以能量守恒定律为依据，使用摆式摩擦系数测定仪，对其实施检测，以摆锤末端橡胶片做的功为依据，对路面抗滑性能进行分析。该方式具有成本较低、操作简单的特点，但是在实际应用过程中，其检测准确性相对较低[4]。

总之，在使用直接检测法对沥青路面抗滑性能进行检测时，应用最广泛的方式为横向力系数法，这主要是因为该种检测方式具有以下优点。

（1）相较于其他检测方式，该种检测方式具有检测效率高、精度高的特点。（2）在使用横向力系数法实施检测时，无须封闭交通，可在保障检测人员人身安全和交通通行顺利性的前提下，得到相应的动摩擦系数，使抗滑性能分析准确性进一步提高。（3）该种检测方式可以有效反映道路与车辆之间的侧向摩擦力。

某公路工程所在地区为江苏南京，该地区四季分明，年均降水量较大，梅雨季节阴雨连连，导致其交通事故率增加，不但会产生较大的经济损失，还会使行人的人身安全受到威胁。该公路全长为23.85 km，路面宽度为45 m，设计行驶速度为80 km/h，起始桩号为K0+100，终止桩号为K23+950。为了使行车安全性进一步提高，该地区公路管理部门决定对该公路沥青路面抗滑性能进行检测。

3.1 检测方案

在对该公路沥青路面抗滑性能进行检测过程中，为了使检测准确性进一步提高，检测单位决定对摩擦系数、构造深度以及横向力系数这3个指标进行检测，并评价其抗滑性能。在实施检测过程中，以500 m 为基本单位对检测点进行设定，并以规范要求为依据，对上述3项指标进行检测和计算，得到各指标的平均值。

3.2 抗滑摆值

在对该沥青路面的抗滑摆值进行检测时，检测单位应以相关规程要求为依据，借助摆式摩擦系数测定仪实施检测，表1为其抗滑摆值检测结果。

表1 抗滑摆值检测数据结果（单位：BPN）

通过对表1 中抗滑摆值检测数据进行分析可知，该试验路段通车运行多年之后，抗滑摆值相对较高，因此，可判断该沥青路面抗滑性能良好。此外，在公路沥青路面抗滑摆值检测中发现，路面左幅抗滑摆值小于路面右幅，主要是路面左幅通过的车辆以重载车为主，在长期荷载作用下，路面的抗滑摆值相应减小，路面的抗滑性能随之弱化。

3.3 构造深度

检测单位应以公路路面检测规程要求为准，使用铺砂法对该沥青路面构造深度进行检测，表2 为其构造深度检测结果。

表2 构造深度检测数据结果（单位：mm）

通过对表2 中的构造深度检测结果进行分析可知，该公路通车运行多年后，其构造深度检测平均值约为0.59，表现良好，因此，说明其抗滑性能满足规定要求。此外，在公路沥青路面构造深度检测中发现，路面左幅的构造深度要小于路面右幅，表现出的规律与路面抗滑摆值检测基本相同。

3.4 横向力系数

检测单位以公路路面检测规程要求为准，借助横向力系数测定车对沥青路面横向力系数进行检测，表3为其横向力系数检测结果。

通过对表3 中横向力系数检测结果进行分析可知，该公路在长期通车运行过程中，其横向力系数表现良好，因此，说明该沥青路面的抗滑性能较好。检测中路面右幅的横向力系数大于路面左幅，呈现的规律性与构造深度、抗滑摆值试验检测结果基本相同。

3.5 对比分析各标段沥青路面抗滑性能

通过对表1 至表3 的各项指标的检测结果实施分析可知，检测桩号K5+160～K5+660 的抗滑摆值、构造深度以及横向力系数相对较小，而检测桩号K4+160～K4+660 的抗滑摆值、构造深度以及横向力系数相对较大，对其原因进行分析可知，在对K5+160～K5+660 路段沥青路面施工阶段质量控制不严。因此，为了使道路行驶安全性进一步提高，检测单位应定期对该路段路面的抗滑性能变化情况进行检测和管理，若是未达到标准规定要求，则应选用针对性措施进行有效处理。

表3 横向力系数检测数据结果（无量纲）

通过对我国公路工程沥青路面使用情况进行分析可知，沥青路面使用一定时间后，约有70%的路段构造深度低于0.3，50%的路段摆值低于40 BPN，抗滑性能降低速度相对较快。在高等级公路工程不断建设过程中，需要以我国实际情况为基础，对沥青路面抗滑表层技术进行研究，控制抗滑性能的降低速度，使沥青路面使用寿命进一步提高。为了使路面抗滑性能进一步提高，主要应从施工技术、宏观构造以及集料这3个方面出发进行分析，具体措施如下。

4.1 提高施工技术，保障沥青路面施工质量

在对沥青路面进行施工过程中，施工技术水平将直接决定路面的抗滑性能。因此，在施工时，施工单位不但应对各原材料的质量进行控制，还应以混合料配合比为依据，对集料配比以及沥青用量等进行计算和计量，保障其计量的准确性，与此同时，施工单位还应对运输、拌和以及摊铺的连续性进行控制，保障沥青路面施工质量，使其抗滑性能进一步提高[5]。

4.2 保障沥青混合料宏观构造的合理性

通常情况下，目标空隙率、沥青用量、集料级配和形状等指标都会对路面的宏观构造产生影响，当上述指标不符合要求时，不但会使构造深度增加，还会使其抗滑性能以及使用寿命降低。因此，在对沥青混合料进行设计时，应对各指标进行控制，确保其宏观构造符合施工要求，使沥青路面抗滑性能和使用寿命进一步提高，保障行车安全性。

4.3 合理选择集料

集料的物化特征以及表面构造，都会对沥青路面的微观构造产生影响。由于抗滑石料具有坚硬耐磨、微观粗糙的特点，在其使用时，可以使路面和轮胎之间的摩阻力进一步提高，达到降低交通事故发生率的目的，因此，在对公路沥青路面进行施工时，通常可使用抗滑石料作为其集料原材料[6-7]。

综上所述，在科技和经济不断发展的过程中，交通运输业也随之发展，为了降低交通安全事故发生率，使车辆出行安全性进一步提高，应对公路沥青路面的抗滑性能进行检测，确保其符合规范要求。在对沥青路面抗滑性能进行检测时，主要包含数字图像法、铺砂法、激光构造仪法、制动距离法、横向力系数检测法以及能量损失法等，因此，检测单位应根据实际情况，选择合理的检测方式，对抗滑摆值、横向力系数以及构造深度等指标进行检测，使检测准确性进一步提高，与此同时，还应采取必要措施提高沥青路面抗滑性能，为公路工程发展奠定基础。