张磊

摘要 抗滑性能是路面行駛质量的主要检测项目之一，路面抗滑性能的优劣与行车舒适性、安全性密切相关。在我国现行路面性能检测中，对于路面抗滑性能检测方法有很多。文章在全面了解沥青路面抗滑性能机理的基础上，分析了抗滑性能的主要影响因素，并详细阐述了常用的几种检测方法，最后结合具体工程案例，对构造深度、摩擦系数、横向力系数相关指标进行了分析与探讨，以期进一步提高检测结果的准确性，科学评估路面的真实抗滑状况，制定有针对性的路面养护方案，保障道路行车安全。

关键词 沥青路面;抗滑性能;检测方法;影响因素

中图分类号 U416.217 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）07-0121-03

0 引言

伴随我国交通运输事业的迅猛发展，沥青路面作为高等级公路的主要路面形式，由于其行车舒适、噪声小、便于养护等优势得到了广泛应用。然而，在车辆荷载和自然环境的长期影响下，沥青路面的路表磨损越来越严重，导致路面构造深度不断下降，抗滑性能备受影响，影响行车舒适性和安全性[1]。据不完全统计，大量数据表明路面抗滑性能下降是引发道路交通事故的主要原因之一。我国公路路面设计使用寿命在10～15年之间，在多重因素作用下，沥青路面在通车2～3年便会出现不同程度的早期病害，进而影响路面使用性能。作为路面养护管理的重要指标，抗滑性能对于路况调查和路面质量验收至关重要[2]。因此，开展沥青路面抗滑性能检测方法研究具有重要的现实意义。

1 沥青路面抗滑性能机理

路面摩擦力是指车辆轮胎和路表之间相对运动生成的阻力，主要由轮胎滚动及从路表滑过形成。根据固体摩擦理论分析，沥青路面抗滑性能机理所包含的作用如下：

1.1 分子力作用

汽车行驶过程中，汽车轮胎和路面之间将会产生分子力，即范德华力。分子力的出现可以为路面提供摩擦力，胎面间接触面积、轮胎和路面材料类型等因素都会影响分子力大小[3]。

1.2 胎面间黏着作用

汽车轮胎和路面接触后，便会形成胎面间的黏着作用，据相关研究表明，黏附摩擦、滞后摩擦是构成轮胎橡胶和路面摩擦力的主要成分，黏着力是界面剪切强度和接触面积的函数。

1.3 胎面橡胶弹性变形

作为一种黏弹性材料，橡胶材料是轮胎的主要材料。当轮胎与地面接触之后，由于路面宏观构造的影响，轮胎很容易出现体积变形。相关研究发现，轮胎在压缩状态下，应力分布使形变性能存储于橡胶内部，一旦轮胎处于松弛状态，会产生一定能量损失，进而产生阻滞力，进而出现胎面橡胶弹性变形。

1.4 小尺寸微凸体的微切削作用

汽车轮胎和路面接触后，由于其自身的微凸体，可能在局部位置出现应力集中情况。相比橡胶轮胎所承受的断裂强度，若集中应力过大，可能会出现微切削作用。

2 沥青路面抗滑性能影响因素

“车、路、环”是构成道路交通系统的三大因素，三者间相互联系、相互影响[4]。同样，路面抗滑性能也受多种因素的影响，具体影响因素如下：

2.1 路面方面

路面构造是影响路面抗滑性能的主要因素，比如微观构造、宏观构造等，按照现行规定，可以根据不同类别进行路面波长与振幅范围的确定。

（1）微观构造，波长小于0.5 mm，振幅控制在0.1～0.5 mm。微观构造上看，属于沥青胶浆和骨料表面的微小构造，主要受限于集料表面的性质。

（2）宏观构造，波长控制在0.5～50 mm，振幅控制在0.5～20 mm。对宏观构造起决定作用的因素有粒径、级配、集料形状等。宏观纹理有助于轮胎和路面之间排水。同时，与高速行驶下的路面摩擦和潮湿路面的抗滑性能存在密切联系，当行车速度超过90 km/h的时候，宏观构造的影响程度将高达90%。

2.2 车辆方面

（1）车速影响。据研究表明，汽车行驶速度越快，路面摩擦系数越低，究其原因在于轮胎和路面接触面积相关。车速提升，轮胎和路面的接触面积将减小，两者之间的摩擦力也会下降。特别是下雨湿滑路段，汽车驾驶速度提高，将进一步加大动水压力，不容易快速排出路面间的水，在雨水的影响下，将明显降低路面的抗滑性能。

（2）轮胎类型影响。轮胎花纹、胎纹密度也会影响路面的抗滑性能[5]。比如，子午线的胎纹密度相对较大，滚动形变小，采取的是横向花纹，此类轮胎类型具有较好的纵向抗滑性能。此外，路面干燥程度也会产生一定影响。比如，路面较为干燥的情况下，胎纹密度较大，轮胎和路面的接触面积多，从而增大路面抗滑性能。

（3）交通量影响。伴随交通量的不断增加，沥青路面的表层沥青膜磨损会越来越严重，集料表层纹理也会越来越淡，进而减小车辆和轮胎的接触面积，降低路面摩擦力。

2.3 环境方面

在环境因素方面，温度、水、路面污染都会影响路面的抗滑性能。第一，对于沥青路面抗滑性能来讲，温度不同，影响大小不同。随着温度的增长，沥青路面的抗滑性能会随之下降。第二，雨水、雪等作用于路面，在汽车高速行驶过程中，车辆轮胎和路面之间的水很难快速排除，这种情况下，轮胎和路面之间的接触面将大大减小，甚至会产生水漂现象，大幅降低路面摩擦力。第三，泥土、油污等路面常见污染物同样会影响路面的抗滑性能。一旦存在路面污染问题，将减小胎面间的接触面积，进而降低摩擦系数，污染问题越严重，则路面抗滑性能越差。

3 沥青路面抗滑性能检测主要方法

目前，在沥青路面抗滑性能检测当中，主要评价指标包括：构造深度、横向力系数与抗滑摆值。因此，根据检测原理进行分析，常用的检测方法如图1所示。

3.1 横向力系数检测

汽车驾驶过程中，受很多因素的影响，比如路拱、横坡等。制动之后，汽车车轮不同，制动力也略有不同，这种情况下，极易产生车轮横向倾斜现象。为了全面、准确评价车辆的运行状态，需要测量车辆横向位移所生成的阻力，以便计算沥青路面相对应的摩擦系数，即路面横向力系数。在沥青路面横向力系数测定当中，通常可利用横向力系数测试专用车，通过这种检测方法，有利于准确计算沥青路面的纵向摩擦系数，同时，也能更精准地掌握路面的侧向摩擦系数。

3.2 制动距离法检测

制动距离法是指在汽车质量已知的前提下，在湿滑路面上测定汽车的制动距离，随后通过既定公式计算路面摩擦系数[6]。相比其他检测法，制动距离法存在一定缺陷，比如操作过程中很难达到车辆完全制动，环境因素影响较大，适用性不足。

3.3 能量损失法检测

基于能量守恒定律检测沥青路面抗滑性能的一种检测法便是能量损失法。在能量损失法检测当中，主要采取摆式摩擦系数测定仪作为测定设备，通过摆锤末端橡胶片产生的功，真实反映沥青路面的抗滑性能。该检测法便于操作，且具有良好的经济性。其缺点为人为干扰作用大，极易影响检测结果的准确性。

3.4 间接测试法检测

沥青路面抗滑性能检测中，可以通过检测路面构造深度、摩擦系数的方式，间接获取抗滑性能情况。常用检测法有两种：其一，铺砂法。相比其他检测法，铺砂法操作简单、迅速，但人为因素影响较为严重，若是铺砂厚度不均匀，同样会影响检测结果的准确性。其二，激光构造深度测定法。激光构造深度测定法是指通过激光扫描的方式，先获得沥青路面真实影像，随后通过构造特点研究与评价分析，获取沥青路面抗滑能力大小。该检测的特别之处在于检测精准度高，且基本上不会影响道路交通。

4 案例分析

某山区公路为沥青路面，路面设计宽度为24 m，检测路段的起止桩号为K450+250～K650+450。项目所处地区年降雨量较大，加上地形地势等因素的影响，汽车驾驶当中很容易出现交通事故。基于此，决定对沥青路面抗滑性能进行测定，以保障行车安全。路面抗滑性能检测时，采用的评价指标有三种，即构造深度、摩擦系数与横向力系数，所得检测结果如表1所示。

4.1 构造深度检测结果

按照现行公路路面现场测试相关标准要求，在沥青路面构造深度检测当中，该工程采用了铺砂法，以此了解沥青路面抗滑性能[7]。铺砂法的工艺流程如下：

第一，量砂时，选取干净的细砂，先做晒干、过筛处理，随后将一定量的砂置于容器内，一般不得重复使用量砂，回收砂需做特殊处理，才能使用。

第二，随机对检测段选取测点，确定测点准确位置，同时将测点周围的路面清理干净。

第三，沿筒通过小铲将砂注入圆筒，直至注满，保证砂密实。待补足砂面后，通过钢尺整平。

第四，在路面上倒砂，按照“内-外”的顺序利用底面粘有橡胶片的推平板进行摊铺施工，尽可能将路表空隙内填满砂，并清理干净表面的浮砂。

第五，利用钢板尺测量所构成圆的两个垂直方向的直径，计算平均值。

第六，根据上述操作流程，在同一位置平行测定3次以上，确定最终结果。

根据试验检测情况可见，该路段通车运营之后，沥青路面构造深度变化不大，呈现出较好的状态，且相比规定要求，所获取的构造深度平均值在0.5 mm以上，可满足沥青路面抗滑性能要求。

4.2 抗滑摆值检测结果

按照现行公路路面现场测试相关标准规定，在沥青路面抗滑摆值检测当中，该工程采用了摆式摩擦系数测定仪进行测定，操作流程如下：

第一，在检测路段上选定测点，并确定相邻测点间的距离。

第二，在测点位置放置检测仪器，保证摆动方向和行车方向相同，随后适当调整螺丝，确保水平泡在中间位置。

第三，固定公把手松开，转动升降把手提高摆，并保证可以正常摆动，随后将把手再旋紧。先向右摆动，开启释放开关，将卡环放进释放开关槽，待处于水平释放位置后，将释放开关松开，这个时候，指针可向紧靠拨针片方向拨动。开启释放开关，向左摆动，指针向上运动，待摆至最高位之后，落下过程中可以通过左手接住摆杆，并将指针为“0”，若无法为“0”，需及时调整毛毡圈与螺母，并对上述操作进行重复进行，直到指针为“0”。

第四，清理路面杂物，摆自由下落，标定滑动长度。

第五，每个测点多次测定，最终读取平均值。

根据试验检测结果可知，检测路段的路面抗滑摆值都可以满足规定需要，说明沥青路面抗滑性能良好。

4.3 横向力系数检测结果

按照现行公路路面现场测试相关标准规定，在沥青路面横向力系数检测当中，采用横向力系数测定车进行检测，检测要点如下：

第一，现场测试前，需要充分了解现场的交通情况，在检测路段安放警示标志，确保設备运行安全。

第二，测试车就位，开启测试车，做好各项开关的操作。

第三，达到测试起点后，操作人员开启各项开关，计算机便可实时采集数据，屏幕上可以真实显示测试数据，比如速度、距离等，除此之外，还可以输出SFC值与横向力系数图示图形。

第四，直至测试终点，关闭开关，停止数据采集，提升测试轮。

第五，检测后，获取各项检测数据。

根据试验检测可以看出，检测路段通车运营多年后，沥青路面仍具有较好的横向力系数，进而说明沥青路面的抗滑性能良好。

5 结束语

目前我国路网基本完善，路面行驶质量成为路网建设质量评定的重要条件。在路面行驶质量检测项目中最关键的一项便是路面抗滑性能，路面抗滑性能的优劣与汽车行驶的舒适性、安全性息息相关。该文在全面掌握沥青路面抗滑性能机理的前提下，从“车、路、环”三方面详细阐述了对沥青路面抗滑性能的影响。并结合当前检测现状，分析了几种常用的抗滑性能检测方法，比如横向力系数检测法、制动距离法等，最后结合具体工程案例，从构造深度、抗滑摆值及横向力系数试验检测进行探讨，由此得出，检测路段通车运营多年之后，沥青路面仍具有良好的抗滑性能，可满足道路行车安全需求。

参考文献

[1]王鹏. 对上海S32高速公路的路面性能检测和综合评价[J]. 上海公路， 2019（2）： 28-32.

[2]李鑫， 张定邦， 曹志国， 等. 湖北理工学院校内道路抗滑性能检测与评价[J]. 湖北理工学院学报， 2018（4）： 44-48.

[3]张子华. 沥青路面抗滑性能检测方法及其适用性[J]. 交通世界， 2018（5）： 25-26.

[4]刘佳. 高速公路隧道路面抗滑性能检测分析[J]. 西部交通科技， 2016（9）： 79-82.

[5]傅永强. 高速公路隧道路面抗滑性能分析及改善方法比较[J]. 公路交通科技（应用技术版）， 2019（7）： 242-243.

[6]聂勇. 关于沥青路面抗滑性能检测技术的探讨[J]. 建筑工程技术与设计， 2016（22）：1424.

[7]董祥， 张士萍， 丁小晴， 等. 沥青混凝土路面的纹理构造与抗滑性检测方法[J]. 公路， 2011（11）： 14-20.