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淺談混凝土路面抗滑特性

所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2011-05-23 07:55 熱度:


  3.1路表處理一般方法
  1)拉毛
  上個世紀60年代,掃刷或拉毛技術的應用使得混凝土路表產生淺的紋理結構,增加了抗滑性,減緩了路面的磨耗,降低了路面噪聲。混凝土表面拉毛處理可采用以下三種方式:用掃帚或機械刷、人造草皮、粗糙的濕麻袋。經過這三種處理方式拉毛過的混凝土路面表面可以產生1.5~3mm深的表面紋理。然而,拉毛技術產生的路表紋理比較淺,輪胎—路面相互作用產生的磨耗經常會使混凝土路面表面功能特性降低。為了提高拉毛產生的路表紋理的耐久性,可通過材料選擇、混合料設計來提高混凝土路面的抗磨耗能力,確保混凝土路面在整個服務期內有充分的路表功能特性。它適用于車速小于65km/h的路段。
  2)壓槽
  目前,國內外高等級水泥混凝土路面一般采用塑性壓(拉)槽形式。由于塑性拉槽對表面平整度影響大,所以多采用壓槽方式處理混凝土表面。壓槽按不同分類方法可分橫向和縱向,又可分為等距槽和不等距槽,使用較為普遍的是橫向等距壓槽,近年來又主張推薦使用不等距壓槽。
  橫向壓槽是混凝土路面最常用的一種表面紋理形成方法,也是一種耐久、高摩阻力、廉價的處理方法。橫向壓槽產生深的宏觀構造能夠減少雨天路面上水膜的厚度,減少下雨天車輛行使中濕路打滑的潛在威脅。此外,依靠混凝土混合料的特性,橫向壓槽能夠保證混凝土路面整個壽命周期內具有良好的摩阻力。但是,橫向壓槽路面上輪胎和路面相互作用產生的噪聲卻是最大的。
  縱向壓槽方法與橫向壓槽方法除了壓槽機具是沿著道路縱向前進外,施工方法與橫向壓槽方式施工方法沒有什么區別。雖然縱向壓槽沒有橫向壓槽使用那么廣泛,但是,近年來很多縱向壓槽水泥路面的使用情況表明縱向壓槽可以提供“最低的外部噪聲”從而降低路面噪聲,這種壓槽方式正逐漸被人們所接受。有研究表明,縱向刻槽也可以獲得和橫向刻槽相當的摩阻力,能夠防止車輛在水平方向滑移,增強安全性。此外,一些交通運輸部門的研究表明,只要有足夠的橫向坡度,縱向壓槽和橫向壓槽的路表排水能力相差也不大。
  3)刻槽
  刻槽是用金剛石鋸片除去硬化水泥混凝土路面表面淺層混凝土形成良好的路表構造的混凝土路表處理方式,主要用于舊水泥混凝土路面恢復平整度,減少輪胎—路面噪聲和恢復路面摩阻力,也正在被用于新混凝土路面表面構造的形成。
  刻槽技術既可以使混凝土路面獲得宏觀構造,也能改善路面的微觀構造。因此,混凝土路面刻槽,可使雨水從槽紋中迅速排走,避免在路面上形成一層水膜,保持路面無水狀態;二可使輪胎下的路面積水從槽紋或輪胎花紋中及時排走,避免了由于車輪的快速旋轉,造成車輪下面連續水膜壓力增高而形成飄滑現象;提高輪胎與路面的附著摩阻力后,減少霧飄水濺,增加雨天能見度,減少反射眩光改善夜間行車環境;刻槽路面抗滑力提高后,車輛的制動距離縮短,車輛的操作性能改善,交通事故大大減少。
  橫向刻槽與縱向刻槽的抗滑性有所差別。當刻槽表面積比一定時,低速時,縱向刻槽的摩擦系數比橫向刻槽略高;高速(120km/h)時,橫向刻槽的摩擦系數較高。但在彎道上,縱向刻槽改善行車的橫向穩定性好,同時,由于縱向刻槽的行車噪音較小,故在城市噪音敏感地區,曲線半徑小的、行車速度高的、制動啟動多的路面采用縱向刻槽是有利的。
  3.2混凝土路面紋理改善新技術
  (1)露石水泥混凝土路面
  露石混凝土路面是一種使用露石劑對新鮮混凝土表面進行化學處理或刷洗,將混凝土表面2~3mm砂漿清除,露出部分優質的粗集料,具有優良宏觀和微觀構造的路面[2]。一般來說,用鋪砂法測得的露石水泥混凝土路面紋理深度達到0.9~1.2mm。
  目前,澳大利亞、德國、比利時、法國和英國等歐洲已經開始使用,國內也有單位對該路面進行了深入研究并應用于幾個實體工程。經過國內外露石混凝土路面的鋪筑發現,這種路面因為具有隨機凸起集料的表面,從而路用性能比普通水泥混凝土路面優良,特別是具有優良的表面功能如低噪聲、抗滑性好、表面耐久性好、噴濺少。但是這種路面對表層材料的要求較高,并且施工工藝不容易掌握。
  (2)多孔水泥混凝土路面
  多孔隙混凝土路面,亦稱作透水混凝土路面,是由一系列與外部空氣相連通的多孔結構形成骨架,同時又能滿足路用強度和耐久性要求的路面。多孔混凝土由最大粒徑為8mm~10mm的間斷級配碎石和1mm以下的砂組成,孔隙率達20%~25%。通常用作雙層式混凝土面層的上層,層厚4cm以上。
  多孔混凝土路面依靠其特有的多孔結構具有可將路表水快速排出路有良好的排水和抗滑能力,并能有效的降低噪聲。然而,多孔混凝土存在易被堵塞的缺點。在孔隙開始堵塞時,多孔層的排水、抗滑性能不一定退化很多,但當孔隙完全堵塞,排水能力將為零時,其表面功能基本喪失。國外使用實踐表明,一般僅通車2~5年,多孔層初期的排水性能基本喪失。采取與多孔瀝青路面相同的高壓水清掃方法定期沖洗堵塞的孔隙可局部恢復其孔隙率,但維護費用較貴。
  (3)嵌屑法
  嵌屑法與露石技術有點相似,就是在新鮮混凝土表面撒布耐磨的小石屑,使石料部分嵌入混凝土路面。美國曾在上世紀70~80年代從英國租賃了設備,應用過該技術,但是這項工藝沒有被繼續傳承下來。隨著路面表面特性逐漸受到重視,該技術可被用于增加混凝土路面抗滑性和降低噪聲。
  (4)噴丸法
  噴丸處理是利用高速噴射的鋼丸,對混凝土路面表面進行強烈的沖擊,使其表面發生塑性變形,從而達到強化表面和改變表面狀態的一種工藝方法。鋼丸打擊到路表,除去薄的一層砂漿和細集料,露出粗集料,制造出一種開放多孔表面紋理,從而增加了混凝土路面的抗滑性,降低了路面噪聲。
  4、結束語
  路面抗滑特性為代表路面安全性之主要指標,但于國內機場及公路路面主管單位在新建工程、養護管理策略中甚少提及。本文除提出其對運輸安全之重要性外,并就影響鋪面抗滑能力之因素、路表紋理改善方法加以介紹。希望通過本文的介紹,能夠提高國內各界對路面抗滑力之重視,進一步建立定期或非定期性之抗滑力量測機制,以納入公路主管部門的路面管理系統中,以期通過抗滑力之監控,有效消除肇事潛因,大幅提高運輸安全。

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