為了有效提高SMA路面使用初始階段的抗滑性能，本文著(zhù)眼于SMA路面施工階段，選擇瀝青用量、纖維品質(zhì)與用量、不同鋼輪碾壓工藝組合等影響因素，設計不同施工工藝，鋪筑試驗路段，采用鋪砂法構造深度、擺值法摩擦系數和橫向力系數等指標，開(kāi)展了瀝青路面鋪筑后(即使用初期)的抗滑性能影響規律研究。結果顯示:在各壓實(shí)階段施工溫度得到有效控制的情況下，SMA路面不宜過(guò)多或過(guò)度采用振動(dòng)壓實(shí)，不宜采用膠輪碾壓，此外，減少瀝青用量可以在一定程度上提高抗滑能力。
 
 
SMA(瀝青瑪碲脂碎石)混合料具有優(yōu)良的抗疲勞、耐水損壞、抗高溫等性能，也具有良好的抗滑性能。但是受瀝青膜厚度較厚、鋼輪碾壓工藝等因素的影響，SMA路面交工階段的抗滑性能檢測結果常常不太理想，例如珠三角某高速公路SMA路面的橫向力系數交工結果約介于50～60左右，甚至局部路段不足50，這樣的局面對于多雨地區路面的行車(chē)安全十分不利。長(cháng)期以來(lái)，人們都認為SMA的抗滑性能，特別是使用了一段時(shí)間后的抗滑性能是相對很好的，即便交工階段指標上相對差些，在開(kāi)放交通后，很快就會(huì )改善的。但是，對于廣東地區，高等級公路通車(chē)時(shí)間大都選擇在年底，春運期間的交通量大，加之氣溫較低，SMA較厚的瀝青膜還會(huì )造成一定程度的“鏡面”效應，路面行車(chē)安全問(wèn)題尤顯突出。顯然，探索有效提高SMA開(kāi)放交通初期的抗滑性能的技術(shù)措施十分必要和迫切。本文著(zhù)眼于SMA路面施工階段，通過(guò)開(kāi)展相關(guān)施工工藝研究，總結技術(shù)經(jīng)驗，形成更合理的SMA施工碾壓等工藝，以改善路面開(kāi)放交通初期的抗滑性能。
SMA路面抗滑性能關(guān)鍵因素分析
一般認為，瀝青路面的抗滑性能作用機理主要是，不同尺度下的路面構造(或紋理)與輪胎相互接觸、摩擦作用的結果:輪胎與大尺度(宏觀(guān))下的路面構造(粗集料顆粒相互嵌擠而形成的凸凹輪廓)，細觀(guān)尺度下細集料顆?；虼旨侠饨桥c輪胎的相互作用，以及微觀(guān)尺度下粗集料顆粒破碎面的微觀(guān)紋理與輪胎的接觸作用等。
 
對于SMA瀝青路面，混合料具有斷級配的特點(diǎn)，粗集料骨架作用突出，獲得良好的高溫性能的同時(shí)，也形成了優(yōu)良的路面輪廓形態(tài):宏觀(guān)尺度下的豐富抗滑構造，一定的粗集料棱角(細觀(guān))，相對更豐富的裸露的粗集料破碎面(微觀(guān))。理論上，SMA確實(shí)應當具有十分優(yōu)良的抗滑性能，那么為什么其抗滑交通初期(交工階段)的橫向力系數等指標的檢測結果偏低?
 
首先，為了獲得更好的疲勞性能和耐水損壞性能，SMA相對普通混合料具有更多的瀝青含量，其瀝青膜厚度可達到10μm左右(普通AC約為6～8μm)，加之拌合及施工因素的影響，局部位置瀝青較多，瀝青膜厚度相對偏大，就會(huì )形成粗集料顆粒裹附較多瀝青膠漿的局面。由于開(kāi)放交通初期集料的棱角和細觀(guān)紋理結構尚未充分顯露，在氣溫偏低的環(huán)境下，路面橫向力系數一般相對偏低;
 
其次，壓實(shí)工藝的影響。關(guān)于SMA的壓實(shí)工藝，一直以來(lái)都在被熱議，即除了鋼輪碾壓的噸位、振動(dòng)頻率之外，再有就是是否需要采用膠輪碾壓措施，以及膠輪碾壓時(shí)機等。
 
最后，纖維種類(lèi)和用量也可能給路面初期抗滑性能帶來(lái)影響，例如，自身分散效果不理想或吸油效果不好，存在瀝青結團現象，或形成的瀝青纖維交聯(lián)膜結構，不利于抗滑性能等。
 
綜上，試驗段主要考慮的因素:瀝青含量、纖維，以及碾壓方式。
試驗方案設計
針對上述關(guān)鍵因素，設計并實(shí)施了不同試驗路段，開(kāi)展SMA初期抗滑性能改善技術(shù)研究。依托工程位于廣東潮惠高速公路TJ1合同段(榕江橋南段)左幅k54+020～k55+710及右幅k54+000～k54+565，全長(cháng)為1255m。試驗段設計寬度為15.250m，厚度為4cm，結構類(lèi)型為SMA-13，瀝青為改性瀝青SBS(I－D)。通過(guò)設置不同的材料因素和不同碾壓工藝，共9種施工方案，具體可見(jiàn)表1。
 
(1)瀝青用量的變化考慮了3個(gè)情況，油石比6.2%(最佳油石比)、6.0%、5.8%，希望通過(guò)減少瀝青用量，適當降低瀝青膜厚度，評價(jià)瀝青膜厚度適當降低后，粗集料的細觀(guān)紋理和細集料顆粒形成的紋理，能否提高SMA路面驗收檢測階段的抗滑性能(效果)。
 
(2)通過(guò)纖維的種類(lèi)(絮狀、顆粒狀)和用量的變化，評價(jià)哪種情況下分散形成瀝青膠漿體(膜)，裹附顆粒表面時(shí)，能夠提供相對更好的初始抗滑性能。
 
(3)碾壓工藝優(yōu)化設計。針對初壓、復壓和收光階段，變換不同鋼輪組合碾壓工藝，以期獲得更適合提高初始抗滑性能的碾壓工藝，即保證壓實(shí)度的同時(shí)，盡可能少損傷顆粒棱角。另一方面，也嘗試了不同膠輪碾壓工藝方案。

試驗數據及分析
試驗段施工
施工設備見(jiàn)表2。施工過(guò)程采用“緊跟快壓”，鋼輪壓路機采用高頻低幅等基本工藝，初壓、復壓及終壓(收光)等各階段混合料溫度均滿(mǎn)足規范要求。

抗滑試驗檢測與數據分析
針對上述9個(gè)方案的SMA路面試驗段，分別對其常規抗滑性能指標:構造深度、擺值摩擦系數等以及壓實(shí)度指標進(jìn)行了檢測，各路段路用性能檢測結果(代表值)見(jiàn)表3。顯然，從壓實(shí)度的角度來(lái)分析，各方案結果都能夠滿(mǎn)足規范要求。

(1)瀝青用量因素(瀝青膜)
SMA材料設計的最佳油石比為6.2%，以及對比方案6.0%、5.8%等。其中4號試驗段(油石比5.8%)比3號試驗段的構造深度相對大0.15mm，比9號試驗段相對大0.25mm，也就是說(shuō):整體上隨著(zhù)瀝青用量的降低，瀝青油膜厚度的減少，構造深度增大，數值由大約1.2mm左右增加到1.3～1.4mm左右。由于三種方案的壓實(shí)工藝一致，擺值摩擦系數與橫向力系數的結果相差不大，約在80左右。同時(shí)要注意到，所有試驗段的橫向力系數的最大值81，出現在4號試驗段，即其他因素不變的情況下，減少瀝青用量可以在一定程度上提高抗滑性能。
 
(2)纖維因素
相對摻量0.35%時(shí)，變化不同纖維種類(lèi)(顆粒、絮狀)，5號試驗段較1號試驗段的摩擦系數相差不大(前者略大)，前者(5號)的橫向力系數結果相對穩定，后者(1號)變異性比較大，說(shuō)明增加纖維含量時(shí)，絮狀纖維的拌合效果相對顆粒狀纖維不理想。同時(shí)也注意到，方案1和方案5，采用較大量的纖維，導致構造深度相對較低(大約在1.16～1.19mm左右)。對于絮狀纖維，摻量由0.35%(1號)調整到0.3%%(3號)時(shí)，擺值摩擦系數顯著(zhù)提高，橫向力系數結構也比較理想:數值在所有路段中處于中上水平，且各車(chē)道結果分布均勻穩定。
 
(3)碾壓工藝(棱角)
針對壓實(shí)工藝的試驗段設計主要體現在鋼輪振動(dòng)壓實(shí)的時(shí)間節點(diǎn)變化，以及膠輪壓實(shí)工藝使用與否。試驗段6與試驗段9(采用相對合理的組合壓實(shí)工藝，見(jiàn)表1)比較時(shí)，主要是通過(guò)將振動(dòng)壓實(shí)前移(一般復壓階段采用振動(dòng)壓實(shí)，現從初壓階段就開(kāi)始)，結果顯示:構造深度和擺值摩擦系數相差不大(略小些)，但是橫向力系數減少2個(gè)點(diǎn)。8號試驗段的思路是將振動(dòng)壓實(shí)工藝后移(模擬路面溫度相對較低時(shí)的壓實(shí)情況)，相比較9號試驗段，其構造深度基本相當，但是擺值摩擦系數和橫向力系數下降較多，說(shuō)明路面棱角損傷較多。試驗段7采用更多的壓實(shí)功作用(振動(dòng)與靜壓次數)，結果顯示:構造深度、擺值摩擦系數和橫向力系數結果都下降的非常明顯。也就是說(shuō)，增加振動(dòng)壓實(shí)工藝的或壓實(shí)功，或在路面壓實(shí)后期采用振動(dòng)壓實(shí)，十分不利于路面抗滑性改善。
 
同時(shí)，還設計了膠輪壓實(shí)工藝的2號試驗段，即在收光階段增加膠輪碾壓工藝。最初的目的是希望采用膠輪作用，讓路面的瀝青膜變薄些，細集料形成的路表紋理充分展現出來(lái)，已獲得相對更好的抗滑性能。檢測結果顯示:構造深度相差不大，但是擺值摩擦系數和橫向力系數下降嚴重。究其原因，該工藝雖然改善了路表細觀(guān)紋理結構，但是膠輪作用讓原本直立的顆粒傾倒了，粗集料棱角的對抗滑的貢獻下降了。
結論
(1)隨著(zhù)瀝青用量的降低，瀝青油膜厚度的減少，
構造深度增大，數值由大約1.2mm左右增加到1.3～1.4mm左右，擺值摩擦系數和橫向力系數相對略有提高，即其他因素不變的情況下，減少瀝青用量可以在一定程度上提高抗滑性能。
 
(2)在各階段溫度有保證的情況下，振動(dòng)壓實(shí)工藝前移對抗滑性能影響不大，反而收光階段采用膠輪碾壓工藝或振動(dòng)碾壓工藝，對抗滑性能損傷十分突出。其中，同等條件下，采用膠輪壓實(shí)工藝比采用鋼輪壓實(shí)工藝，其擺式摩擦系數下降8.44BPN;其他壓實(shí)工藝不變的情況下，僅在收光階段增加一遍振動(dòng)，擺式摩擦系數下降3.35BPN，橫向力系數下降了約9SFC;進(jìn)一步在初壓和復壓階段增加振動(dòng)壓實(shí)變數，抗滑性能損傷愈加嚴重，摩擦系數下降到63.5，橫向力系數下降到68SFC左右。
 
(3)纖維的種類(lèi)對SMA瀝青路面的初始抗滑性能影響，在常規指標方面并不是特別突出，而過(guò)多的纖維含量、過(guò)多或過(guò)度增加振動(dòng)碾壓作用次數等，也不是特別有利于初始抗滑性能的提高。
 
總之，為了提高SMA路面初期抗滑性能，在保證緊跟快壓工藝的同時(shí)，應避免過(guò)壓、低溫壓實(shí)等碾壓陋習，通過(guò)降低瀝青含量的技術(shù)措施，效果不一定理想，纖維用量的增加可能帶來(lái)拌合質(zhì)量不均勻，局部油斑，反而影響抗滑性能。