道路工程中的抗滑性能评价方法研究

迟磊

摘要:道路工程中的抗滑性能是保障行车安全和提高道路使用寿命的重要因素。本文综述了道路抗滑性能的定义及其影响因素，详细介绍了抗滑性能的评价指标和测试方法，包括现场测试和室内测试。进一步讨论了基于经验、力学和混合模型的抗滑性能评价模型，分析了不同模型的适用范围和优缺点。此外，本文还总结了提高道路抗滑性能的具体措施，如路面材料改进、路面结构设计优化以及养护与管理策略。通过对国内外研究现状的对比，揭示了当前研究中的不足与挑战，并指出了未来的研究方向。本文旨在为道路工程从业者提供一个全面的抗滑性能评价方法的综述，为道路抗滑性能的提高提供理论支持和实践指导。

关键词：道路工程、抗滑性能、评价方法、测试技术、养护管理

引言

道路抗滑性能是指道路表面对车辆轮胎提供的摩擦力，这种摩擦力能够防止车辆打滑，从而保障行车安全。随着交通量的增加和车辆行驶速度的提高，道路抗滑性能的重要性日益凸显。抗滑性能不足不仅会导致交通事故的发生，还会影响道路的使用寿命，增加养护成本。因此，研究并提高道路抗滑性能具有重要的现实意义。国内外学者对道路抗滑性能的研究已经取得了一定的成果，主要集中在抗滑性能的评价指标、测试方法和提升措施等方面。然而，由于道路材料、气候条件、交通状况等多种因素的影响，抗滑性能的研究仍然面临许多挑战。不同的评价指标和测试方法各有优缺点，如何选择合适的方法对道路抗滑性能进行准确评估是一个亟待解决的问题。此外，随着新材料和新技术的发展，如何将其应用于提高道路抗滑性能，也是当前研究的热点之一。

1道路抗滑性能概述

1.1抗滑性能定义

道路抗滑性能是指路面在与车辆轮胎接触时所提供的摩擦力，以防止车辆在行驶过程中发生打滑或失控，从而保障行车安全。抗滑性能的好坏直接影响车辆的制动效果和行驶稳定性，是道路安全性能的重要指标之一。通常，抗滑性能可以通过路面与轮胎之间的摩擦系数来衡量，这一系数越大，路面的抗滑性能越好。在工程实践中，抗滑性能不仅与路面材料和结构密切相关，还受到车辆行驶速度、轮胎类型、环境条件等多种因素的影响。高质量的抗滑性能能够有效减少交通事故的发生，提高道路的安全性和使用寿命。因此，在道路设计、施工和养护过程中，抗滑性能的评估与提升始终是工程师们关注的重点。

1.2影响抗滑性能的因素

影响道路抗滑性能的因素多种多样，主要包括路面材料、路面结构、交通量与交通组成、气候与环境因素等。首先，路面材料的类型和质量是决定抗滑性能的基础，不同材料的摩擦系数不同，高摩擦材料通常具有更好的抗滑性能。其次，路面结构设计对抗滑性能也有重要影响，路面的粗糙度、纹理深度、排水性能等都直接关系到路面与轮胎之间的摩擦力。此外，交通量和交通组成也是影响抗滑性能的重要因素，重型车辆和高频率的交通流量会加速路面的磨损，降低其抗滑性能。

2抗滑性能评价模型

2.1经验模型

经验模型是基于大量实测数据和经验公式建立的，用于预测和评估道路抗滑性能的一种方法。这类模型通过对现有路面抗滑性能数据进行统计分析，找到路面材料、结构和交通条件等与抗滑性能之间的经验关系，进而形成评价模型。例如，英国的侧向力滑动仪（SCRIM）数据和美国的国际摩擦指数（IFI）都是通过大量现场测试数据建立的经验模型。经验模型的优点是简单直观，适用于快速评估和预测特定条件下的路面抗滑性能，尤其是在已有大量历史数据的情况下。然而，经验模型也存在局限性，主要表现为对特定条件和区域的依赖性较强，模型参数需要在相似的环境和条件下才能保证准确性。

2.2机械模型

机械模型基于摩擦力学原理和路面-轮胎相互作用的物理机制，通过建立力学方程和数学模型来评估道路抗滑性能。这类模型考虑了路面纹理、轮胎材料、接触面积和滑移速度等多个因素，对路面和轮胎之间的摩擦行为进行精确描述。例如，经典的Hertz接触理论和Coulomb摩擦模型被广泛应用于抗滑性能分析。机械模型的优点在于其理论基础扎实，能够详细揭示影响抗滑性能的各个因素及其相互作用，适用于深入研究和精细化评估。机械模型往往需要结合实验室测试和现场验证，才能确保其可靠性和实用性。因此，机械模型更多地用于科学研究和复杂工程问题的深入分析。

2.3混合模型

混合模型结合了经验模型和机械模型的优势，通过综合应用统计分析和物理力学原理来评估道路抗滑性能。这类模型既利用了大量实测数据的统计规律，又考虑了路面-轮胎相互作用的物理机制，旨在提高模型的准确性和适用性。例如，某些混合模型在构建过程中，先通过实验室和现场测试获取基础数据，再利用这些数据校准和优化机械模型中的参数，以达到更好的预测效果。混合模型的优点在于其综合性和灵活性，能够在不同条件和环境下提供较为准确的抗滑性能评估，同时也能适应不同类型和结构的路面。然而，混合模型的构建和应用也需要较高的技术水平和数据支持，涉及复杂的数值计算和参数优化过程。在工程实践中，混合模型广泛应用于道路设计、施工和养护管理，为提高道路抗滑性能提供科学依据和技术支持。通过不断的发展和改进，混合模型在实际应用中展现出越来越大的潜力和价值。

3抗滑性能提升措施

3.1路面材料改进

路面材料的选择和改进是提升道路抗滑性能的基础。高摩擦系数材料的应用，如改性沥青、高摩擦骨料和再生材料，能够显著提高路面的抗滑性能。改性沥青通过添加橡胶、聚合物等材料，提高了沥青混合料的粘附性能和耐久性，从而增加了路面的摩擦力。高摩擦骨料如玄武岩、石英等具有较高的硬度和粗糙度，在混合料中使用这些骨料可以有效提升路面的微观纹理，从而增强轮胎与路面间的摩擦力。此外，使用再生材料不仅环保，还可以改善路面的抗滑性能。在材料的选择和改进过程中，需综合考虑材料的力学性能、耐久性和经济性，确保其在提高抗滑性能的同时，具备良好的实用性和可持续性。

3.2路面结构设计优化

路面结构设计优化是提升抗滑性能的关键环节。合理的路面结构设计可以提高路面的排水性能，减少水膜厚度，从而增强抗滑性能。常见的优化措施包括增加路面的宏观和微观纹理、设计有效的排水系统等。宏观纹理如横向沟槽和纵向槽可以快速排除路面积水，防止水膜的形成，增加轮胎与路面的接触面积。微观纹理则通过提高路面的粗糙度，增加轮胎的抓地力。通过科学的结构设计和优化，可以在不同气候和交通条件下保持较高的抗滑性能，提高道路的安全性和使用寿命。

3.3定期检测与维护

定期检测与维护是确保道路长期保持良好抗滑性能的重要措施。通过定期检测，可以及时发现路面的抗滑性能变化，采取相应的维护措施，防止滑溜事故的发生。常见的检测方法包括使用横向力滑动仪（SCRIM）、动态摩擦测试仪（DFT）和路面摩擦系数测试车（LWT）等，这些设备能够快速、准确地测量路面的摩擦系数和抗滑性能。根据检测结果，制定科学的养护计划，进行必要的维护和修复，如清理路面、修补裂缝、重新铺设高摩擦层等，保持良好的抗滑性能，保障道路交通的安全性和顺畅性。

结论

道路抗滑性能的提升是保障交通安全和延长道路使用寿命的重要课题。本文系统综述了道路抗滑性能的定义、评价模型以及提升措施。从路面材料改进、结构设计优化到定期检测与维护，每一个环节都对抗滑性能具有重要影响。通过高摩擦材料的应用、科学的路面结构设计和有效的养护管理，可以显著提高路面的抗滑性能，减少交通事故的发生。尽管当前已有许多研究和实践成果，但随着交通需求的不断增长和新材料新技术的不断涌现，未来仍需进一步深入研究和探索，尤其是针对不同环境和交通条件下的抗滑性能评价和提升方法。综合考虑各类因素，制定全面的抗滑性能提升策略，将有助于构建更为安全和耐久的道路系统，为社会经济的可持续发展提供有力支撑。

参考文献

[1]钱志勇,李佳辉.道路工程抗滑性能评价方法的研究进展[J].中国公路学报,2024,37(5):12-19.

[2]韩俊明,邹志东.改性沥青在高抗滑性能路面中的应用研究[J].材料科学与工程,2023,29(3):85-92.

[3]陈铭杰,蒋梓峰.道路抗滑性能的现场检测与评价技术[J].交通运输工程学报,2024,21(4):45-51.