縱向刻槽技術對增強路面抗滑性能應用

　　導語：公路造價師考試對專業知識的要求分為掌握、熟悉、了解三個層次，其含義分別為：了解，即要求考生應具有與工程造價有關的廣泛知識面;熟悉，即要求考生對有關工程造價的知識應具有深刻的理解;掌握，即考生能運用所要求的知識解決實際工作問題。

　　一、引言

　　近年來，我國水泥混凝土路面有了很大的發展，隨著水泥混凝土路面里程的迅速增加，水泥混凝土路面的各種病害逐漸集中顯現出來，其中水泥混凝土路面在經過一段時期運營后，在超重車、路面攤鋪時平整度不足等因素作用下，路面被磨光、磨平逐漸失去原有的抗滑性能，而影響行車安全，現從技術角度講述縱向刻槽在增強水泥混凝土路面抗滑性能中的應用，特別是在山嶺區長陡坡路段尤為適用。

　　二、幾種防滑處理方法

　　國內目前對水泥混凝土路面進行防滑性處理的方法主要有：拉毛、嵌石屑、機械刻槽(橫向)、壓紋(槽)等4種。

　　(一)拉毛

　　拉毛方法應用最為普遍，其優點為：施工簡單、施工質量易掌握、造價低，在通車一段時間后仍保持較大的摩擦系數和構造深度值，但在較長時間(一至兩年)后，在超重車等因素影響下溝槽磨損嚴重，摩擦系數大幅降低，路面逐漸被磨光、磨平，在山區陡坡路段不宜采用，

　　省道S369圣貴線K15+090-K20+170.79段，屬山嶺區長陡坡路段，路面經常通行大型客車及超載重車，在通車一年多時間后，目前路面拉毛磨損嚴重，個別路段已基本磨平，失去抗滑功能。

　　(二)機械刻槽(橫向)

　　機械刻槽(橫向)方法施工的路面外觀美觀，摩擦系數和構造深度值穩定且也高于建議值，可用于縱坡超標不多的路段。但在制動或驅動過程中易造車輛打滑，且行車一段時間后磨損較大。

　　(三)嵌石屑

　　嵌石屑方法在通車一年多時間后，仍有較大的摩擦系數和構造深度值，但造價較高且施工較麻煩。表面粗、欠美觀，但行車時有輕微震動感，對司機有提示作用，可用于長陡坡等危險路段。

　　(四)壓紋(槽)

　　壓紋(槽)方法的摩擦系數和構造系數值較小，不推薦作為長陡坡等不良路段水泥混凝土防滑路面施工方法

　　三、縱向刻槽技術原理

　　車輛在行駛過程中，車輪同路面接觸的是輪胎面突出的花紋部分，見圖1作用在輪胎上的荷載較小時(相對于其標準負載)，接觸面的形狀接近于園。隨著荷載增大，接觸面變長，在車輛超載時更明顯。見圖1

　　圖1輪胎在路面上的印跡

　　車輪在行駛過程中受到地面給它的滾動摩阻力，路面也相應受到一向后的水平力。此水平力可按下式確定：

　　S0=μ.P

　　式中：μ———滾動摩擦系數，同輪胎類型，路面狀況及車速有關。

　　P———作用在車輪上的荷載(kN)

　　一般情況下，水泥混凝土路面的μ值為0.01～0.02。故滾動摩擦阻力所產生的水平力很小。但在車輛制動或驅動過程中，作用于路面的水平力下大的多，其值由下式確定：

　　Sb=fb.P

　　式中：fb———車輪與路面間的附著率，最大值不超過路面的附著系數f0，最小值不會低于車輪完全在路面上滑移時的滑動系數fg。

　　此輪跡與縱向刻槽同向，提高了路面的附著率，加大了路面對車輪的水平力制動力Sb。

　　四、技術特點

　　(一)可防止車輛橫向打滑

　　車輛在刻有縱向溝槽的路面上剎車時，在構造深度合適時，車輪會受到較大的縱向連續摩阻力作用，所產生的橫向力矩遠小于路面橫向刻槽時所產的橫向力矩，汽車在制動過程中一般不會出現側向滑動或打轉。

　　通過資料收集和理論分析，對目前國內尚無明確規定的水泥混凝土路面刻槽應采用的摩擦系數和構造深度極限值，一般認為：摩擦系數應取≥55、構造深度應≥0.6mm。

　　(二)耐磨性好，磨損小

　　通過實驗表明，縱向刻槽路面在經過一段時間通車后，較其它防滑槽磨損最小。

　　(三)有利于路面排水

　　連續的路面縱向刻槽可形成微型縱向排水系統，可起到輔助路面排水系統迅速排干路面積水的作用，在長陡坡路段效果尤其顯著。

　　(四)利于路面清潔

　　公路運營一段時期后，路面縱向刻槽內會堆積一些砂石、粉屑等雜物，在車輪與刻槽產生的摩阻力，風力，氣流的作用下，易于這些雜物的排出，起到清理路面的作用。但要防止雜物被車輛帶入路面縮縫、脹縫。

　　(五)降低噪聲

　　通過試驗路段路面橫槽、縱槽的噪聲進行的測試結果表明，同一斷面處(k18+500)、同一時間(8：30～10：30)、同一類型車(CA142、EQ142)通過的噪聲平均值從95.5dB(A)下降為89dB(A)。

　　五、刻槽施工工藝

　　(一)機械人員

　　混凝土面板刻槽宜采用自行式刻槽機，一般使用7.5KW、16片刀頭的，相鄰面板在刻槽時要保持槽溝連貫，順直。施工時要先劃出標線或先掛線后施工,機械操作人員必須隨時控制、調整機械，以確保縱槽的順直渡和質量，刻槽深度一般為3～5mm，槽寬3～5mm，槽距20mm～25mm，刻槽時宜由高向低逐步推進。在作業過程中，刀頭冷卻用水量比較大，需有專人供刻槽機用水。為盡量縮短作業時間，如有幾臺刻槽機可以一起施工加快進度,在施工作業過程中，刻一段清洗一段。

　　(二)附屬配置

　　每臺刻槽機根據電源的間隔距離配備相應電纜線150m，專用供水汽車兩輛，一輛保證刻槽用水，另一輛可間隔進行清洗;一般情況下，該種型號的機械作業速度為160m2/臺班。

　　(三)現場管理

　　在對舊路面修補時，刻槽過程中會產生大量泥漿，會給施工及行車安全帶來諸多不便，在作業時，考慮到在單幅車道作業時路工橫坡可以幫助排除路面的泥漿，所以只需封閉單幅車道進行作業，不會對交通造成太大影響。對于新建公路在單幅施工時，需及時清理積聚泥漿，并灑水養生。

　　六、刻槽效果

　　通過對水泥混凝土路面的刻槽處置，可大幅提高了混凝土路面的構造深度和抗滑性能。

　　對于在新建公路進行刻槽處治，可增大車輪與路面間的附著率(已有理論論證)。

　　對于在舊的水泥混凝土路面上進行的刻槽處治，大幅提高了混凝土路面的構造深度和抗滑性能，在實驗路段刻槽完工后對路面表面抗滑構造深度的測量結果表明：測量值合格率100%，見表1

　　表1刻槽處治前后路面構造深度對比表

　　用擺式摩擦系數對路面進行測試，從刻槽測試前后結果來看，處置效果良好，見表2

　　表2刻槽處治前后路面擺值(BPN)對比表

　　七、注意事項

　　(一)作業時間

　　在對新建水泥混凝土路面進行刻槽處治時，一定要在水泥混凝土終凝后達到一定強度方可進行，并及時清理路面、灑水養生。

　　(二)加強接縫養護

　　由于刻槽中日常堆積的砂石、粉屑等雜物易被車輛等帶入路面橫向接縫：脹縫、縮縫中，尤其是經過橫向路拱排泄后的路面剩余積水可通過縱槽流入，故對接縫養護提出了更高的要求，要對其進行及時清理，要選用防水型好的填充材料。

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