基于不同混合料类型的沥青路面横向力系数温度修正试验研究

邓星鹤

(1.广东华路交通科技有限公司 道路研究所， 广东 广州 510420; 2.公路交通安全与应急保障技术及装备交通运输行业研发中心， 广东 广州 510420)

基于不同混合料类型的沥青路面横向力系数温度修正试验研究

邓星鹤1,2

(1.广东华路交通科技有限公司 道路研究所， 广东 广州 510420; 2.公路交通安全与应急保障技术及装备交通运输行业研发中心， 广东 广州 510420)

采用SCRIM测试系统在不同路表温度下对不同混合料类型的沥青路面进行横向力系数测试，得到不同混合料类型的沥青路面横向力系数与路表温度的相关关系，并给出相应的温度修正公式。

沥青路面； 横向力系数； 温度； 修正

0 引言

《公路沥青路面设计规范》(JTG D50 — 2006)规定高速公路表面层抗滑性能以横向力系数SFC60和路面宏观构造深度TD(mm)为主要指标。《公路路基路面测试规程》(JTG E60 — 2008)规定采用工作原理和结构与SCRIM测试车相同的横向力测试系统进行路面横向力系数采集；同时规定标准的测试速度为50 km/h±4 km/h，标准的测试温度为20 ℃±5 ℃，在其他速度和温度下测得的SFC值均应转换至标准速度、温度下的等效SFC值，并给出了相应的修正公式。在SFC测值速度修正方面，国内对其修正公式较为认同，而在其温度修正中却遇到诸多问题。如同一样本在不同温度下其SFC修正值差别较大(见图1、图2)，不能反映路面的真实抗滑性能，给路面抗滑性能评价以及路面养护维修带来极大的困扰。国内部分研究人员也对此进行了相关研究，给出了相应的温度修正公式，但结果仍不尽人意。同时，测试规程及相关研究人员均未考虑温度对不同类型混合料的沥青路面SFC测值的影响。

图1 某高速AK — 16型沥青路面SFC测值

图2 某高速AC — 13型沥青路面SFC测值

本文结合温度对横向力系数测试结果的影响分析，采用SCRIM横向力系数测试车对不同路面类型的高速路面进行测试，以寻求更合理的温度修正公式。

1 温度对SFC测试的影响

普遍认为温度对测试轮胎和路面抗滑性能均存在影响。SCRIM横向力系数测试轮胎为橡胶光面充气轮胎，环境温度对轮胎的硬度、弹性和韧性存在影响，其弹性和硬度的差异将直接影响到SFC测值的变化，有研究表明，温度越低，轮胎与路面的摩擦力越大，使测试值偏大；而温度升高时，沥青路面沥青会发生一定程度的软化，致使测试轮胎发生滑溜，使测试值偏小。另SCRIM系统在英国当地的测试数据也表明：SFC月平均测值在夏季达到最低，冬季达到最高。即夏季对于路面抗滑是最不利季节。

2 路表温度影响试验

2.1 试验方案

测试原则： ①对广东省内常见的沥青路面类型进行横向力系数测试； ②各路段在不同路表温度下进行测试； ③各路段的SFC值应均有分布； ④其余测试条件应保持不变(洒水量、测试速度等)。

测试设备： SCRIM横向力系数测试车。

测试路段：广东省4条高速项目，其路面类型分别为AK — 16、AC — 13、SMA — 13、微表处，以上各路段各取10 km。

测试车道：因慢车道存在一定程度的车辙病害，测试位置偏离轮迹带30 cm以内其SFC测值差值在2～6之间，故此处选择车辙深度较小的超车道进行测试。

测试时间/温度： 6月份早上7点、中午12点、下午2点、下午6点。

2.2 试验数据统计分析

根据上述试验方案对测试路段进行横向力系数采集，并分别按《公路路基路面测试规程》JTG E60 — 2008和某修正公式进行修正，如表1所示。

表1显示： ①上述4种类型的沥青路面SFC测试值均随路表温度变化而变化，但路表温度在20～45 ℃以内时，路面SFC测值变化幅度较按测试规程修正公式和某研究的修正公式修正后的要小； ②路表温度在20～40 ℃以内时，AK — 16、SMA — 13型沥青路面的SFC原始测值变化幅度不超过1，可认为其基本保持稳定； ③AC — 13型沥青路面的SFC原始测值随路表温度升高而增大明显。

图3、表2显示： 路面SFC测值与温度的回归方程显示其与温度的关系并非线性，其中AK — 16、SMA — 13、微表处路面的SFC测值均先随温度增加先减小后增大，AC — 13路面的SFC测试值则随温度升高而增大。

表1 各类型路面不同温度下的SFC测试值路段路表温度/℃原始测值按规范修正某修正公式修正25767878AK—16A29757776387680804577848025414242SMA—1330404343364246444344514919565655AC—1321565756285959583861666527596163微表处305760623458626239596563

图3 各类型沥青路面SFC测值与温度回归关系

表2 各类型沥青路面SFC测值与温度的回归关系路面类型回归方程相关系数R2AK—16y=0.01x2-0.64x+85.50.85SMA—13y=0.02x2-0.98x+54.60.92AC—13y=0.28x+50.60.97微表处y=0.04x2-2.75x+102.30.70

3 SFC温度影响修正量值的确定

根据以上回归方程可以反推出各类型沥青路面SFC测值的温度修正值，此处仍以20 ℃时的SFC值作为标准值。另因测试的温度范围不大，为确保数据的可靠性，此处仅对路表温度15～50 ℃范围的SFC进行修正，具体温度修正见表3所示。

表3 各类型沥青路面SFC温度修正路表温度/℃AK—16SMA—13AC—13微表处15-1-21-62000002511-243011-373511-47401-1-65450-3-7150-2-6-9-6

4 温度修正值验证

为了考察表3所示SFC温度修正量值的可靠性，再次对同项目相邻路段进行SFC数据采集，测试速度均控制在(50±4) km/h。

表4显示： AK — 16、SMA — 13、AC — 13在不同温度下的测试值修正至SFC20其极差不超过1，可认为其温度修正可靠；微表处在29 ℃和34 ℃下测得的SFC修正至SFC20，其差值为3，认为其温度修正尚不理想，这和温度修正时测试的温度跨度较小有关。基于上述情况，可认AK — 16、SMA — 13、AC — 13的SFC温度修正可用，微表处的SFC温度修正仍需继续进一步扩大其温度测试区间。

表4 温度修正值验证结果混合料类型路表温度/℃SFCSFC20257677AK—16297778387677SMA—13254041404241AC—13255452355652微表处296865347268

5 结论

1) 温度对SFC测值有直接影响，对于不同类型混合料的沥青路面，其影响关系不同。

2) 得到AK — 16、SMA — 13、AC — 13型沥青路面横向力系数温度修正公式。

3) 因测试条件限制，本文仅选择4种混合料类型的沥青路面，SFC测试的温度跨度亦不足，得到的修正公式仍需进一步研究。

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2016-11-15

广东省交通运输厅科技项目(项目编号：科技-2014-02-007)

邓星鹤(1986-)，男，工程师，从事道路检测与科研。

1008-844X(2017)01-0013-03

U 416.217

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