纵向刻槽技术在增强水泥混凝土路面抗滑性能中的应用

纵向刻槽技术在增强水泥混凝土路面抗滑性能中的应用【摘 要】针对水泥混凝土路面通车一段时间后，路面被逐渐磨平、磨光而失去原有的抗滑性能的问题，文章提出建议在新建公路水泥混凝土路面摊铺及旧路修补时采用纵向刻槽代替原来的横向拉毛、嵌石屑等方法增强水泥混凝土路面的抗滑性能。【关键词】纵向刻槽；水泥混凝土；抗滑性 一、引言近年来，我国水泥混凝土路面有了很大的发展，随着水泥混凝土路面里程的迅速增加，水泥混凝土路面的各种病害逐渐集中显现出来，其中水泥混凝土路面在经过一段时期运营后，在超重车、路面摊铺时平整度不足等因素作用下，路面被磨光、磨平逐渐失去原有的抗滑性能，而影响行车安全，现从技术角度讲述纵向刻槽在增强水泥混凝土路面抗滑性能中的应用，特别是在山岭区长陡坡路段尤为适用。二、几种防滑处理方法国内目前对水泥混凝土路面进行防滑性处理的方法主要有：拉毛、嵌石屑、机械刻槽（横向）、压纹（槽）等4种。（一）拉毛拉毛方法应用最为普遍，其优点为：施工简单、施工质量易掌握、造价低，在通车一段时间后仍保持较大的摩擦系数和构造深度值，但在较长时间（一至两年）后，在超重车等因素影响下沟槽磨损严重，摩擦系数大幅降低，路面逐渐被磨光、磨平，在山区陡坡路段不宜采用，省道S369圣贵线K15+090-K20+170.79段，属山岭区长陡坡路段，路面经常通行大型客车及超载重车，在通车一年多时间后，目前路面拉毛磨损严重，个别路段已基本磨平，失去抗滑功能。（二）机械刻槽（横向）机械刻槽（横向）方法施工的路面外观美观，摩擦系数和构造深度值稳定且也高于建议值，可用于纵坡超标不多的路段。但在制动或驱动过程中易造车辆打滑，且行车一段时间后磨损较大。 （三）嵌石屑嵌石屑方法在通车一年多时间后，仍有较大的摩擦系数和构造深度值，但造价较高且施工较麻烦。表面粗、欠美观，但行车时有轻微震动感，对司机有提示作用，可用于长陡坡等危险路段。 （四）压纹（槽） 压纹（槽）方法的摩擦系数和构造系数值较小，不推荐作为长陡坡等不良路段水泥混凝土防滑路面施工方法三、纵向刻槽技术原理车辆在行驶过程中，车轮同路面接触的是轮胎面突出的花纹部分，见图1作用在轮胎上的荷载较小时（相对于其标准负载），接触面的形状接近于园。随着荷载增大，接触面变长，在车辆超载时更明显。见图1 图1轮胎在路面上的印迹 车轮在行驶过程中受到地面给它的滚动摩阻力，路面也相应受到一向后的水平力。此水平力可按下式确定： S0=.P 式中：滚动摩擦系数，同轮胎类型，路面状况及车速有关。 P作用在车轮上的荷载（kN）一般情况下，水泥混凝土路面的值为0.010.02。故滚动摩擦阻力所产生的水平力很小。但在车辆制动或驱动过程中，作用于路面的水平力下大的多，其值由下式确定： Sb=fb.P式中：fb车轮与路面间的附着率，最大值不超过路面的附着系数f0，最小值不会低于车轮完全在路面上滑移时的滑动系数fg。此轮迹与纵向刻槽同向，提高了路面的附着率，加大了路面对车轮的水平力制动力Sb。四、技术特点（一）可防止车辆横向打滑 车辆在刻有纵向沟槽的路面上刹车时，在构造深度合适时，车轮会受到较大的纵向连续摩阻力作用，所产生的横向力矩远小于路面横向刻槽时所产的横向力矩，汽车在制动过程中一般不会出现侧向滑动或打转。 通过资料收集和理论分析，对目前国内尚无明确规定的水泥混凝土路面刻槽应采用的摩擦系数和构造深度极限值，一般认为：摩擦系数应取55、构造深度应0.6mm。（二）耐磨性好，磨损小通过实验表明，纵向刻槽路面在经过一段时间通车后，较其它防滑槽磨损最小。 （三）有利于路面排水 连续的路面纵向刻槽可形成微型纵向排水系统，可起到辅助路面排水系统迅速排干路面积水的作用，在长陡坡路段效果尤其显著。（四）利于路面清洁 公路运营一段时期后，路面纵向刻槽内会堆积一些砂石、粉屑等杂物，在车轮与刻槽产生的摩阻力，风力，气流的作用下，易于这些杂物的排出，起到清理路面的作用。但要防止杂物被车辆带入路面缩缝、胀缝。 （五）降低噪声 通过试验路段路面横槽、纵槽的噪声进行的测试结果表明，同一断面处（k18+500）、同一时间（8：3010：30）、同一类型车（CA142、EQ142）通过的噪声平均值从95.5dB(A)下降为89dB(A)。五、刻槽施工工艺 （一）机械人员 混凝土面板刻槽宜采用自行式刻槽机，一般使用7.5KW、16片刀头的，相邻面板在刻槽时要保持槽沟连贯，顺直。施工时要先划出标线或先挂线后施工,机械操作人员必须随时控制、调整机械，以确保纵槽的顺直渡和质量，刻槽深度一般为35mm，槽宽35mm，槽距20mm25mm，刻槽时宜由高向低逐步推进。在作业过程中，刀头冷却用水量比较大，需有专人供刻槽机用水。为尽量缩短作业时间，如有几台刻槽机可以一起施工加快进度,在施工作业过程中，刻一段清洗一段。 （二）附属配置 每台刻槽机根据电源的间隔距离配备相应电缆线150m，专用供水汽车两辆，一辆保证刻槽用水，另一辆可间隔进行清洗；一般情况下，该种型号的机械作业速度为160m2/台班。 （三）现场管理 在对旧路面修补时，刻槽过程中会产生大量泥浆，会给施工及行车安全带来诸多不便，在作业时，考虑到在单幅车道作业时路工横坡可以帮助排除路面的泥浆，所以只需封闭单幅车道进行作业，不会对交通造成太大影响。对于新建公路在单幅施工时，需及时清理积聚泥浆，并洒水养生。六、刻槽效果 通过对水泥混凝土路面的刻槽处置，可大幅提高了混凝土路面的构造深度和抗滑性能。 对于在新建公路进行刻槽处治，可增大车轮与路面间的附着率(已有理论论证)。 对于在旧的水泥混凝土路面上进行的刻槽处治，大幅提高了混凝土路面的构造深度和抗滑性能，在实验路段刻槽完工后对路面表面抗滑构造深度的测量结果表明：测量值合格率100%，见表1 表1刻槽处治前后路面构造深度对比表 用摆式摩擦系数对路面进行测试，从刻槽测试前后结果来看，处置效果良好，见表2 表2刻槽处治前后路面摆值（BPN）对比表七、注意事项（一）作业时间在对新建水泥混凝土路面进行刻槽处治时，一定要在水泥混凝土终凝后达到一定强度方可进行，并及时清理路面、洒水养生。（二）加强接缝养护由于刻槽中日常堆积的砂石、粉屑等杂物易被车辆等带入路面横向接缝：胀缝、缩缝中，尤其是经过横