陳乘鑫

（福建顧林建筑研究院有限公司）

0 引言

鋼橋面鋪裝是一種鋪設(shè)于鋼橋面板的用于保護(hù)鋼橋面板的附屬結(jié)構(gòu)，但在長期荷載作用下，鋪裝層容易產(chǎn)生病害，如坑槽、裂縫、鼓包及抗滑性能不足等，對(duì)于鋪裝層病害，常用的解決方法為銑刨后重新鋪設(shè)、采用修補(bǔ)材料局部維修及薄層加鋪技術(shù)。其中薄層加鋪技術(shù)相比于銑刨后重新攤鋪具有節(jié)省施工時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)比局部維修具有表面整潔美觀的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于薄層加鋪技術(shù)，不僅需要對(duì)原鋪裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)，還應(yīng)具有足夠的抗滑性能，保證車輛的安全通行。

目前常用的混凝土表面處理方法主要有以下幾種方法：

⑴刻槽工藝。

刻槽工藝是在水泥混凝土路面施工時(shí)常用的一種表面處理方法，其控制要素有槽走向、槽寬、槽神、槽間距。其中，常用的槽走向?yàn)闄M向和縱向，斜向刻槽較為少見?？v向刻槽方向與行車方向平行，用于易側(cè)滑路段可以產(chǎn)生橫向摩阻力作為向心力；橫向刻槽是使用最為廣泛的刻槽方向，其方向與行車方向垂直，為路面提供更大的摩擦系數(shù)。研究表明，刻槽的槽型和槽深對(duì)抗滑性能無顯著影響，槽型對(duì)耐用性有一定影響，對(duì)于重載高速公路可使用矩形槽。

⑵露石法。

露石水泥混凝土在國內(nèi)的使用較少，其原理是通過在澆筑后噴灑緩凝劑使得道路表面的砂漿的凝結(jié)時(shí)間晚于混凝土，在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后沖洗表撒布碎石漿，粗集料出露，增加路面的抗滑系數(shù)。這種方法對(duì)混合料中的粗集料、細(xì)集料以及水泥都有一定要求，路面平整度難以控制，適用范圍較小。

⑶金剛石研磨路面。

金剛石研磨法是采用金剛石刀片切割水泥混凝土路面，研磨4～6mm 形成縱向紋理構(gòu)造，其刀片為密間距排布，在研磨過程中需要不斷用水冷卻刀片，延長其使用壽命。研磨后的路面成“燈芯狀”，微觀紋理和宏觀紋理都較為豐富。

⑷撒布碎石工藝。

撒布碎石工藝是在混合料澆筑、整平后于表面撒布堅(jiān)硬、耐磨的玄武巖碎石或陶瓷顆粒，形成均勻分布，具有抗滑性能良好、平整度易控制、壽命長、磨損后易更換等優(yōu)點(diǎn)，但撒布的均勻性需要嚴(yán)格控制。

⑸掃毛法。

掃毛法是在抹面結(jié)束后用掃帚拉掃，均勻掃出路表面紋理，具有操作簡單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但這種紋理壽命極為短暫，抗滑性能較差。

⑹滾槽工藝。

滾槽工藝是使用滾槽器對(duì)混凝土表面進(jìn)行滾壓，生成的溝槽較掃毛法更深但仍然存在壽命短暫、抗滑性能差的缺陷。

環(huán)氧樹脂混凝土具有施工便利，性能優(yōu)異的特點(diǎn)，可作為鋼橋面鋪裝薄層加鋪材料，但目前相關(guān)研究較少，尤其是對(duì)其表面處理工藝的研究較少。部分應(yīng)用于普通混凝土的表面處理方式對(duì)于環(huán)氧樹脂混凝土并不適用，本研究選取了經(jīng)工程驗(yàn)證后的兩種常用的表面處理方法，對(duì)比不同處理工藝的抗滑性能。

1 研究方法

根據(jù)環(huán)氧樹脂混凝土材料的特性，擬采用兩種方法提升其抗滑性能。

⑴在涂布環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑后在表面撒布碎石，形成粗糙表面。

⑵對(duì)環(huán)氧樹脂混凝土進(jìn)行刻槽處理，以此提高路用效果。

2 試驗(yàn)內(nèi)容

2.1試驗(yàn)概況

路面常用的抗滑性能測試方法有手工鋪砂法、電動(dòng)鋪砂儀、車載式激光構(gòu)造深度儀、擺式儀、數(shù)字?jǐn)[式儀、單（雙）輪式橫向力系數(shù)測試系統(tǒng)等。為了兼顧測試便利性與準(zhǔn)確性，使用擺式摩擦系數(shù)測定儀作為試驗(yàn)儀器進(jìn)行抗滑性能測試，測試指標(biāo)為摩擦系數(shù)。試驗(yàn)儀器的操作方法、測點(diǎn)選取、數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容參照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG 3450-2019）。

2.2試驗(yàn)路段

⑴撒布碎石法處理路段：

將碎石鋪撒在涂布后的環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑表面。

⑵刻槽法處理路段：

在混凝土養(yǎng)護(hù)完成后以30mm 為間距、6mm 為槽寬、3mm為深度進(jìn)行橫向刻槽處理。

⑶對(duì)照路段：

將不進(jìn)行任何表面處理的環(huán)氧樹脂混凝土路面作為對(duì)照路段，該路段已進(jìn)行過多次BPN 值測試，基于大量試驗(yàn)驗(yàn)證其BPN 值范圍主要在65～70 之間。為了在不影響試驗(yàn)結(jié)果的情況下簡化試驗(yàn)步驟，故對(duì)照路段不需要在此次試驗(yàn)中再次進(jìn)行測試，以68作為其BPN值進(jìn)行比較。

2.3試驗(yàn)儀器與設(shè)備

試驗(yàn)主要使用以下試驗(yàn)儀器及設(shè)備：

⑴擺式摩擦系數(shù)測定儀；

⑵噴水壺；

⑶路面溫度計(jì)；

⑷毛刷及掃帚。

2.4試驗(yàn)過程

首先使用毛刷及掃帚清潔路面，在試驗(yàn)路段根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG 3450-2019）共選擇20 個(gè)測試位置，其中撒布碎石法處理路段測試位置和刻槽法處理路段測試位置各10個(gè)，每個(gè)測試位置選擇3個(gè)測點(diǎn)，在校正擺式摩擦系數(shù)測定儀后對(duì)路面灑水開始測試，記錄擺式摩擦系數(shù)測定儀讀數(shù)及路面溫度。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理

使用擺式摩擦系數(shù)測定儀對(duì)檢測路段進(jìn)行BPN 值測定，撒布碎石工藝路段測試結(jié)果如表1 所示，刻槽工藝路段測試結(jié)果如表2所示。

表1 刻槽工藝試驗(yàn)結(jié)果

表2 撒布碎石工藝試驗(yàn)結(jié)果

表中數(shù)據(jù)測試時(shí)路面溫度為10℃，根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG 3450-2019），應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度修正（修正后數(shù)據(jù)已加入表中），修正公式為：

式中：

BPN20——換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時(shí)的擺值；

BPNT——路面溫度T時(shí)測得的擺值；

ΔBPN--溫度修正值按表T 0964-2采用。

對(duì)各測試區(qū)域三個(gè)測點(diǎn)的BPN20 取平均值并取整，得到各測試區(qū)域擺值BPN20如表3所示。

計(jì)算兩路段的統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)，其結(jié)果如表4。

3.2結(jié)果分析

各路段測試區(qū)域各10 個(gè)，根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG 3450-2019），在進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選時(shí)，舍棄在Xˉ± kS 范圍以外的實(shí)測值。如表3、表4 所示，各測試區(qū)域均為正常數(shù)據(jù)，無舍棄數(shù)據(jù)。說明這兩種工藝應(yīng)用于環(huán)氧樹脂混凝土薄層時(shí)均有穩(wěn)定的抗滑性能表現(xiàn)。

表3 測試區(qū)域擺值BPN20

表4 各路段統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)

由于該試驗(yàn)屬于單邊置信水平的試驗(yàn)，各路段代表值計(jì)算公式以taN為t分布系數(shù)，公式如下。

在保證率為95%的情況下，撒布碎石路段BPN 代表值為83.61，刻槽路段BPN 代表值為74.20；在保證率為90%的情況下，撒布碎石路段BPN 代表值為83.78，刻槽路段BPN 代表值為73.77。對(duì)BPN 值進(jìn)行取整，保證率為90%和95%的情況下，撒布碎石路段BPN代表值為84，相比于對(duì)照路段提升23.5%；刻槽路段BPN代表值為74，相比于對(duì)照路段提升8.8%；撒布碎石路段BPN顯著大于刻槽路段。

由于各路段均為BPN，無量綱差異且無數(shù)量級(jí)差異，故使用標(biāo)準(zhǔn)差作為離散程度指標(biāo)，由表4 知，撒布碎石路段離散程度較刻槽路段大，其原因是撒布碎石存在因撒布不均勻以及撒布碎石本身結(jié)構(gòu)的差異，都可能導(dǎo)致抗滑性能存在一定差異，而刻槽路面中這種差異不明顯。在對(duì)比各方向的抗滑系數(shù)變化時(shí)，由于刻槽路段中在偏離垂直方向后抗滑性能下降明顯，故對(duì)于橫向抗滑性能只進(jìn)行定性對(duì)比分析?？v向抗滑性能從BPN 數(shù)據(jù)上看，撒布碎石工藝顯著優(yōu)于刻槽工藝，離散程度方面刻槽工藝略優(yōu)于撒布碎石工藝；橫向抗滑性能方面，撒布碎石抗滑性能不因方向而改變，顯著優(yōu)于刻槽工藝。

4 結(jié)論

⑴采用撒布碎石工藝進(jìn)行表面處理的路面，其抗滑性能顯著高于刻槽工藝，并且撒布碎石工藝處理后的路面在各個(gè)方向上的抗滑性能均有著良好的表現(xiàn)，而刻槽路面其抗滑性能受槽方向影響各不相同，適用性較撒布碎石工藝差。在行車過程中，撒布碎石增加了橫向摩擦力，有助于減少和降低事故發(fā)生概率，提高了行車安全性。

⑵撒布碎石工藝的施工難度較刻槽工藝小，且易于維修和替換，撒布碎石在磨損后可再次撒布，刻槽工藝破損后修復(fù)難度大，屬于不可逆的表面處理工藝。

綜上所述，對(duì)于環(huán)氧樹脂混凝土薄層宜采用撒布碎石工藝提升其抗滑性能。