季冻地区水泥混凝土路面抗滑构造研究与应用
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摘要
抗滑构造的合理设置是保障水泥混凝土路面行车安全的必要条件，因此，与抗滑构造密切相关的路表抗滑性能直接影响着司乘人员的生命、财产安全。随着公路等级的不断提高，水泥混凝土路面抗滑技术问题日益突出，解决问题的同时也对道路的安全性和舒适性提出了更高的要求。因此，研究水泥混凝土刻槽路面的抗滑降噪性能，并针对该问题提出合理的设计方法，具有重要的现实意义。
本文结合季节性冰冻地区气候、环境特征，对水泥混凝土路面的路表特性、抗滑机理做了充分的分析和研究：通过对大量刻槽参数的调查分析，首次提出了水泥混凝土路面刻槽参数优化设计的概念和内容。为了在抗滑和降噪两方面要求之间寻求妥善的解决方案，本文采用了理论分析与现有观测数据相结合的方法对刻槽单参数变化时的路表抗滑性能进行了比较分析，再结合季冻地区气候特征确定了刻槽“四参数”设计方案。期间，还提出了刻槽参数正交试验设计方案，拟进一步对理论分析结果进行验证。因为不等间距刻槽是降低水泥混凝土路面噪声水平最有效的方法，因此在分析路表构造对路面噪声水平影响机理的基础上，结合刻槽“四参数”设计方案，本文设计了12套不同间距分布的刻槽方案，用以比较其噪声水平、抗滑摆值和构造深度的大小，从而选出噪声水平较低的方案以完成刻槽参数优化设计的全过程。通过室内试验验证，推荐了非等间距刻槽最优方案1个，备选方案2个；等间距刻槽最优方案1个，备选方案1个。最后，本文提出了试验路的铺筑和观测方案，拟将上述方案在实体工程中检验其抗滑降噪性能，也可以据此进一步验证所得结论的正确性。
文中所得研究结论对水泥混凝土路面抗滑构造的研究与应用具有重要的借鉴意义。
Texture of skid resistance is necessary for safety driving on the surface of concrete pavement, so the performance of skid-resistance put direct influence on the drivers' safety. With the rapid development of highway in our country recently years, the questions of skid-resistance on highway have caught people's eyes progressively, at the same time the higher request for safety and comfortable driving has been put forward. Improving skid resistance performance and decreasing traffic accidents have been regarded as a hotspot-issue of pavement study, which has important significance for our society.
In consideration of the characteristics of climax and environment in seasonal frost zone, this paper takes sufficient analyses and research on surface and mechanism of skid resistance, and put forward the concept of optimal design for groove parameters of concrete pavement for the first time. In order to make a compromise between skid resistance and lowing noise, theoretic analyses and testing datum are introduced to compare the skid resistance performance of the groove pavement which only one parameter of groove is changed each time. According to the above result, the project of "four parameters of groove" is given. As we all known, using groove projects with various space distributing is the best way to lower the concrete pavement noise, on the basis of the analyses of how the surface texture influence the noise and according to the project of "four parameters of groove", twelve kinds of groove projects with various space distributing are designed to compare of noise、F_B and textural depth to choose out the lower project to complete the entire course of the optimal design of the groove parameters. Through the validate of in-door tests, three kinds of groove projects with various space distributing and two kinds of equal space distributing groove projects are chosen out to be the better ones. Still the performance of those projects above needs to be proved out-doors. In the end, the paving and testing plan of the experimental-road is put forward in order to make further validation.
The conclusion of this paper will provide an important reference for the research and application on texture of skid resistance and corresponding technique in the future.
本文结合季节性冰冻地区气候、环境特征，对水泥混凝土路面的路表特性、抗滑机理做了充分的分析和研究：通过对大量刻槽参数的调查分析，首次提出了水泥混凝土路面刻槽参数优化设计的概念和内容。为了在抗滑和降噪两方面要求之间寻求妥善的解决方案，本文采用了理论分析与现有观测数据相结合的方法对刻槽单参数变化时的路表抗滑性能进行了比较分析，再结合季冻地区气候特征确定了刻槽“四参数”设计方案。期间，还提出了刻槽参数正交试验设计方案，拟进一步对理论分析结果进行验证。因为不等间距刻槽是降低水泥混凝土路面噪声水平最有效的方法，因此在分析路表构造对路面噪声水平影响机理的基础上，结合刻槽“四参数”设计方案，本文设计了12套不同间距分布的刻槽方案，用以比较其噪声水平、抗滑摆值和构造深度的大小，从而选出噪声水平较低的方案以完成刻槽参数优化设计的全过程。通过室内试验验证，推荐了非等间距刻槽最优方案1个，备选方案2个；等间距刻槽最优方案1个，备选方案1个。最后，本文提出了试验路的铺筑和观测方案，拟将上述方案在实体工程中检验其抗滑降噪性能，也可以据此进一步验证所得结论的正确性。
文中所得研究结论对水泥混凝土路面抗滑构造的研究与应用具有重要的借鉴意义。
Texture of skid resistance is necessary for safety driving on the surface of concrete pavement, so the performance of skid-resistance put direct influence on the drivers' safety. With the rapid development of highway in our country recently years, the questions of skid-resistance on highway have caught people's eyes progressively, at the same time the higher request for safety and comfortable driving has been put forward. Improving skid resistance performance and decreasing traffic accidents have been regarded as a hotspot-issue of pavement study, which has important significance for our society.
In consideration of the characteristics of climax and environment in seasonal frost zone, this paper takes sufficient analyses and research on surface and mechanism of skid resistance, and put forward the concept of optimal design for groove parameters of concrete pavement for the first time. In order to make a compromise between skid resistance and lowing noise, theoretic analyses and testing datum are introduced to compare the skid resistance performance of the groove pavement which only one parameter of groove is changed each time. According to the above result, the project of "four parameters of groove" is given. As we all known, using groove projects with various space distributing is the best way to lower the concrete pavement noise, on the basis of the analyses of how the surface texture influence the noise and according to the project of "four parameters of groove", twelve kinds of groove projects with various space distributing are designed to compare of noise、F_B and textural depth to choose out the lower project to complete the entire course of the optimal design of the groove parameters. Through the validate of in-door tests, three kinds of groove projects with various space distributing and two kinds of equal space distributing groove projects are chosen out to be the better ones. Still the performance of those projects above needs to be proved out-doors. In the end, the paving and testing plan of the experimental-road is put forward in order to make further validation.
The conclusion of this paper will provide an important reference for the research and application on texture of skid resistance and corresponding technique in the future.
引文
[1] 2002年公路水路交通行业发展统计公报
[2] 2004年公路水路交通行业发展统计公报 http://www.moc.gov.cn
[3] 第二次全国公路普查主要数据公报．中华人民共和国交通部，中华人民共和国国家统计局．2003．8
[4] 傅智，李红．《公路水泥混凝土路面施工技术规范指南》(JTG F30—2003)．北京：人民交通出版社．2003．10
[5] 姚思国．沥青路面抗滑技术推广应用总结报告，《沥青路面抗滑技术推广应用(研究应用报告集)》．1992．1
[6] 傅智．论水泥混凝土路面行车安全性．公路．2004．6
[7] 中华人民共和国行业标准，《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30-2003)．北京：人民交通出版社．2003．
[8] PIARC. Technical Committee Report on Surface Characteristics. 18th World Road Congress, Brussels, 1987.
[9] PIARC. Technical Committee Report on Surface Characteristics. 20th World Road Congress, Montreal, 1995.
[10] PIARC. Technical Committee Report on Concrete Roads. 18th World Road Congress, Brussels, 1995.
[11] 沙庆林．《高等级公路半刚性基层沥青路面》．北京：人民交通出版社．1999．8
[12] 温诗铸．《摩擦学》．清华大学出版社．1999．
[13] 王野平．论轮胎与路面间的摩擦．汽车技术．1999．2
[14] 李建才，邹晓波．用摆值F评价路面抗滑性能探讨．中南公路工程．1997．1
[15] 葛剑敏，刘春辉，郑联珠．轮胎与不平路面相互作用形成有效路面不平度的机理与应用分析．轮胎工业．2001．1
[16] 彭旭东，谢友柏．冰雪路面汽车轮胎的摩擦机理研究．汽车技术．1998．4
[17] 余鑫毅．PSFCT-1型路面横向摩擦系数测量装置及路面滑溜研究报告．湖南省交通科学研究所．1986．9
[18] John E. Grady and William P. Chamberlin, GROOVE—DEPTH REQUIREMENTS FOR TINE-TEXTURE PAVEMENT, TRR 836
[19] 翟玉生，李安．《应用摩擦学》．石油大学出版社．
[20] 中华人民共和国行业标准，《公路路基路面现场测试规程》(JTJ059—95)．北京：人民交通出版社．1995．
[21] 中华人民共和国行业标准《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2002)．北京：人民交通出版社．2002．
[22] 中华人民共和国行业标准《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073．1-2001)．北京：人民交通出版社．2001．
[23] 中华人民共和国行业标准《公路工程质量检验评定标准》(土建工程)(JTGF80／1-2004)．北京：人民交通出版社．2004．
[24] 孙江，肖益民，梁昌宝．高等级公路水泥混凝土路面不等距压槽的研究．华东公路．2001．2
[25] 刘清泉．《路面防滑机理与应用研究》．东南大学博士论文．2000．
[26] 温诗铸．《纳米摩擦学》．清华大学出版社．1998．4
[27] 傅智．论水泥混凝土路面行车安全性．公路．2004．6
[28] 姚伯华，韩森，王健．《露石水泥混凝土路面高原地区适应性研究》．课题研究报告．2005．10
[29] 姚祖康．《水泥混凝土路面设计理论和方法》．北京：人民交通出版社．2003．
[30] 王秉纲，郑木莲．《水泥混凝土路面设计与施工》．北京：人民交通出版社．2004．
[31] 查旭东，王燕，韩春华．欧洲水泥混凝土路面综述．国外公路．1996．6
[32] 周泽民，苏举，史思强．国外水泥混凝土路面抗滑技术综述．河南交通科技．1997．2
[33] 冯立南，刘靖．水泥混凝土路面的刻槽防滑技术．中国市政工程．1996．6
[34] 张超，郑南翔，王建设．《路基路面试验检测技术》．北京：人民交通出版社．2004．
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