【正文】 槽型的基礎(chǔ)，擬采用軸與套筒的結(jié)構(gòu)；刀頭浮動(dòng)擬采用類(lèi)似琴鍵的結(jié)構(gòu) 。 （ 3） 刀架 刀架用來(lái)固定刀 具，實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)和擺動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，包括直線(xiàn)刀架和擺動(dòng)刀架 。 23 由于面層鋪筑現(xiàn)場(chǎng)有充足的電力供應(yīng)，而且水泥混凝土面層鋪筑速度不超過(guò)每日二、三百米，位置變動(dòng)不大，而拉槽機(jī)在未完全凝結(jié)的路面上拉槽，所需動(dòng)力很小，所以拉槽機(jī)擬采用小型電機(jī)作為動(dòng)力，體積小、重量輕，容易控制。 圖 設(shè)計(jì)的折線(xiàn)防滑槽形狀和規(guī)格 道路縱向 圖 折線(xiàn)防滑槽在路面上的拉制方位 要實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的防滑槽線(xiàn)形，需要拉槽刀具在道路的橫向和縱向進(jìn)行復(fù)合運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，為使刀具在實(shí)際路面有微小不平度（高度 ≤ 3mm）時(shí)仍然能夠拉制出一定深度的防滑槽，刀具還必須隨路面上下浮動(dòng)。我國(guó)道路工作者應(yīng)根據(jù)我國(guó)的具體情況 ,積極開(kāi)發(fā)水泥路面表面紋理制作機(jī)械設(shè)備 。 金剛石研磨 金剛石研磨是修復(fù)水泥砼路面表面功能的養(yǎng)護(hù)技術(shù) , 是指采用密間距的金剛石刀片切割研磨水泥砼路面 ,將 4~6mm的薄層研磨掉 ,形成一定的縱向紋理構(gòu)造 (見(jiàn)圖 ) 圖 金剛石研磨紋理 金剛石研磨技術(shù)能夠很好地恢復(fù)舊水泥砼路面的表面功能 ,恢復(fù)表面紋理構(gòu)造 ,增加摩擦性能 。骨料磨光值一般應(yīng)不低于 50BPN,對(duì)于危險(xiǎn)路段或重交通量路段 ,則應(yīng)為60 BPN。 骨料嵌入法 骨料嵌入法是在已經(jīng)整平、振實(shí)、尚未硬化的新澆砼表面 上均勻地撒布一層一定尺寸的耐磨光碎石骨料 ,并用輥筒將其壓入未完全凝固的水泥砼中。 骨料粘結(jié) / 嵌入法 骨料粘結(jié)法 在經(jīng)過(guò)處理的水泥砼路面表面噴涂 2~ 8mm厚的聚合物改性瀝青或環(huán)氧樹(shù)脂等結(jié)合劑 , 再撒布粒徑為 3~ 6mm 的耐磨骨料或粒徑為 3~ 4mm 的軋碎鉻礦渣。這種刻槽形式的施工工藝比較復(fù)雜 ,刻槽質(zhì)量難以控制。 縱向刻槽可以大大增加轉(zhuǎn)向摩擦力 ,有效地防止橫向側(cè)滑與橫向風(fēng)力所造成的事故 , 同時(shí)還具有很好的降低路面噪音的效果。橫向刻槽路面美觀(guān) ,雨天排水效率高 ,摩擦系數(shù)略高于縱向刻槽。 刻槽法 采用一組人造金剛石鋸片 ,以一定的間距安裝在同一根軸上形成刀排。 拉槽法的優(yōu)點(diǎn) :施工工藝簡(jiǎn)單 ,機(jī)械施工速度與滑模攤鋪速度幾乎同步 ,費(fèi)用省 ,縱向拉槽具有一定的降噪作用。而且當(dāng)壓槽輥在滾動(dòng)過(guò)程中遇到較大顆粒骨料時(shí) ,會(huì)被整體抬高 ,減小槽深。 ② 控制好壓槽作業(yè)時(shí)間。而刻槽法是在水泥砼達(dá)到一定的強(qiáng)度 (約 40%)時(shí) ,采用刻槽機(jī)械刻制。 圖 噴砂鑿毛法技術(shù)原理圖 高壓空氣 噴嘴 小鋼球 路面 18 在施工過(guò)程中 ,噴灑到路面上的小鋼球?qū)⑴c路面碎屑混雜在一起 ,可以將小鋼球和路面碎屑一同抽進(jìn)分離設(shè)備 ,將碎屑與小鋼球分離開(kāi)來(lái)。同時(shí) ,還要采取必要措施來(lái)提高其摩擦的耐久性 ,如選擇磨耗性較好的材料等。 刷毛法具有施工簡(jiǎn)單、方便、成本低等優(yōu)點(diǎn) ,但由于其形成的紋理深度較淺 ,耐磨耗性能較差 ,一般多用于交通量少的低等級(jí)水泥路面或鄉(xiāng)村公路中。 制毛法 制毛法主要包括刷毛法、拉毛法、鑿毛法 3種。 通過(guò)對(duì)試驗(yàn)路的觀(guān)測(cè)結(jié)果 ,建議在水泥混凝土路面的一般路段采用橫向拉槽 ,縮短制動(dòng)距離 。刻槽較晚 ,混凝土強(qiáng)度太高 , 刻槽難以滿(mǎn)足深度要求 。 采用刻槽工藝 ,可以提高路面平整度。綜合國(guó)外的研究成果和我們自己的試驗(yàn)數(shù)據(jù) ,建議在一般路段采用橫向拉槽 ,在彎道處和大縱坡路段可采用縱向拉槽 ,即橫向槽和縱向槽結(jié)合使用。 在這幾條試驗(yàn)路上 ,分別做了橫槽和縱向槽。美國(guó)混凝土學(xué)會(huì) (ACI)認(rèn)為橫向槽的摩擦系數(shù)比縱向槽的大 ,橫向槽主要增加縱向制動(dòng)摩擦力而縱向槽能大大增加轉(zhuǎn)向摩擦力 ,這就是說(shuō)橫向槽能縮短制動(dòng)距離而縱向槽能防止側(cè)滑。但槽間距受槽寬的制約。近年來(lái) ,特別在高等級(jí)公路上 ,主張采用不等距壓槽形式。增加槽寬可以提高排水能力 ,但槽寬也有一定限度 ,超過(guò)該限度 ,對(duì)路面抗滑性能不再有明顯影響 ,而且可能影響平整度。 槽深影響到排水能力的大小 ,還影 響宏觀(guān)構(gòu)造使用的耐久性。 1) 刻槽形狀和結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇 刻槽的形狀影響槽的排水能力和抗滑能力 ,一般分為矩形、梯形和非標(biāo)準(zhǔn)形。根據(jù)槽的方向 ,壓槽分橫向、縱向和斜向 。該施工方法節(jié)省了人工抹面、收光工序 ,但由于其構(gòu)造 深度最大 ,平整度不理想 , 均勻性較差 ,難以保證行車(chē)平穩(wěn)和舒適性 ,施工工藝還有待改進(jìn)?；炷帘砻鏌o(wú)泌水時(shí)是滾槽的最佳時(shí)機(jī) ,滾槽要均勻、慢速進(jìn)行。因此 ,將混凝土拌和物的粗骨料振壓下去 ,同時(shí)把水泥砂漿提吊上來(lái) ,不但 13 是粗骨料保護(hù)層的要求 ,而且是路面平整和飾紋的需要 。最佳水灰比取決于振搗能力、混合料組成、集料的類(lèi)型和比例 ,通常通過(guò)多次試驗(yàn)確定 [ 4] 。普通硅酸鹽水泥的強(qiáng)度高、收縮性小、耐磨性強(qiáng)、抗凍性能好 ,其耐 磨性及早期強(qiáng)度較礦渣水泥好 ,因此應(yīng)選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。為此 ,要達(dá)到足夠的抗滑性能 ,關(guān)鍵還在于表面整飾工藝。 3. 路面濕度的影響 干燥的情況下 ,水泥路面的摩擦系數(shù)較大 ,具有很好的抗滑性 ,但在潮濕的情況下 ,水泥路面的摩擦系數(shù)則較小 ,尤其是雨天 ,車(chē)在行駛中會(huì)出現(xiàn)有打滑現(xiàn)象。 粗集料 在混凝土路面上 ,只有當(dāng)粗集料裸露出來(lái)之后才能發(fā)揮其抗滑耐磨性能 ,這是由于混凝土路面表面一般為砂漿 ,在路面投入使用的初期 ,粗集料對(duì)混凝土路面的抗滑耐磨能力影響相對(duì)較小 ,但當(dāng)路面表面砂漿層被磨掉之后 ,粗集料的種類(lèi)、性質(zhì)、形狀對(duì)路面抗滑耐磨性就會(huì)有很大影響。 3. 材料的影響 1 、細(xì)集料 微觀(guān)構(gòu)造 是由細(xì)集料和砂漿形成的 ,這是因?yàn)榛炷谅访媸┕ぶ幸ㄟ^(guò)振搗梁把粗骨料振下去 ,再提漿作業(yè) ,因而表面大都是砂漿 ,砂漿的強(qiáng)度直接影響混凝土路面的耐磨和抗滑性 ,同時(shí)細(xì)集料的抗磨光能力對(duì)路面的微觀(guān)構(gòu)造也有著直接的影響 ,不同品質(zhì)的細(xì)集料 , 其影響幅度不盡相同 ,為此近年的施工中特別強(qiáng)調(diào)了細(xì)集料的質(zhì)量問(wèn)題 :1)水泥砂漿的磨光值作為檢驗(yàn)微觀(guān)構(gòu)造的一個(gè)指標(biāo) 2)砂的細(xì)度對(duì)抗滑值有一定影響 ,砂越細(xì) ,磨光值越大 。 影響水泥混凝土路面微觀(guān)構(gòu)造和宏觀(guān)構(gòu)造的因素有細(xì)集料、粗集料、表面整飾工藝等。 11 第 3 章 水泥混凝土路面抗滑性能研究 影響水泥混凝土路面抗滑能力的主要因素 就路面結(jié)構(gòu)本身而言 ,抗滑路面必須滿(mǎn)足對(duì)微觀(guān)構(gòu)造、宏觀(guān)構(gòu)造的要求。如果工程量一定，兩種施工方式所用的混凝土材料費(fèi)用差別較小。但采用現(xiàn)代施工方法，由于攤鋪速度快，滿(mǎn)足其連續(xù)施工要求的混凝土供應(yīng)量很大，需要強(qiáng)大的原材料供應(yīng)，自動(dòng)攪拌和邊疆運(yùn)輸隊(duì)伍與之相配合，必須建立較大規(guī)模的混凝土攪拌站，施工投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)施工方法。碾壓混凝土路面抗滑采用帶支架的可固定力桿預(yù)先固定。 碾壓水泥混凝土路面施工 碾壓混凝土路面施工技術(shù)是 19 世紀(jì) 80 年代發(fā)展起來(lái)的一種水泥混凝土路面施工新技術(shù)，由相應(yīng)設(shè)施設(shè)備完成攪拌→攤鋪→碾壓成型的施工過(guò)程，具有施工機(jī)械通用性好、施工速度快、早期強(qiáng)度高、接縫少等優(yōu)點(diǎn)。滑模攤鋪機(jī)行走在平整穩(wěn)定的基層上，布料機(jī)鋪料松鋪系數(shù)應(yīng)根據(jù)具體的坍落度選擇。 傳統(tǒng)的水泥混凝土路面施工方法 為減少大型設(shè)備的購(gòu)置，傳統(tǒng)的水泥混凝土路面施工均在不同程度上采用了人工和機(jī)械施工相結(jié)合的施工工藝，比如水泥混凝土的拌和、運(yùn)輸借助機(jī)械工具完成，而攤鋪、振搗、壓入桿件、切縫、整平和拉毛等工序全部由人工完成。當(dāng)然，水泥混凝土路面也存在一些不足之處，具體說(shuō)明如下：①筑初期投資大； ② 水泥和水的用量大； ③ 水泥混凝土路面接縫是水泥混凝土路面的薄弱點(diǎn)，一方面 增加了施工的復(fù)雜性，另一方面在施工和養(yǎng)護(hù)不當(dāng)時(shí)易于導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)和斷裂等操作的出現(xiàn)，影響路面平整度； ④ 修筑時(shí)養(yǎng)生時(shí)間長(zhǎng)（ 14～ 21 天）；⑤修補(bǔ)困難。 穩(wěn)定性好 水泥混凝土路面的水穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好，特別是其強(qiáng)度能隨時(shí)間而增長(zhǎng)，因而，水泥混凝土 路面用于氣倏條件急劇變化地區(qū)時(shí)，不易出現(xiàn)瀝青路面的某些穩(wěn)定性不足的損壞。 鋼纖維混凝土路面 鋼纖維能提高路面強(qiáng)度和韌性，而且抗沖擊、抗凍、抗裂等性能也大大提高，有利于延長(zhǎng)路面使用壽命、減小路面截面厚度。目前采用最廣泛 的就是素混凝土路面，簡(jiǎn)稱(chēng)混凝土路面，即除接縫區(qū)和局部范圍邊緣和角隅外不能配筋的混凝土路面。 與常用的橫拉槽相比，折線(xiàn)形狀的拉槽能夠產(chǎn)生多向防滑性能，在車(chē)輛轉(zhuǎn)彎或行駛意外失控時(shí)，能夠提供更大的側(cè)向防滑力。該機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖 13 LC2 型全自動(dòng)監(jiān)控式拉槽機(jī)機(jī)頭結(jié)構(gòu)示意圖 據(jù)了解，關(guān)于非直線(xiàn)拉槽的研究很少。拉槽方法一般是以類(lèi)似多齒耙子的工具進(jìn)行手工拉槽，全憑操作人員感覺(jué)控制拉槽質(zhì)量，不僅效率低，而且工藝和質(zhì)量不穩(wěn)定；實(shí)際工作中迫切需要采用機(jī)械拉槽。因?yàn)?，即使是最差的石灰?guī)r，這時(shí)也能達(dá)到要求，但其在通車(chē)后，會(huì)快速被磨損，造成抗滑性能急劇降低。 我國(guó)在公路發(fā)展前期對(duì)路 面抗滑能力研究的重點(diǎn)，主要是集中在抗滑石料的選擇、混合料的配合比設(shè)計(jì)以及施工環(huán)節(jié)監(jiān)控，而在路面使用狀態(tài)下抗滑性能的衰減方面進(jìn)行的研究工作相對(duì)較少，主要原因是衰減歷時(shí)較長(zhǎng)、實(shí)際行車(chē)條件難以準(zhǔn)確模擬、試驗(yàn)方式及結(jié)果的差異性等。在利用自制設(shè)備連續(xù)多年的抗滑性能檢測(cè)的基礎(chǔ)上， TRRL 早在 1973 年就以國(guó)家道路網(wǎng)抗滑標(biāo)準(zhǔn)指南 LR51o 的形式，按照路段的抗滑困睡情況，根據(jù)由難至易的次序規(guī)定了 4 種不同路段的抗滑標(biāo)準(zhǔn)建議值；英國(guó)運(yùn)輸部 1976 年公布的技術(shù)備忘錄 H16/76 中，又根據(jù)公路設(shè)計(jì)類(lèi)型、交通流量的不同，對(duì)新建公路的骨料性質(zhì)和構(gòu)造深度提出了要求 :考慮到一年當(dāng)中抗滑性能的變化高達(dá) 25%，因此 TRRL 采用夏季平均 SCRIM 系數(shù)法 (即 MASSC 法，在限定的試驗(yàn)季節(jié) 5~9 月份獲得至三個(gè) SCRIM 系數(shù)平均值 )作為不同季節(jié)路面抗滑能力比較的基礎(chǔ)。這種方法出現(xiàn)較早，最初可能來(lái)自于路段 (網(wǎng) )抗滑性能的定期檢測(cè)，以及相關(guān)路段的事故率統(tǒng)計(jì)。所以，對(duì)水泥混凝土路表拉槽防滑進(jìn)行研究，是有重要的工程意義和社會(huì)意義。這是因?yàn)?，隨著 使用年限增加，細(xì)觀(guān)構(gòu)造和宏觀(guān)構(gòu)造都處于一個(gè)穩(wěn)定的磨耗狀態(tài)，故摩擦系數(shù)變化較平穩(wěn)。 速度 / km h1 圖 刻槽路 面路齡 1~4 年路面路齡與摩擦系數(shù)下降率關(guān)系 下降率 % 4 圖 刻槽路面路齡 7~10 年路面路齡與摩擦系數(shù)下降率關(guān)系 上圖中的下降率為動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)值 (DF)從速度 20km/h增加到 80km/h時(shí)下降的百分率。因此，路面在使用過(guò)程中保持一定的抗滑性能，對(duì)減少因滑溜而產(chǎn)生的事故是十分重要的。這四種因素中，人、車(chē)和環(huán)境因素是隨機(jī)出現(xiàn)，不易短期得到解決，只能通過(guò)長(zhǎng)期普及交通安全知識(shí)等手段來(lái)加以限制。 1999 年 ~2020 年，中國(guó)改革開(kāi)放的步伐放大，以經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)，加大基礎(chǔ)設(shè)施投資力度，高速公路建設(shè)里程不斷創(chuàng)新高，交通量迅速增大，致使交通事故率驟然上升 。2020年 ~2020 年為第三階段，屬于逐漸遞減階段。 20202020 年間我國(guó)交通事故死亡率為 %~%，而同期美國(guó)、日本僅為 %~2%。美國(guó) 從 1952 年至 1972 年的21 年間，是二 戰(zhàn)后美國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的時(shí)期，其交通事故死亡人數(shù)由 37794 人增加到56278 人，增長(zhǎng) 49%，年均增長(zhǎng)率為 。據(jù)世界銀行和世界衛(wèi)生組織 (WTO)的統(tǒng)計(jì)資料顯示，全世界每年死于交通事故的人數(shù)高達(dá) 120 萬(wàn)，受傷者多達(dá) 5000 萬(wàn)，即每天有 3000 多人死于道路交通傷害，故有人稱(chēng)其為“世界第一公害”、“和平時(shí)代的戰(zhàn)爭(zhēng)”?，F(xiàn)代交通日益呈現(xiàn)高速度、大流量、重軸載的特點(diǎn)。根據(jù)中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前擁有 11000 多家水泥廠(chǎng)，己連續(xù)十多年產(chǎn)量位居世界第一， 2020年的產(chǎn)量更達(dá)創(chuàng)記錄的 億 t。 這兩方面的原因，使得瀝青混凝土路面在我國(guó)高等級(jí)公路里程中所占比例不斷增大，進(jìn)而使高等級(jí)公路中水泥混凝土路面所占里程降低。主要有兩方面原因：一方面是水泥混凝土路面設(shè)計(jì)未能適應(yīng)近些年交通特點(diǎn)，路面在超重、超限車(chē)輛作用下極易斷板，并由此引發(fā)一系列的破壞 。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平提高與高等級(jí)公路的發(fā)展，水泥混凝土路面的使用也得到了快速發(fā)展。 Through the tool to fluctuate, can, to some extent, adapt to the pavement roughness. The design of the knife cutting tool assembly principle and structure is simple, reliable operation, high efficiency. Change the template, can realize some kind of linear curve prevent slippery slot as circular trough, sine trough etc. Key words： Concrete Pavement。 本文首先初步分析了水泥砼路面抗滑性能的影響因素，對(duì)水泥砼路面防滑施工傳統(tǒng)工藝和現(xiàn)代施工方法進(jìn)行了分析和對(duì)比， 針對(duì)機(jī)械拉制曲線(xiàn)防滑槽比較困難問(wèn)題，本文 設(shè)計(jì)了 新型 水泥混凝土路面拉槽機(jī)的刀架和刀具總成，該總成通過(guò)兩個(gè)刀架 ——直線(xiàn)刀架和擺動(dòng)刀架的復(fù)合運(yùn)動(dòng) ，能夠在未完全凝結(jié)的新鋪