第一章 耐磨沥青薄层抗滑性能核心理论与研究基础
1.1 耐磨沥青薄层材料组分的抗滑作用机理
耐磨沥青薄层抗滑作用机理属于多尺度纹理耦合、界面力学协同作用的结果，其本质由集料颗粒形貌、沥青胶浆黏附性、级配组成三部分组成。集料颗粒形貌可以决定微观纹理的尖锐程度和丰富程度，它的棱角性以及破碎面的比例是切削摩擦的主要来源；沥青胶浆的黏附特性依靠界面黏附力学来维持微纹理系统在行车剪切作用下结构稳定，避免集料脱落造成的抗滑衰减；级配成分对宏观纹理分布起控制作用，用骨架空隙结构来实现排水和宏观附着力。在初始抗滑性能形成时期，集料形貌贡献占比最大，级配构成次之，胶浆黏附起基底固结作用。不同于普通密级配沥青表层依靠细集料填补的连续结构，耐磨薄层采用断级配或者开级配的方式，去掉细集料露出粗集料的棱角，形成以点接触为主的宏观抗滑骨架。另外薄层专用的高黏度改性胶浆可以在很薄的厚度下形成高强度的粘结层，克服了普通沥青容易泛浆掩埋微纹理的缺点，保证微宏观纹理持久地发挥作用。
1.2 公交道高频荷载下磨耗劣化的特征规律梳理
公交道服役环境有着明显的专属荷载特点，公交车重载启停产生的巨大剪切力、定点停靠造成的集中超载以及高频重复碾压等共同构成薄层磨耗劣化的严峻外因。在长期荷载作用下，耐磨沥青薄层的磨耗劣化有阶段性的变化规律，初期是表面纹理磨损，构造深度快速衰减，中期集料外露并逐渐磨圆，微观纹理趋于平滑，后期胶浆剥落分层，使集料松散脱落。根据不同的服役时间的公交道现场调研样本数据分析可知，磨耗速率随荷载作用次数的增多而先陡降后缓稳的量化区间特征，初期劣化速率是后期的2-3倍。同一般社会车道随机分布的轻载通行方式相比，公交道磨耗劣化以定点集中剪切和高频疲劳剥落为主要差异点，抗滑衰减更严重、路径更确定。上述规律整理清楚了公交道抗滑衰减的独特机理，给后面磨耗测试的荷载参数设定以及观测节点的选择提供了重要的现实支撑。
1.3 现有沥青磨耗测试方法的适用性边界界定
现在沥青磨耗测试方法的适用范围界定，是科学评价公交道耐磨沥青薄层抗滑性能的基础。人工加速磨耗试验用荷载轮反复作用来模拟磨耗，操作规范、周期短，但是常规的加载体系是为标准面层设计的，对于公交道薄层极薄的厚度以及高耐磨的特点，很容易因为局部应力集中而产生微裂纹，甚至贯穿性压溃，造成测试失真，其适用下限受薄层结构承载力限制，误差是由于界面接触状态失真造成的。现场摩擦系数测试利用摆式仪或者横向力系数车得到瞬时抗滑指标，可以体现出宏观纹理，但是只能反映表面摩擦，不能深入到薄层内部磨耗衰减机理，而且对于薄层微观纹理的变化非常敏感，数据离散性大，误差由测试深度和薄层实际磨耗深度不一致造成。长期服役跟踪测试采用长期数据回归拟合衰减规律，最接近真实的服役环境，但是由于交通轴载、气候耦合的干扰，周期冗长，不能分离出单因素的影响，适用上限受到时效性的限制。综上所述，常规方法直接应用于公交道薄层评价有明显的局限性，必须结合薄层的物理特性对测试边界、误差来源进行严格的界定，为后面制定定制化试验方案提供理论基础。
第二章 公交道服役场景下耐磨沥青薄层磨耗测试与抗滑属性应用效果实证分析
2.1 面向公交道工况的室内磨耗模拟试验设计
2.1.1 重载反复磨耗加载参数匹配设置
重载反复磨耗加载参数匹配设置就是把公交道现场高频重载的实际服役特征准确地转化成室内磨耗模拟试验的加载条件，它的主要原理就是实现室内模拟荷载谱和现场实际荷载响应的等效。该设置对于保证试验结果的真实性以及评价指标的可靠性具有十分重要的意义。在具体的实现路径上，首先根据公交运营典型工况的调研，确定实测数据基准，即公交车辆典型轴载范围为60kN～120kN，日均通行频次为500～800车次，轮胎接地压强为0.7MPa～0.8MPa。根据上述，加载轮采用标准公交光面轮胎来模拟实际接触情况，接地压强设定为0.75MPa。高频往复特征采用单次加载作用时间为0.5秒，加载间隔周期缩小到1.5秒来模拟密集车流。另外，去掉常规沥青面层试验中通用的加载次数，总加载次数梯度严格按照不同服役年限的累计轴载作用次数来换算，分别设定为1万次、3万次、5万次。经过上述参数的定制化匹配之后，就可以很好地解决通用加载参数失真的问题，明显提高室内模拟加载和公交道现场实际荷载的吻合程度。
2.1.2 抗滑性能多维度指标动态采集方案
抗滑性能多维度指标动态采集方案，就是建立一个包含微观纹理、宏观纹理、摆式摩擦系数、横向力系数等各个方面的评价体系，用来克服单一摩擦系数指标不能很好地表征路面真实抗滑机理的不足。微观纹理、宏观纹理分别表示集料表面粗糙度、构造深度对轮胎变形、排水的影响，摆式摩擦系数、横向力系数分别反映低速、高速工况下的界面剪切抗力，多维度组合可以更好地解耦抗滑属性的演化机制。具体操作流程是在不同的磨耗周期节点依次进行采集，先使用激光纹理仪测定微观和宏观纹理，再用摆式摩擦仪测定摆值，最后用横向力系数测试车得到横向力数据。所用的仪器都要按照行业标准进行零点和标准块的校准。数据采样采取严格的重复采样校验规则，同一测点平行测定三次，偏差超限则追加采样至变异系数达到规定阈值为止，以保证所获得的抗滑属性动态演化数据具有全面性和可信度。
2.2 不同磨耗周期下薄层沥青抗滑属性的演化特征分析
根据室内模拟试验得到的全周期、多维度抗滑性能数据，按预定的磨耗周期梯度，逐一分析耐磨沥青薄层抗滑属性的动态变化特点，是科学地评价其服役效能的主要途径。抗滑属性演化特征就是薄层构造深度和摩擦系数随磨耗过程而逐渐减小的规律，其原因是公交道高频荷载和剪切作用造成表面微观和宏观构造的逐渐磨蚀。通过对测试数据进行逐级剖析，可以把抗滑性能的演化明确地分为快速衰减、平稳波动和劣化失效这三个典型阶段。快速衰减阶段，沥青膜快速磨除造成集料裸露，抗滑指标迅速下降；平稳波动阶段，集料之间嵌挤结构起主导作用，指标在允许的范围内小幅度波动；劣化失效阶段是由于集料本身磨耗破碎造成的，构造深度和摩擦系数达不到安全临界值。总结出各阶段指标变化的量化规律可知，薄层级配骨架密实度、集料类型的耐磨硬度对于各阶段的持续时间、变化幅度有明显影响，高硬度玄武岩、断级配可以减慢衰减速度。据此可以确定公交道高频磨耗下薄层抗滑性能的衰减阈值，从而给薄层实际使用寿命的预测提供重要的参考值，对于保障公交道运营安全具有重要的现实意义。
2.3 实体公交道试验段的抗滑应用效果校验与偏差修正
实体公交道服役场景中，耐磨沥青薄层抗滑应用效果校验和偏差修正的主要原理就是对室内加速磨耗试验和真实服役环境的性能演变进行量化分析，从而建立起科学的数据联系。第一步，选择实体公交道试验段，跟踪采集不同服役时长下现场实测的抗滑性能数据，即摆值和构造深度；第二步，将现场实测结果同室内模拟试验得到的演化规律相比较，量化出二者的数值偏差程度；然后分析偏差产生的环境温变、杂质附着、行车制动剪切等现实影响因素，在此基础上，提出室内试验结果的偏差修正系数和修正方法，得到符合实际工况的抗滑衰减预测模型。该修正过程对实际应用有重大意义，可以克服标准试验条件和复杂服役环境之间的差距，最终检验耐磨沥青薄层在公交道场景下实际抗滑应用效果，形成可以落地的抗滑性能评价修正方案，给工程长效服役提供准确的依据。
第三章 结论
本文系统地研究了耐磨沥青薄层在公交道铺装时的抗滑性以及磨耗试验的应用情况，得到如下主要结论。耐磨沥青薄层是一种高抗滑、高耐磨的路面功能层，主要是依靠高磨光值的骨料和改性沥青的强力粘结，在路面上形成宏观和微观交织的复合纹理，从而大大提高路面的摩擦系数，保证路面具有良好的抗滑耐久性[3]。经过室内磨耗试验和实体工程验证之后，确定了该技术的关键实现途径，即要准确控制沥青用量和骨料撒布量，在施工过程中严格按照表面处理、温控摊铺和及时胶轮碾压等工序进行操作，保证骨料的嵌入深度和结构稳定性[6][9]。从实际应用的重要性可以看出，该薄层既能在公交道频繁急刹、高渠化荷载作用下有效地抵抗磨光、磨损，又可以在薄厚度的情况下实现路面快速修复、延长使用寿命，为城市公共交通走廊路面抗滑改善和安全运营提供科学的依据以及实践途径[12][15][18][21]。
参考文献
[1]贺晓英, 申铁军. 基于固废利用理念的钢渣在路面工程的试验与应用[J]. 河南建材, 2025(9): 1-4.
[2]刘铁军. 抗滑薄层路面路用特性试验研究[J]. 合成材料老化与应用, 2019, 48(4): 6.
[3]高飞. 沥青路面抗滑薄层的实践应用[J]. 中华建设, 2020(23): 2.
[4]常鹏飞, 王月明, 颜硕. 薄层彩色防滑路面的应用技术[J]. 2020.
[5]陈灿, 段靖轩, 邹尚缙. 薄层多孔沥青路面抗滑性能研究[J]. 现代交通与冶金材料, 2023, 3(1): 2-8.
[6]刘永刚. 改性环氧树脂薄层路面施工技术[J]. 交通世界, 2019(14): 3.
[7]罗亚军, 金晓娟. 一种抗滑彩色薄层路面材料[P]. 2018.
[8]李楠. 改性环氧树脂薄层路面施工技术要点[J]. 电脑校园, 2024(3).
[9]范金河. 环氧树脂薄层路面铺装施工工艺研究[J]. 新疆交通运输科技, 2018(3): 3.
[10]梁晓烨. 隧道路面抗滑警示薄层技术研究[J]. 广东土木与建筑, 2018, 25(8): 3.
[11]蒋继伟. 常温拌和沥青混合料薄层路面技术研究[J]. 中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2022(12): 4.
[12]张冰清. 常温拌合沥青混合料薄层路面技术的应用[J]. 筑路机械与施工机械化, 2018, 35(2): 5.
[13]Li, Wei, Han, Sen, Huang, Qibo. Performance of Noise Reduction and Skid Resistance of Durable Granular Ultra-Thin Layer Asphalt Pavement[J]. Materials, 2020, 13(19): 4260.
[14]Guan, Hong Xin, Liu, Jing, Zhang, Qi Sen. Anti-Skid Thin Layer on Asphalt Pavement of Super Long Downgrades[J]. Applied Mechanics and Materials, 2011, 97-98: 611-615.
[15]Yu, Jiangmiao, Yang, Nikun, Chen, Fuda. Design of Cold-Mixed High-Toughness Ultra-Thin Asphalt Layer towards Sustainable Pavement Construction[J]. Buildings, 2021, 11(12): 619.
[16]Granatyr, Krzysztof, Bołtryk, Michał, Kalinowska-Wichrowska, Katarzyna. Laboratory Performance of Heat-Assisted Fly Ash-Based Geopolymer Concrete as a Potential Thin Protective Layer for Asphalt Pavements[J]. Materials, 2026, 19(15): 3170.
[17]Yang, Yan Hai, Liu, Zhuo, Gao, Jing Xiong. Bonding Characteristics Analysis of Ultra-Thin Overlay of Asphalt Pavement Layer[J]. Applied Mechanics and Materials, 2012, 178-181: 1245-1249.
[18]Lane, Lerose, Hicks, R. Gary, Cheng, DingXin. Manual for Thin Asphalt Overlays[J]. 2020.
[19]Onishchenko Arthur, Zelenovsky Vladimir. DETERMINATION OF THE COMPOSITION OF ASPHALT CONCRETE MIXTURES BASED ON EPOXY COMPONENTS FOR THEIR APPLICATION AS THIN-LAYER COATINGS OF ROAD BRIDGES[J]. World Science, 2023(3(81)).
[20]BERGIERS, Anneleen, DUERINCKX, Ben. Eight years of thin noise reducing asphalt layer monitoring in an urban environment[J]. INTER-NOISE and NOISE-CON Congress and Conference Proceedings, 2024, 270(7): 4401-4409.
[21]Hakim, Wahyu Aunur Rahman. Mixture Composition Analysis Of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) As Asphalt Concrete – Wiring Course (AC-WC) Layer Against Marshall Characteristic[J]. Journal of World Conference (JWC), 2019, 2(1).