在荷载和环境的综合作用下路面使用性能会发生衰减，需要及时加以维修养护以保障路面的服务品质，其中路表抗滑性能的恢复是维修养护的重中之重。路面抗滑性能是影响行车安全的关键因素。在车轮反复制动作用下，路面构造深度减小，摩擦系数降低，抗滑性能随之衰减;当抗滑性能不能保证车辆刹车制动距离时会诱发各种交通事故中国沥青网sinoasphalt.com。针对路面抗滑修复问题，国内学者进行了大量研究与实践，开发了精铣刨加铺、超薄罩面、微表处等技术。长安大学陈辉强等研究了隧道进出口、长大纵坡等特殊路段路面的抗滑性能，提出了薄层铺装材料不同组分的技术标准，认为薄层抗滑铺装不仅路用性能好，而且还具有优良的抗滑性能，适用于特殊路段路面的抗滑性能修复。武汉理工大学胡曙光等针对山区长大纵坡路面抗滑性能差的问题，研究了镶嵌式冷铺抗滑磨耗层材料的级配以及胶浆掺量对其力学性能及路用性能的影响，认为当胶浆掺量为14%时材料各项性能俱佳，适合作为山区长大纵坡抗滑磨耗层材料使用。华南理工大学苏卫国等研究了雾封层对抗滑性能的修复效果，指出路面的抗滑性能跟雾封层的洒布量及洒布遍数有关，雾封层能为路面提供临时的构造深度，保证路面的抗滑效果。但现阶段抗滑性能的修复措施存在很多弊端，比如沥青材料需要高温施工;环氧材料抗紫外老化能力差;喷涂抗滑薄层技术因粘结料对旧路的渗透深度不高，导致抗滑层与旧路面粘结性不足，耐久性较差，且由于材料形成强度需要时间，使得占道施工时间长，加剧了施工期间的交通拥堵。

鉴于此，笔者针对公路路面抗滑功能修复问题，提出在水性环氧和水性聚氨酯材料的基础上对粘结材料进行复合改性，通过验证其抗滑性能、粘结性能、耐磨耗性能及抗老化性能，研发了一种毫米级水性高分子彩色抗滑材料Puas，其需配合0.05~0.2mm(40~80目)的金刚砂或石英砂使用。目前常用的薄层罩面厚度在1~2cm，而Puas因为不存在起皮和脱落问题，其抗滑表层铺装厚度通常介于1~2mm，相当于常用薄层罩面厚度的1/10左右。彩色超薄抗滑新材料Puas主要由无溶剂的单组份聚氨酯胶凝材料(PDJJ)和彩砂骨料(PSG)按照一定的配合比组成，其施工迅速，抗滑性能好，适用于恢复路面的抗滑性能。

Puas原材料

单组份聚氨酯胶凝材料

本文试验所用试件采用PDJJ作为粘结材料。PDJJ的分子链末端为-NCO基团，常温为淡黄色透明液体，使用前无需搅拌，开盖即用。PDJJ的固化无需额外添加固化剂组分，它是通过与空气中的水发生化学反应而逐步固化，且其整个固化过程在常温下完成，无需加热，且操作方便，节能环保。

彩色骨砂

本文试验所用试件采用石英砂和金刚砂天然骨料。PSG粒径为40~80目，其由天然矿石经破碎、研磨、筛选等工序加工而成，具有不变色、无毒、无味、环保、抗腐蚀、耐酸碱等特点。PSG色彩丰富，可将路面做成各种颜色、LOGO及图案，可塑性强，表面磨损后也不会褪色或变色。

试验方案

试件制作

以室内成型20cm×20cm正方形试件为例，简要说明试件的制备过程。试件制作过程如下:1)骨料选取金刚砂，底基层选取2mm厚钢板;2)试验前将钢板加工成20cm×20cm的正方形;3)将正方形钢板进行表面除锈处理，然后将相应剂量的PDJJ均匀涂刷在钢板表面;4)将相应用量的金刚砂均匀撒布在胶凝剂表面;5)待PDJJ胶凝剂稍微固化后，扫除表面少许未粘结的金刚砂并回收利用;6)自然固化成型。Puas主要利用PDJJ将原路面与骨料牢牢粘结在一起，最终通过骨料堆积形成凹凸不平面来起到摩擦抗滑作用。

路用性能

主要设计了以下几个方面的试验:1)通过拉拔试验研究PDJJ的粘结性能，基层材料依次为钢板、沥青混合料、水泥混凝土，考察PDJJ是否具备作为抗滑表层胶凝材料的性能;2)研究不同PDJJ用量对Puas路用性能的影响;3)测试不同种类骨料(石英砂与金刚砂)、不同PDJJ用量下Puas的抗滑性能与耐磨性能，初步得出最佳配合比范围;4)研究外掺剂用量对Puas固化时间的影响;5)进一步测定不同配合比条件下试件的抗滑、耐磨耗和抗老化性能，得出Puas的最佳配合比。每组进行3个平行试验，取平均值作为最终结果。

粘结性能

根据交通运输部发布的《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》附录E中粘结强度试验方法对PDJJ的粘结性能进行测试。

抗滑性能

参照JTGE60—2008《公路路基路面现场测试规程》中的T0964－2008试验方法，用摆式摩擦仪测定不同配合比下彩色抗滑表层材料Puas的摆式摩擦系数。

耐磨耗性能

采用JTGE20—2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0719－2011车辙试验方法，将室内成型好的试件置于车辙试验机上碾压，并将车轮压强提高到1.4MPa，来回碾压50000次后终止试验，其他试验条件参照T0719－2011执行。耐磨耗性能通过对比车辙试验前后试件的摆式摩擦系数和磨耗损失量进行评价。

抗老化性能

采用疝灯耐气候老化箱来模拟Puas的光热老化情况。老化参数如下:120h连续光照，强度为600w/m2，湿度控制在50%，温度控制在100℃。为了准确探明Puas老化后强度的变化规律，试验时设置了老化组和对照组试件，对照组试件除被置于室内外，其他所有条件与老化组试件保持一致。试验后测定老化组试件的粘结强度、摩擦系数及磨耗损失量。

试验结果与分析

PDJJ粘结强度

室内成型20cm×20cm正方形试件，底基层材料分别为钢板、沥青混合料、水泥混凝土，PSG采用金刚砂，铺装层厚度1.5mm，测定不同PDJJ用量下试件的粘结强度。

可以看出，PDJJ对钢板、沥青混凝土和水泥混凝土这3种底基层材料都具有较好的粘结能力，粘结强度基本维持在4~6MPa，完全具备用于抗滑表层试件制作的能力;基于PDJJ的彩色抗滑表层既可适用于沥青混凝土路面也可适用于水泥混凝土路面的维修养护;PDJJ对钢板的粘结能力最强，其次是水泥混凝土，表明PDJJ还具备用于钢桥面防水粘结层的应用开发潜能。

抗滑性能

室内成型20cm×20cm正方形试件，测定不同PDJJ用量下Puas的抗滑性能，基层材料同样考虑钢板、沥青混凝土和水泥混凝土，铺装层厚度1.5mm。采用摆式摩擦系数来评定Puas抗滑性能。

抗滑性能试验数据可知，Puas试件的抗滑性能与底基层材料无关，在PDJJ用量范围内，Puas试件的摆式摩擦系数基本维持在50~70，抗滑性能好;PDJJ用量在5%左右时获得最佳抗滑性能，即Puas的抗滑性能存在最佳PDJJ用量。

耐磨耗性能

以钢板作为底基层材料，室内成型20cm×20cm正方形试件，PSG采用金刚砂，铺装层厚度1.5mm，测定不同PDJJ用量下Puas试件的耐磨耗性能，且试验后测定试件磨耗损失量和摆式摩擦系数评价。

耐磨耗性能试验结果可知，Puas耐磨耗性能较好，试验后试件的磨耗损失量仅为3%~5%，摆式摩擦系数基本不变;随着PDJJ用量的增加，Puas试件的磨耗损失量逐渐减小，主要是因为PDJJ用量越大，集料表面裹覆的胶粘剂越多，混合料粘结就越牢固，故从经济性考虑，PDJJ耐磨耗性能最优时的最佳用量应维持在5%左右。

抗老化性能

以钢板作为底基层材料，室内成型20cm×20cm正方形试件，PSG采用金刚砂，铺装层厚度1.5mm，测定不同PDJJ用量下Puas试件的抗老化性能。试验后测定老化试件的粘结强度和磨耗损失量。

抗老化性能试验结果可知，Puas试件老化后粘结强度有所下降，磨耗损失量稍有增加，强度减小量为5%~7%，磨耗损失增加量介于3%~7%，但总体变化幅度并不明显;在氙灯老化条件综合作用下，Puas的胶粘剂会发生老化降解，致使聚合物中的分子键断裂，从而导致Puas的物理力学性能稍有下降。

骨料种类对Puas路用性能的影响

室内成型20cm×20cm正方形试件，底基层采用钢板材料，铺装层厚度1.5mm，测定5%PDJJ用量下不同种类骨料(金刚砂和石英砂)Puas试件的粘结性能、抗滑性能和耐磨耗性能。

试验数据可知，相同PDJJ用量下，采用金刚砂拌制的Puas与采用石英砂拌制的Puas其粘结强度和摩擦系数基本相当，无明显差异。但采用金刚砂的Puas其耐磨耗性能优于采用石英砂的，试验后试件的磨耗损失量为3.3%(采用石英砂时磨耗损失量为3.9)，摆式摩擦系数减小3%(采用石英砂时摆式摩擦系数减小8%)。主要是因为金刚砂的莫式硬度高于石英砂，骨料本身的耐磨耗性能就好，在PDJJ耐磨耗性能相同的条件下，采用金刚砂拌制的Puas试件的耐磨耗性能就较强。因此，建议有条件时Puas所用的PSG最好选用金刚砂。

外掺剂对Puas性能的影响

室内成型20cm×20cm正方形试件，底基层采用钢板材料，PDJJ用量为5%，铺装层厚度1.5mm，测定不同外掺剂用量下试件的固化时间和粘结性能。

试验数据可知，混合料加入外掺剂后，Puas的固化时间明显缩短，但不会影响其粘结强度;不加入外掺剂时，Puas的固化时间最长，从施工到凝固需要83min，且随着外掺剂用量的增加，Puas固化时间逐渐缩短，当添加到约0.5%时其固化时间基本维持不变，约在25min。实体工程中，可根据施工条件与速度来调节Puas的固化时间，以满足工程需要。

铺装厚度对Puas抗滑性能的影响

室内成型20cm×20cm正方形试件，底基层采用钢板材料，PDJJ用量为5%，测定不同铺装层厚度下试件的抗滑性能。

试验数据可知，在Puas不同铺装厚度条件下，试件的抗滑性能有所波动，起初随着Puas铺装厚度的增加试件抗滑性能也增加明显，随后抗滑性能的变化趋于缓和，Puas铺装层厚度在1.5mm左右时试件获得了最佳抗滑性能。结合金刚砂粒径大小并综合考虑经济效益，笔者建议Puas的铺装厚度介于1~2mm。

根据上述试验结果，可以认为，若将Puas的总质量划分成100份，PDJJ的质量为3~6份，PSD骨料的质量为94~97份(选用金刚砂)，则配制的Puas铺装厚度介于1~2mm时具有良好的抗滑、耐磨、抗老化等路用性能;在特定场合，为了改善Puas的施工和易性，也可掺入调节固化时间的外掺剂，其用量为0.1~0.5份，以调节固化时间，满足工程实践的需要。

实体工程验证为了验证

Puas的实际路用性能，选择重庆市内环快速路某隧道对其抗滑性能进行修复。该隧道进出口原路面为水泥混凝土路面。由于交通量大，水泥路面表面磨光严重，实测摆式摩擦系数的平均值为38，无法满足相关规范要求。考虑到周边都是黑色沥青路面，因此在对路面抗滑性能进行恢复时，为了保证路面色彩的一致性，选择了黑色金刚砂作为骨料。采用人工配合小型喷洒设备实施喷洒作业，实施面积60m2，铺装厚度1.5mm。采用Puas进行处治后，实测路面摆式摩擦系数的平均值为68。目前，该路段已通车近半年，表面无开裂和剥落，效果良好。

结论

本文介绍采用单组份聚氨酯胶粘剂(PDJJ)和彩色骨砂(PSG)研发的一种毫米级彩色抗滑表层材料Puas，探索了PDJJ、PSG和外掺剂用量对Puas抗滑性能、粘结性能、耐磨耗性能及抗老化性能的影响规律，并选择某实际通车隧道进行了小规模实体工程验证，得到如下结论:

1) Puas材料可快速提升光滑路段路面抗滑性能，若将Puas总质量划分成100份，则PDJJ的质量为3~6份，PSD骨料的质量为94~97份;Puas抗滑材料的铺装厚度1~2mm;为了改善Puas的施工和易性，可掺入调节固化时间的外掺剂，其用量为0.1~0.5份。

2) 在规定的配合比和施工条件下，Puas的粘结性能、耐磨耗性能、抗老化性能、施工和易性能俱佳，并可增大光滑路段的构造深度和摩擦系数，显著提升路面的抗滑性能。

3) Puas所用彩色骨料PSG可选用40~80目石英砂或金刚砂，且金刚砂性能稍优于石英砂，建议有条件情况下最好选用金刚砂作为PSG。彩色骨料色彩丰富，可塑性强，可将抗滑表层做成任何图案或LOGO标志。

4)Puas施工便捷，可在25~45min内固化，2h即可开放交通。其不仅可显著提升路表抗滑性能，而且路用性能良好，市场前景广阔。