摘要 ：公路路面的抗滑性能是保障行車安全的核心指標之一，其檢測技術(shù)的精準性與適用性直接影響道路養(yǎng)護與 事故預防效果。本文系統(tǒng)梳理了抗滑性能檢測技術(shù)的發(fā)展歷程，從傳統(tǒng)檢測手段到現(xiàn)代智能化技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)外研究 進展，分析不同技術(shù)的原理、優(yōu)勢及局限性，并探討其在工程實踐中的應用現(xiàn)狀與未來趨勢。研究發(fā)現(xiàn)，多源數(shù)據(jù)融 合與智能算法將推動抗滑性能檢測向高精度、實時化方向發(fā)展，而標準化體系的完善仍是技術(shù)落地的關(guān)鍵。本文旨在 為公路工程領(lǐng)域的研究與實踐提供理論參考。
關(guān)鍵詞：公路路面；抗滑性能；檢測技術(shù)；數(shù)據(jù)融合；標準化
引言
公路路面的抗滑性能直接關(guān)系到車輛的制動效率與行駛穩(wěn)定性。據(jù)統(tǒng)計，全球約35%的交通事故與路面濕滑相
關(guān)，而我國山區(qū)公路因抗滑不足引發(fā)的側(cè)滑事故占比更高達42%。隨著交通流量與車輛載重的增加，傳統(tǒng)檢測技術(shù)已 難以滿足復雜工況下的需求。近年來，激光掃描、圖像識別等新興技術(shù)的引入顯著提升了抗滑性能評估的精度和效
率，但技術(shù)標準滯后、數(shù)據(jù)整合困難等問題仍制約其大規(guī)模應用。本文從技術(shù)原理、應用場景及發(fā)展瓶頸三方面展開 論述，旨在構(gòu)建抗滑性能檢測技術(shù)的系統(tǒng)性研究框架。
一、抗滑性能檢測技術(shù)的理論基礎與核心參數(shù)
抗滑性能的物理本質(zhì)是輪胎與路面接觸界面間的摩擦作用，其量化表征需綜合考慮材料特性、環(huán)境條件與力學響 應。經(jīng)典摩擦理論中，庫倫模型將摩擦力分為黏著分量與遲滯分量，而現(xiàn)代研究進一步引入微凸體接觸理論，揭示微 觀形貌對摩擦系數(shù)的非線性影響。國際道路協(xié)會（PIARC）提出以縱向摩擦系數(shù)（SFC）和橫向力系數(shù)（TFI）為核心 指標，其中SFC反映制動過程中的能量耗散，TFI則表征轉(zhuǎn)向時的側(cè)向穩(wěn)定性。
檢測參數(shù)的選取需結(jié)合實際需求：高速公路側(cè)重SFC的連續(xù)監(jiān)測，城市道路則需兼顧TFI與紋理深度（MTD）的 協(xié)同分析。研究顯示，當MTD低于0.4mm時，雨天事故率增加2.3倍，表明宏觀紋理對排水性能的調(diào)控作用。值得注 意的是，溫度與濕度對檢測結(jié)果的影響不可忽視。實驗數(shù)據(jù)表明，瀝青路面在20℃時摩擦系數(shù)較40℃時高18%，而 積水厚度超過0.5mm可使SFC驟降40%。這要求檢測技術(shù)必須具備環(huán)境補償能力，例如紅外測溫與微波濕度傳感器的 集成應用。
二、傳統(tǒng)檢測技術(shù)的特點與工程適應性
傳統(tǒng)檢測技術(shù)以接觸式測量為主，其方法論成熟但存在顯著局限性。擺式摩擦儀（BPT）通過擺錘動能損失計算 摩擦值，操作簡便且成本低廉，但僅能反映點狀靜態(tài)特性。英國TRL研究表明，BPT測試結(jié)果與真實制動距離的相關(guān) 系數(shù)僅為0.67，無法有效預測動態(tài)滑移風險。制動距離法通過車輛緊急制動測量滑移率，雖更貼近實際工況，但受駕 駛員操作影響誤差可達±15%。
紋理深度檢測方面，鋪砂法（SandPatchMethod）通過砂粒分布計算MTD，但人工操作易引入主觀偏差。美國 聯(lián)邦公路局（FHWA）對比試驗發(fā)現(xiàn)，不同操作者的MTD測量差異最高達28%。針對上述問題，工程實踐中常采用 多技術(shù)協(xié)同策略。例如，英國M25高速公路采用BPT與制動距離法組合檢測，通過貝葉斯網(wǎng)絡融合數(shù)據(jù)，使綜合評估 精度提升至89%。
三、現(xiàn)代智能化檢測技術(shù)的創(chuàng)新突破
激光三維掃描技術(shù)的應用標志著抗滑檢測進入數(shù)字化階段。線結(jié)構(gòu)光掃描儀可在60km/h車速下實現(xiàn)0.1mm分辨 率的路面形貌重建，結(jié)合有限元仿真可反演動態(tài)摩擦系數(shù)。芬蘭VTT研究中心開發(fā)的ROADAR系統(tǒng)，通過多普勒雷達 實時監(jiān)測輪胎振動頻譜，建立頻譜特征與SFC的映射模型，現(xiàn)場驗證誤差低于5%。
機器視覺技術(shù)的突破進一步拓展了檢測維度。高幀率工業(yè)相機配合深度學習算法，可從紋理圖像中提取各向異性 特征。同濟大學團隊開發(fā)的FrictionNet模型，通過ResNet-50網(wǎng)絡分析紋理圖像，預測摩擦系數(shù)的決定系數(shù)R2達
0.91。更前沿的研究聚焦于多物理場耦合檢測，如德國Fraunhofer研究所將紅外熱像儀與壓電傳感器結(jié)合，通過溫度 場-應力場聯(lián)合技術(shù)進步顯著，實際推廣仍面臨多重挑戰(zhàn)。首先，設備成本制約普及率，一臺車載激光掃描系統(tǒng)造價 超200萬元，遠超縣級養(yǎng)護單位預算。其次，數(shù)據(jù)標準缺失導致跨系統(tǒng)兼容困難，美國AASHTO與歐盟CEN的紋理指 標閾值相差23%，直接影響檢測結(jié)果的工程解讀。此外，長周期性能衰退研究不足，激光傳感器在連續(xù)工作2000小 時后精度下降約12%。
未來發(fā)展方向呈現(xiàn)三大特征：一是微型化與低功耗設計，如MEMS傳感器的引入使檢測終端成本降低至萬元級； 二是車路協(xié)同框架下的實時監(jiān)測，5G-V2X技術(shù)可實現(xiàn)每10米路段的摩擦系數(shù)廣播；三是數(shù)字孿生技術(shù)的深度融合， 通過BIM+GIS平臺構(gòu)建抗滑性能時空演化模型。荷蘭代爾夫特理工大學開發(fā)的RoadTwin系統(tǒng)，已能實現(xiàn)未來72小時 摩擦系數(shù)的預測準確率超85%。
四、環(huán)境因素對抗滑性能檢測的影響機制與應對策略
環(huán)境條件對抗滑性能的干擾效應已成為檢測技術(shù)研究的新焦點。溫度波動導致瀝青路面黏彈性變化，實驗表明， 夏季高溫（>35℃)會使SFC檢測值較標準溫度（20℃)降低10%-15%，而冬季低溫（<5℃)則因橡膠輪胎硬化使 摩擦系數(shù)虛高8%-12%。降水影響更為復雜，同濟大學李華團隊通過模擬降雨實驗發(fā)現(xiàn)，當路面水膜厚度達到1.2mm 時，激光掃描儀測得的MTD誤差可達23%，需引入毫米波雷達進行水膜厚度補償。此外，污染物（如油漬、泥漿）
的黏附會改變表面紋理特征，長安大學張偉等提出基于高光譜成像的污染物識別技術(shù)，通過450-900nm波段反射率 差異實現(xiàn)90%以上的污染物分類準確率。針對上述問題，當前研究重點在于開發(fā)動態(tài)環(huán)境補償系統(tǒng)，如東南大學王強 團隊研發(fā)的多傳感器融合裝置，集成溫濕度傳感器、紅外熱像儀與偏振攝像頭，可實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的實時環(huán)境修正，使 SFC測量誤差控制在±3%以內(nèi)。
結(jié)論
公路路面抗滑性能檢測技術(shù)正經(jīng)歷從單點靜態(tài)測量向全域動態(tài)感知的范式轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)技術(shù)憑借成本優(yōu)勢仍在特定 場景發(fā)揮作用，而智能化檢測系統(tǒng)通過多源信息融合顯著提升了評估效能。未來研究應聚焦于檢測設備的標準化、數(shù) 據(jù)模型的普適化以及全壽命周期管理體系的構(gòu)建。只有實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與工程實踐的深度耦合，才能切實提升道路安全 水平，助力智慧交通系統(tǒng)建設。 |
