„Хлъзгаво, когато е сухо?“ – Ниско триене (съпротивление на хлъзгане) при сухи условия и повърхности на пътната настилка, богати на свързващи вещества

Въведение

Пътните инженери смятат, че мокрите, а не сухите пътни настилки предлагат най-ниските нива на триене (съпротивление на хлъзгане/приплъзване). Това убеждение се основава на дългогодишно изучаване на фрикционалните характеристики при влажни условия на настилки като горещо валцуван асфалт с чакъл (HRA), които имат „положителна“ макротекстура и сравнително тънко (ако изобщо има) битумно покритие върху вградените в тях агрегатни частици (виж Фигура 1 по-долу за идеализиран пример на типична положителна макротекстура).

В ръководство за проектиране на пътища и мостове на Агенция за пътища на Обединеното кралство (Highways Agency, 2025) е посочено: „На практика се установява, че устойчивостта срещу приплъзване, измерена върху сухи пътни настилки в експлоатация, обикновено е висока, но при същите настилки, когато са мокри или влажни, се получават по-ниски и попроменливи стойности. Поради тази причина измерванията на устойчивостта срещу приплъзване за целите на рутинен мониторинг на състоянието се извършват върху навлажнени пътни настилки.“ Въпреки това, последните иновации в пътното строителство доведоха до нарастващото използване на „отрицателна текстура“ (виж Фигура 1 по-горе за идеализиран пример на повърхност с отрицателна текстура). Битумните покрития на тези материали обикновено са по-дебели и може да притежават свойства, необходими за дългосрочна издръжливост, но потенциално не са идеални за бързото създаване на директен контакт между гумата и агрегата, който е необходим за постигане на оптимална устойчивост срещу приплъзване в началния експлоатационен период. Следователно, тези настилки с отрицателна текстура могат да проявят фрикционни характеристики, които поставят под съмнение широко разпространеното убеждение, че незамърсените битумни пътни настилки не могат да бъдат „хлъзгави, когато са сухи“. Настоящата статия не си поставя за цел да описва използването на измервателни уреди при изчисляване на динамиката на пътнотранспортни произшествия – това само по себе си би било тема за отделна статия. Също така не се стреми да представи в детайли вече проведените изследвания в тази област от други европейски учени – за тези, които желаят по-задълбочено разбиране на разглежданите тук въпроси, е предоставена справочна секция. Целта на тази статия е да информира пътните инженери за историята на феномена на ниското триене при сухи условия и за неговата скорошна връзка с новото поколение пътни настилки с отрицателна текстура и високо съдържание на свързващи вещества, които бързо се разпространяват по пътищата в световен мащаб.

Предистория

През 1944 г. Е. Зипкес (Zipkes, 1944) изказва хипотезата:  „При някои пътни настилки, точката на топене на свързващото вещество…  (битумния слой)… може да бъде достигната преди тази на каучука от грайфера на гумата, в който случай коефициентът на приплъзване ще има различна стойност в сравнение със случая, когато първо се стопява каучукът.“

Това може би е било първото предположение, че битумно покритие може директно да допринесе за общите асфалтови характеристики на пътната настилка.  Работата на Зипкес по-късно е обобщена в по-достъпна британска публикация (DSIR, 1963). Фигура 2 по-долу изобразява тази теория.