近日，重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程研究中心在国际期刊《Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition)》网络首发题为“Multiscale mechanisms of aggregate mineral composition and micro-topography on skid resistance of asphalt mixtures”的研究论文。该论文由彭毅副教授（一作）、硕士研究生任征宇（二作）、诸松祥（通讯作者）以及多位研究人员共同完成。
研究背景
沥青路面的抗滑性能是影响道路安全的关键因素之一，但交通荷载作用下沥青路面路表抗滑性能渐进劣化的机制尚未被充分揭示，尤其是集料矿物组成、微观形貌、沥青剥落与摩擦演化之间的耦合作用尚不清晰。传统评价指标如磨耗值（AV）和磨光值（PSV）难以全面反映沥青混合料的长期抗滑演化。石英细砂岩具有高抗压强度、耐磨性和资源可用性，有望成为高抗滑路面的替代集料，但其抗滑性能受“微观矿物组成—宏观剥落耐久性”多尺度机制控制，亟须建立跨尺度评价框架。
研究方法
本研究建立了“矿物组成—微观纹理—沥青剥落—抗滑性能”多尺度分析框架。以SBS改性沥青、石灰岩矿粉和木质素纤维制备SMA-13沥青混合料，其中粗集料分别选用石英细砂岩、花岗岩和玄武岩，细集料统一采用石灰岩机制砂。在测试方面，采用XRF测定集料主要氧化物含量，采用SEM观察集料微观结构，采用LS-40三维激光扫描仪与MountainsMap®提取集料表面形貌特征值（算术平均高度Sa）；通过洛杉矶磨耗试验和抛光试验获取集料的AV和PSV；采用小型加速加载磨耗试验（SALA）分别在1 kN和1.6 kN两种荷载下开展60000次设备加载循环（等效于240000次轮胎加载），并在加载过程中定期测定摆式摩擦值（BPN）和平均构造深度（MTD）；采用荧光示踪方法与MATLAB进行沥青剥落图像处理与沥青剥落率定量计算。
图1材料选择与测试
图2混合料技术指标与级配
图3基于SALA的混合料加速磨耗试验
图4混合料表面沥青磨损荧光示踪
主要发现
（1）矿物组成与抗滑性能的关联性强于传统指标
集料矿物组成，特别是Al₂O₃和SiO₂含量，与沥青混合料抗滑性能的关联度强于传统磨耗值（AV）和磨光值（PSV）指标。富含Al₂O₃的石英细砂岩沥青混合料表现出优异的抗滑性能。集料选材应优先考虑其内在的矿物学特征。
（2）沥青剥落率与BPN的相关性大于MTD
在加速磨耗条件下，摆值（BPN）与沥青剥落的相关性强于摆值与平均构造深度（MTD）的相关性。这表明沥青混合料的抗滑衰减不仅与其宏观构造相关，更与胎路接触面的沥青与集料耦合磨耗相关。
（3）重荷载加速了沥青剥落和抗滑衰减
当荷载由1 kN增至1.6 kN时，石英细砂岩沥青混合料的沥青剥落率由13.33%显著增长至23.12%。这表明更高的荷载水平会加速沥青膜的损失，并加剧路表抗滑性能衰减。
（4）集料微观构造显著影响着路面抗滑性能
集料表面粗糙度参数Sa与沥青混合料的BPN值具有较强的相关性，Pearson相关系数超过0.92。电镜扫描（SEM）发现石英细砂岩具有石英颗粒凸出的碎屑状表面，玄武岩则具有致密的晶体结构，这两类微观结构均有助于形成良好的路面抗滑性能。
结论与意义
本研究揭示了集料矿物组成与微观形貌对沥青混合料抗滑性能的多尺度影响机制，提出了融合荧光示踪沥青剥落量化与室内加速磨耗的多尺度评价框架。研究建议，在抗滑路面集料选择中应优先关注Al₂O₃和SiO₂的含量，而非仅依赖磨耗值和磨光值等传统指标。该成果为石英细砂岩等非传统料源在高抗滑、耐久沥青路面中的可持续利用提供了理论依据，也为沥青路面安全性能维持与提升提供了新思路。
引用格式
Yi Peng, Zhengyu Ren, Xuanliang He, Jinke Miao, Qilan Zeng, Lingyun Kong, Songxiang Zhu, Minggang Liu, Jinyan Si, Hui Wang. Multiscale mechanisms of aggregate mineral composition and micro-topography on skid resistance of asphalt mixtures[J/OL]. Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition).https://link.cnki.net/urlid/61.1494.U.20260920.1524.004
期刊介绍
《Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition)》（简称JTTE，交通运输工程学报（英文版），2025年影响因子7.9，5年平均影响因子9.6，中国科学院工程技术大类二区），是由KEAI出版的旗舰学术期刊，创刊于2014年，是国内交通运输工程领域最具权威性和代表性的交通运输工程交叉领域国际顶级期刊之一，入选中国科技期刊卓越行动计划领军期刊类目录。
作者简介
第一作者｜彭毅
副教授，博/硕导，中国公路学会会员，重庆市科技局入库专家，《Intelligent Transportation Infrastructure》《长安大学学报（自然科学版）》《交通科学与工程学报》《公路工程》等期刊青年编委，长期从事道路工程智能建养研究工作。聚焦路面病害智能检测与养护、路面湿滑智能预警与防控关键科学问题，主持多项国家省部级科研项目。一作/通讯发表SCI/EI论文30余篇，出版学术专著1部，授权发明专利7项、实用新型及软件著作权多项。获2025年中国公路建设行业协会科技进步奖一等奖，2024年交通运输协会科技进步奖一等奖。指导学生获第二十届全国大学生交通运输科技大赛总决赛一等奖、2024年全国高校商业精英挑战赛创新创业竞赛总决赛一等奖、第十五届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛重庆赛区特等奖、挑战杯“大学生创新训练项目”国家级立项；1门课程获评重庆市一流本科课程以及重庆市高校一流本科课程示范案例。中国公路学报，交通运输工程学报，Construction and Building Materials,IEEE Sensors,ENGINEERING Structure and Civil Engineering,Results in Engineering,Road Materials and Pavement Design, International journal of pavement engineering,Surfaces and Interfaces,Journal of Transportation Engineering, Part B: Pavements,Journal of Testing and Evaluation,Scientific Reports,Intelligent Transportation Infrastructure等期刊审稿人。邮箱：dawsonyp@cqjtu.edu.cn.
第二作者｜任征宇
任征宇，重庆交通大学交通运输2023级硕士，主要研究方向包括路面材料微观形貌表征、沥青与集料界面粘附、沥青路面抗滑性能劣化机制及沥青路面湿滑智能监测。参与国家自然科学基金青年项目等多项横纵向科研项目。以次要贡献者在Energy,Construction and Building Materials、交通运输工程学报等期刊发表论文多篇；以第一发明人获授权国内、国际发明专利各1项。邮箱：rzy@mails.cqjtu.edu.cn.
通讯作者｜诸松祥
诸松祥，重庆交通大学交通运输工程专业2023级博士研究生。科研创新方面表现突出，博士期间已发表SCI期刊论文13篇，曾获重庆市研究生科创项目市级立项，并荣获2025年国际华人基础设施工作者协会（IACIP）“杰出研究生奖”。作为项目骨干参与多项国家级课题研究，展现出优秀的学术能力与发展潜力。此外，成功入选中国科协青年科技人才培育工程博士生专项计划候选人。邮箱：zhusongxiang@mails.cqjtu.edu.cn.
共同作者
本文作者包括Yi Peng（彭毅）， Zhengyu Ren（任征宇）， Xuanliang He（何轩亮），Jinke Miao（缪津科）， Qilan Zeng（曾启岚）， Lingyun Kong（孔令云），Songxiang Zhu（诸松祥）， Minggang Liu（刘明刚）， Jinyan Si（司金艳），Hui Wang（王慧）