鞋底常态磨损特征再现的研究
兰绍江
鞋印，是在犯罪现场上出现率较高的一种物证。通过对鞋印及嫌疑鞋子形态特征的检验和评断，可以确认到过现场的鞋子。这些物证及经检验作出的鉴定结论，在刑事诉讼中都是重要的间接证据。然而，有的犯罪分子作案后，将当时穿用的鞋子丢掉、毁坏，使侦查机关无从提取嫌疑鞋以供检验;有的故意破坏鞋底表面形态特征 (如:用烧、烙、挫、切、挖等办法)，使该鞋子完全失去检验条件;此外，有时因侦查工作延误时间过长，提取到的嫌疑鞋又经长时间穿用或修理，使鞋底原有形态特征面目皆非，给检验造成很大困难。因此，研究鞋底表面某些可以再现的特征，并通过再现这些特征的方法为证实犯罪、揭露犯罪人提供新的间接证据，是侦查实践急待解决的问题。而且，目前对这一课题的研究，无论在理论上还是在实践上都具有十分重要的价值。
鞋底表面可能再现的特征只能是反映人身固有特性的常态磨损特征。本文仅就鞋底常态磨损特征的同一认定价值及其再现的可能性进行一些初步探讨。
一、鞋底常态磨损特征的概念及其价值
目前，鞋印检验中所利用的形态特征，依其形成原因可分为三类:
1·在鞋底的生产加工过程中形成的固有特征。如:花纹的种类、布局，鞋底表面细小花纹的分布和特殊形态，制作中形成的气孔、注料痕，切边时形成的表面花纹的特定分布及流向等等。这类特征的特定性很强，可以做为同一认定的重要依据。但这类特征依附原来的特定鞋底而存在，一旦失去这双鞋子，则无法予以恢复。
2·在鞋子穿用、修理过程中由一些外在偶然性因素作用而形成的特征。如，割划痕、缺损、补丁、烧灼痕，鞋丁等的分布、位置、形态。这类特征的特定性极强，在同一认定中的利用价值最高。但这类特征均为若干偶然性因素随机组合作用的结果，再现形成这些特征的条件是不可能的，因此恢复再现这类特征亦不可能。
3·人在穿鞋行走运动中形成的鞋底磨损特征。磨损特征是人在行走运动时，鞋底同地面相互摩擦作用的结果，它在同一认定中同样具有重要意义。根据在天津市公安局查阅的159件鞋印鉴定统计，运用磨损特征进行同一认定的有92件，占57.9%，其中单纯以磨损特征作为同一认定依据的84件，磨损特征与其他特征结合运用的8件。
在鞋印检验实践中，又可将磨损特征依其在其他鞋底上重复出现的可能性和出现率的高低而分为两种，
(1)种类特征 (或称一般特征)。包括磨损的程度、部位和一般形状。
(2)特定特征 (或称细节特征)。包括:
特殊 (罕见)的磨损形态;
几处磨损特征之间的相互关系;
因磨损而形成鞋底花纹深浅的变化;
因磨损而形成鞋底花纹表面形态的变化;
磨损部位内残留鞋底花纹的分布和数量;
磨损部位周围边缘花纹的形状和分布;
磨损部位以外的鞋底花纹的数量和分布；
鞋底附属物 (如绊、带、帽)因磨损而形成的变形；
因磨损形成的孔洞、缺损的部位及形态。
上述特征中，有一种是因外在的偶然性机械力作用，如攀登、跄擦等特殊动作或鞋底某部位凹凸变形等原因形成的特殊磨损，这种磨损不是在人正常行走运动中所形成的，称之为"非常态磨损特征"。另一种是人在穿鞋正常行走运动中逐渐形成的鞋底磨损，称之为"常态磨损特征"。人在行走运动时，鞋底表面沿地面滑动或具有滑动的趋势，因而在与地面接触部位产生阻止相对滑动的摩擦力。在摩擦力的作用下(包括凹凸不平引起的啮合、分子间的吸引、电荷转移而引起的静电吸引)，鞋底表面物质颗粒逐渐脱落而形成磨损特征。
摩擦力的大小同正压力的大小成正比(F=KP)也就是说，鞋底常态磨损的分布同鞋底压力分布有直接关系。人在行走运动中影响鞋底压力分布的内在因素主要有以下两个方面：
1·脚掌的构造与形态
每个人的脚都由趾骨、跖骨、楔骨、舟状骨、距骨、骰骨、跟骨等二十六块骨构成支架，在其掌侧的深层、浅层有固定数目的肌肉和筋膜，表层被覆较厚的皮肤，共同构成脚掌侧的形态。每个人脚的构造虽然相同，但由于先天遗传和后天发育等各种因素的影响，各骨块及肌肉的个体形态产生差异，互相联结搭配也有个人特点，因而使各人脚掌侧 (包括趾、掌、弓、锺)各部分的表面形态呈现出许多差别。刑事技术部门在赤足印的检验中将人脚掌各部位形态分成若干种类，根据这些特征的综合评断可以进行人身同一认定。由于脚掌形态上的差别，使人在行走运动中脚掌作用于鞋底的压力分布图象各具特点，从而形成常态磨损特征的特定性。
2·行走运动规律
每个人行走运动都有自己的习惯特点，这些习惯特点的生理机制在于后天形成的大脑皮层动力定型。人体是一个有机的整体，它的各项运动都是在中枢神经系统复杂活动支配下的多环节运动。行走运动受各运动器官生理结构以及心理、训练、职业、年龄等许多因素的影响;这些内外界的各种刺激依一定顺序反复作用于大脑皮层，逐渐形成一套比较稳定的神经联系系统——行走运动的皮层动力定型。在动力定型支配下，人在行走运动中的各个器官依照一定的规律在时间和空间上互相协调，成为习惯性的自律运动。这一运动表现为步幅、步态、步频等方面的个人特征，使脚掌压力分布图象人各不同，进一步形成鞋底常态磨损特征的特定性。
为进一步认识和说明鞋底常态磨损特征人各不同的特性，我们在安徽省淮北市和江苏省徐州市采取了500人的鞋印进行分析。
采样对象:500人均系18——25岁的男性青年战士。其中淮北武装民警、消防民警200人，徐州83230、83233部队战士300人。
提取方法:每人穿自己的旧军用解放胶鞋，鞋底均匀涂以油墨，以步行方式从预先准备好的纸张上走过。同时捺印赤足印及拍照鞋底照片，以备参考。
经用我们设计的"方格矩分析编码法"，对上述500份鞋印的常态磨损分析结果表明，鞋底常态磨损具有人各不同的特征。根据磨损的部位、程度、范围、形状、互相搭配以及磨损的细节特征，可以对不同鞋的穿用人进行是否同一的检验。
利用常态磨损特征进行鞋子的同一认定，在实践中比较常见;运用常态磨损特征对两双鞋子的穿用人进行同一认定也有案例记载。如:1980年5月9日，甘肃省民勤县某公社XXX被杀案，在距现场104米处提取作案人抛弃的染有被害人血迹的旧布底鞋一双，后又在嫌疑人桑XX家中提取其平时穿用的旧布底鞋一双。经公安部126研究所痕迹室对两双鞋底常态磨损特征的部位、形状、大小及相互搭配关系等进行检验，确认两双鞋为同一人穿用。桑犯被逮捕后，供认了杀人及抛鞋的全部犯罪事实。
二、鞋底常态磨损特征再现的基础与方法
鞋底常态磨损特征的形成主要在于人身固有的脚掌形态和行走动作习惯，这些均为人身所固有的特性，并非鞋底本身的特性，也非外在机械力的特性。以上两种形成常态磨损特征的人身特性均具有相对稳定性。脚掌的表面形态以脚的骨骼、肌肉、韧带构造的稳定性为基础，除了生长发育、损伤等因素影响外，在一定时期内不会发生明显变化。人的行走运动动力定型的本质就是一系列固定联系的条件反射，这个动力定型一经形成，人在行走时，条件反射就会按固定联系依次再现，从而减轻皮质细胞的工作负担，这是大脑皮层的一种保护性本能。除非运动器官损伤、严重疾病或长时间训练，这个动力定型在一定年龄阶段内是不会有显著改变的。因此，每个人穿鞋所形成的鞋底常态磨损特征具备相对稳定性。也就是说，同一个人即使换穿了鞋，只要鞋子种类相同，穿用条件相似，所形成的常态磨损特征应当是相同的。因此有可能通过模拟实验的方法使常态磨损特征在另外的承受鞋底上再现。
在实验中，除了将常态磨损特征的特定性和相对稳定性做为理论依据外，还须考虑它在承受体上的反映性问题，也就是要考虑鞋底表面花纹结构和材料性质对磨损特征的影响。因此，在进行模拟实验时，应选用与原鞋的种类、型号、花纹结构一致 (或极为近似)的实验鞋。
此外，用普通的鞋子进行模拟实验，需数月、甚至数年之久，这样就丧失了模拟实验的实用价值。因此必须制作软质模拟鞋底，附着在选定的实验鞋底上，以便在很短的时间内再现穿用人的常态磨损特征。
1、模拟鞋底材料的选择:
模拟鞋底需要在柔韧、弹性、细腻、稳定等方面同真正的鞋底近似，同时其耐磨强度又很低。经多次实验证明，用乳剂型聚氯乙烯增塑糊较理想。聚氯乙烯 (PVC)树酯是一种价格便宜、性质稳定的高分子聚合物，加人高沸点的有机物——增塑剂可使之变得柔软而有弹性，增塑剂加得越多，塑料成品越柔韧。根据需要加人适量的填料 (如石膏粉或炭酸钙)，既可以降低成本，又可降低其耐磨强度。PVC树酯同增塑剂的相溶性取决于二者之间的溶解度参数，溶解度参数越接近，相溶性越好。因此我们选用邻苯二甲酸二丁酯做为增塑剂 (PVC溶解度参数9·5，DBP——邻苯二甲酸二丁酯溶解度参数9·4)。聚氯乙烯属于热塑性塑料，需要一定的温度固化成型。增塑糊在800C时开始胶凝，温度继续上开，塑化开始，随着温度的升高，物料渐渐发挥出其良好的物理性能，到160oC左右可以完全塑化，各种物理性能 (包括耐磨强度)达到最优。温度继续升高，PVC将会分解焦化。因此，必须适当控制温度，使其达到所需的性能。经多次实验证明，较理想的成型温度为12OoC左右。
2、制作模拟鞋底的方法:
(1)制作鞋底模型:根据实验鞋 (或现场鞋印)选择好种类、型号、花纹相同的鞋作为正模型;以备复制负模型。再准备一个木制长方形模型(或就地挖长方形土坑)，其长、宽、深度要适合于一个鞋模大小，内衬纸。将石膏液调好倒入木模型内，刮除气泡和杂质。在正模鞋底表面涂以油脂 (如DBP或食用油)作脱模剂，然后轻轻压人石膏液中，待鞋被石膏粘住后即可放手。凝固后，取下鞋子，将制成的鞋底负模型晾干备用。
(2)准备原料:
底料配制: 乳剂型PVC粉末 100克
石膏粉 (硫酸钙) 50克
DBP lO0毫升
以上材料充分混合搅拌成糊。
衬料配制: PVC lO0克
DBP lO0毫升