隧道水泥混凝土路面抗滑處治措施研究綜述

張忠明

摘 要：現(xiàn)存大量隧道采用水泥混凝土路面，但水泥混凝土路面隨著各種因素綜合作用下使隧道內(nèi)路面抗滑性能衰減嚴重，已影響到行駛安全。本文主要分析隧道水泥混凝土路面抗滑性能的原因，介紹常見的隧道路面抗滑處治措施。

關鍵詞：隧道;水泥混凝土路面;抗滑

1 概述

在公路早期建設或者低等級公路的隧道建設中路面結構存在大量采用水泥混凝土路面的情況，部分高速公路的中長隧道同樣的采用水泥混凝土路面。究其主要原因為隧道瀝青路面本身的特點：瀝青路面為黑色路面，反射率相對水泥混凝土路面低，相對不利于隧道照明;瀝青路面施工屬于高溫施工，在封閉環(huán)境中對施工人員的傷害較大;且瀝青具有可燃性，不利于隧道防火安全;隧道內(nèi)本身環(huán)境較差，空氣濕度較大，路面較為潮濕，影響瀝青混合料的耐久性。水泥混凝土路面相較瀝青路面在以上各方面均有較大優(yōu)勢。但隨著水泥混凝土路面長時間使用，其抗滑性能衰減較快，造成洞內(nèi)外2種路面的摩擦系數(shù)的較大差異。車輛駛入或者駛出隧道，由于路面抗滑性能發(fā)生較大差異，再加上隧道內(nèi)外光線的明亮變化，易造成隧道出入口的事故。

2 隧道水泥混凝土抗滑性能衰減的主要原因

隧道水泥混凝土路面抗滑性能衰減速度較快，主要原因如下：

（1）國內(nèi)大量隧道大量存在滲水現(xiàn)象，且隧道處于較為封閉環(huán)境，加上路面雨雪經(jīng)汽車輪胎被帶進隧道路面，尤其在隧道中段，與車輛廢氣、塵?；旌贤耆练e在路面上，形成一層較滑的薄膜層，從而使隧道中間段的摩擦系數(shù)降低。

（2）隧道路面本身處于一個相對封閉的環(huán)境內(nèi)，受陽光、雨水等因素影響較少，車輛行駛時產(chǎn)生的噪音或廢氣不易消散。雖不直接受降水的影響，但隧道內(nèi)來源于拱壁、地下水、車輛帶入的水源比較豐富且不易消干，使隧道內(nèi)的濕度較外部高，各種因素綜合作用使隧道內(nèi)的路面處于一個極為不利的環(huán)境中。

（3）重載車輛為降低輪轂溫度不斷灑水，輪跡帶潮濕橫向力系數(shù)急劇降低。

（4）隧道水泥混凝土路面表面浮漿較厚，產(chǎn)生這種情況的原因可能是在水泥混凝土路面施工過程中，過振將集料下沉，漿體提至表面。

（5）水泥混凝土路面的抗滑構造主要由路面的微觀構造和宏觀構造組成，微觀構造可以破除路表面的薄水膜，增加路面和輪胎間的干燥接觸點，并提供路面輪胎間的附著力。路面的宏觀構造可以提供路面排除積水的通道，并可造成輪胎變形來削減車輛運行時的能量，所以宏觀構造較發(fā)達，不但可以快速排除路表積水，更可以對車輛產(chǎn)生較大的阻抗功能。隧道路面運營多年年時間，路面僅做過日常養(yǎng)護，其路面微觀構造在長期作用下被破壞。宏觀構造被泥、砂、其他污染物填充，減弱了宏觀構造的抗滑作用，使得路面的整體抗滑性能下降。

3 隧道水泥混凝土路面抗性性能不足處治措施

水泥混凝土路面抗性性能不足主要的處治措施為復做抗滑構造和加鋪防滑罩面層。

3.1 復做抗滑構造

水泥混凝土路面復做防滑構造的主要工藝有硬刻槽、精銑刨、淺層銑刨、拋丸、噴砂打毛等。

（1）硬刻槽是采用刻槽機在舊水泥混凝土路面刻出如新建水泥混凝土路面的紋理，刻槽方法與新建基本一致。常用刻槽方式有橫向刻槽、縱向刻槽，槽走向、槽寬、槽深、槽間距對路面抗滑性能均有較大影響?？滩凵疃仍? mm～

4 mm，刻槽寬度3 mm～4 mm，槽的間距在12 mm～22 mm不等距，縱向刻槽路面橫向力系數(shù)要明顯高于橫向刻槽路面，縱向刻槽對防止車輛側滑效果顯著;橫向刻槽路面能夠有效進行縱向防滑，縮短制動距離。因此中長隧道下坡路段采用縱向刻槽。

刻槽所形成的構造紋理清晰，可以有效提升路面排水，對原路面影響較小，短時間解決抗滑性能不足的問題，緩解交通事故的發(fā)生。但隧道水泥混凝土路面刻槽法本身具有成本較高、施工效率低、施工環(huán)境較差的特點，且刻槽法本身僅對明顯提升路面宏觀構造，但不能恢復路面磨平的微觀構造，在使用一段時間后，燈光照射下路面呈現(xiàn)“鏡面化”特征。

（2）淺層銑刨、精銑刨可以快速恢復路面的構造紋理，與刻槽方式類似，短時間內(nèi)提升路面抗滑性能明顯，但其抗滑性能衰減也較為嚴重。而淺層銑刨對水泥混凝土面板擾動較大，加速水泥混凝土面板破壞。精銑刨為采用銑刨機對水泥混凝土表面浮漿情形進行深度5 mm～10 mm銑刨，對本身混凝土結構影響較小，但提升抗滑性能效果有限，實際應用中通常與加鋪瀝青路面結構層結合使用。

（3）拋丸、噴砂打毛均是采用高速噴射打擊水泥混凝土路面，去除路面浮漿，重構構造紋理，不破壞原有路面結構和平整度。實際使用中常常與加鋪層結合使用。

3.2 加鋪抗滑層

（1）復合式路面。水泥混凝土路面結構的基礎上加鋪一層或兩層瀝青混凝土結構，稱為復合式路面。采用這種復合式路面鋪裝結構，即將水泥混凝土鋪于隧道路面的底層，其上鋪筑密級配瀝青混凝土。對于輕交通量的道路，一般采取加鋪一層瀝青混凝土即可而中等或重交通量的道路上，采取加鋪兩層瀝青混凝土才能滿足要求。復合式路面對隧道凈空高度有較大影響，但其施工工藝成熟，各項性能穩(wěn)定。

但隨著隧道瀝青路面中溫拌劑和阻燃劑的推廣使用，隧道內(nèi)通風設施、消防設施的進一步完善，新建隧道中基本都采用瀝青混合料和水泥混凝土填組成的復合式路面結構。在隧道舊路改造中，白加黑或者白改黑仍是主要的改造方式。

（2）微表處加鋪。采用微表處恢復隧道水泥混凝土路面抗滑性的技術，通常加鋪1～2層微表處，加鋪厚度為1 cm

～2 cm。加鋪厚度較薄，對隧道本身凈空高度、隧道燈光照明影響較小。微表處罩面層可以有效提高路面的抗滑性能，成本較低，可以解決病害處治后接縫滲水問題，并且為常溫施工，改善隧道施工條件，開放交通時間較快。但是微表處本身存在噪音較大，行車舒適度較差的問題。微表處雖然施工較為簡單，但是對施工工藝和要求較高，且微表處罩面耐久性不及瀝青混合料罩面。

（3）薄層抗滑層加鋪。薄層抗滑層常見的瀝青混合料中的瀝青混合料超薄磨耗層、高分子聚合物薄層鋪裝。瀝青混合料超薄磨耗層常見的有Novaship超薄磨耗層、Utac磨耗層、Thus磨耗層、高韌瀝青磨耗層等。高分子磨耗層主要有采用環(huán)氧樹脂類的磨耗層、聚氨酯類的磨耗層。薄層抗滑層通常厚度在8 mm～20 mm，若結合精銑刨等工藝，對隧道本身凈空高度基本無影響。薄層抗滑層對瀝青路面抗滑性能提升明顯，且具有良好的耐久性，但與普通加鋪常規(guī)瀝青路面結構層和復做抗滑構造相比，成本較高，部分新材料抗滑改善效果的耐久性有待進一步驗證。

4 結論

隧道水泥混凝土路面因其所處復雜的環(huán)境，造成水泥混凝土路面抗滑性能衰減較快。可以通過重構抗滑構造如刻槽、精銑刨、淺層銑刨、噴砂打毛提高抗滑性能，該工藝工藝較為成熟，一定時間解決抗滑性能不足的問題，緩解交通事故的發(fā)生，但使用壽命有限，不能徹底解決抗滑性能不足的問。通過加鋪常規(guī)瀝青混合料、微表處、薄層抗滑層等材料，基本上可以非常有效的提高路面抗滑性能，提高隧道行車安全性和舒適度，但各種工藝成本相差較大，需根據(jù)隧道本身情況、投資預算合理選擇隧道抗滑處治方式。

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