提高長大隧道瀝青路面施工質(zhì)量的措施

李 軍

（中國十七冶集團(tuán)交通工程技術(shù)分公司，安徽 馬鞍山 243000）

1 背景

高速公路隧道內(nèi)的路面結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：一種是剛性路面，采用水泥混凝土路面；一種是柔性路面，采用熱拌瀝青混合料路面。水泥混凝土路面，可以有效保證隧道內(nèi)的照明，保證一定的行車安全，可是由于水泥混凝土路面也存在施工速度慢、容易起灰、快速行車不舒適、維修不方便等問題，隧道內(nèi)采用水泥混凝土路面施工的情況越來越少。而瀝青路面的施工相比水泥混凝土路面有著穩(wěn)定性高、施工便捷、施工完成后平整度較好、噪聲抑制好等優(yōu)點(diǎn)，因此在隧道路面建設(shè)過程中，瀝青混合料路面已經(jīng)成為一種趨勢。不過，隧道相對比較狹長，瀝青路面在施工時(shí)由于瀝青混合料本身的高溫、瀝青半燃燒揮發(fā)的濃煙，以及隧道本身通風(fēng)設(shè)施不完善、照明系統(tǒng)亮度不足、工人機(jī)械操作手疲勞等原因，很容易造成隧道內(nèi)瀝青路面質(zhì)量難于把控。文章主要針對以上等問題展開分析，并提出相應(yīng)的解決措施，以提高長大隧道內(nèi)瀝青混凝土路面質(zhì)量。

2 長大隧道瀝青路面質(zhì)量的影響因素

2.1 隧道基層

路面結(jié)構(gòu)中進(jìn)行承重的部分主要是基層，隧道基層的質(zhì)量對隧道內(nèi)瀝青路面的施工質(zhì)量也有著十分重要的影響。隧道內(nèi)基層通常采用剛性基層，主要是水泥混凝土基層。水泥混凝土基層的含水量、滲透力及清潔度都會對路面的整體質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，另外基層表面的平整度、粗糙度也是影響面層質(zhì)量的重要因素。

基層混凝土要有良好的平整度，以使中面層有良好的平整度基準(zhǔn)面，進(jìn)而保證隧道面層可以有良好的行車舒適環(huán)境?；鶎拥谋砻娲植诙瓤梢泽w現(xiàn)面層和基層的黏結(jié)效果，當(dāng)基層混凝土有良好的粗糙度時(shí)，可以保證混凝土基層和瀝青面層有很好的黏結(jié)性，形成一個(gè)整體，有利于施工碾壓和面層成型應(yīng)力的擴(kuò)散。若黏結(jié)度不好，瀝青面層可能會產(chǎn)生推移、車轍、波浪等病害。

2.2 瀝青混合料的級配

很多隧道由于內(nèi)部排水不暢導(dǎo)致隧道基層反滲水，這樣，瀝青路面在施工時(shí)基層表面長時(shí)間潮濕，瀝青混合料溫度驟降，瀝青面層和基層產(chǎn)生一道水膜，使基層與面層無法有效地黏結(jié)成一個(gè)整體。且由于基層表面存在水，受到瀝青高溫產(chǎn)生的蒸汽殘留在瀝青混合料中，使得瀝青混合料中形成連通孔隙，壓實(shí)不緊密，而且防滲水的系數(shù)也相對較低。瀝青路面受隧道混凝土基層反滲水的影響，使得路面出現(xiàn)早期剝落等病害。

2.3 瀝青混合料的溫度

普通的熱拌瀝青混合料的出場溫度在155～175℃，在施工的過程中瀝青混合料的溫度也在135℃之上。由于隧道相對比較狹長密閉，瀝青混合料散發(fā)的溫度通常會使隧道內(nèi)的溫度劇增，瀝青高溫產(chǎn)生的濃煙使隧道內(nèi)的施工環(huán)境變得嚴(yán)峻，影響技術(shù)人員、操作人員、工人等對質(zhì)量的把控能力。

2.4 通風(fēng)、照明等外在因素

通常，由于施工的連續(xù)性、快速性，在施工瀝青路面時(shí)，隧道中的一些基礎(chǔ)設(shè)施還未完善，機(jī)電設(shè)施還未安裝，又或者燈光的亮度比較暗，同時(shí)由于在鋪筑混合料時(shí)產(chǎn)生大量煙霧阻擋視線，這些都會對鋪設(shè)造成一定的影響并威脅施工人員的生命安全。而且由于通風(fēng)條件相對較差，在施工的過程中容易出現(xiàn)許多有害物質(zhì)，另外在汽車運(yùn)輸?shù)倪^程中也會出現(xiàn)許多尾氣，這些氣體和物質(zhì)在狹長的隧道中難以被排出，若不能及時(shí)處理，非常容易使工作人員將這些有害物質(zhì)吸入身體，出現(xiàn)中毒事故。

2.5 人的因素

人是保障質(zhì)量的前提，十分關(guān)鍵。在條件不好的情況下，也要保證每個(gè)人各司其職。在施工前，相關(guān)人員要接受技術(shù)及安全教育，檢查儀器、儀表的準(zhǔn)備情況；建立安全和應(yīng)急的保證體系，在隧道口建立一定的安全措施，只有保證人員的健康才可以保證瀝青的施工質(zhì)量。

2.6 其他施工工藝

3 解決措施

3.1 控制隧道基層的施工質(zhì)量

隧道施工前一定要做好隧道的防排水工作，將襯砌的水有效引排到盲溝滲井中，水泥混凝土基層的含水率要低于5%，防滲等級要滿足要求，建議在S8級及以上。同時(shí)，保證隧道混凝土基層的干凈整潔，在施工前要對隧道進(jìn)行清掃、清洗，用高壓水槍配合人工進(jìn)行，清掃、清洗完后及時(shí)封閉隧道。

在施工隧道混凝土基層時(shí)，要保證混凝土表面有良好的平整度和粗糙度。要求混凝土表面的平整度＜3mm/3m（用3m直尺進(jìn)行檢測），粗糙度＜1.67mm/m。當(dāng)混凝土表面的粗糙度不滿足要求時(shí)，要對混凝土表面進(jìn)行處理。通常采用拋丸機(jī)對水泥混凝土表面進(jìn)行噴砂打磨，拋丸機(jī)要有一定的防塵設(shè)施，拋丸人員要戴防塵口罩。拋丸結(jié)束后進(jìn)行驗(yàn)收，滿足要求后進(jìn)行黏層油的灑布。

3.2 選擇良好的混合料級配

經(jīng)調(diào)查，在高速公路交工檢測時(shí)，隧道內(nèi)有三項(xiàng)指標(biāo)和路基橋梁上的相差很大，分別是橫向抗滑力系數(shù)、滲水系數(shù)、壓實(shí)度，這三個(gè)指標(biāo)都與工程產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)。

橫向抗滑系數(shù)的大小決定著車輛在緊急狀況之下能否及時(shí)被控制，避免產(chǎn)生橫向傾覆。一般，新建隧道瀝青路面內(nèi)的橫向力抗滑系數(shù)平均為55，通車2年的在40左右，這些都相對較低。為了保證路面結(jié)構(gòu)有良好的抗滑移系數(shù)，要求瀝青混凝土路面的構(gòu)造深度良好，且施工時(shí)隧道內(nèi)的瀝青混凝土混合料級配穩(wěn)定?；旌狭系募壟涞姆€(wěn)定性很大程度取決于冷料的質(zhì)量和瀝青混凝土拌和站的生產(chǎn)。原材料進(jìn)場時(shí)要嚴(yán)格控制冷料的質(zhì)量，要求駐地實(shí)驗(yàn)室每10車或半天對不同規(guī)格的原材料進(jìn)行篩分檢測，對不合格的原材料進(jìn)行退場。瀝青拌和站每天施工完及時(shí)清理篩網(wǎng)上的石子，避免篩網(wǎng)上的石子堆積影響混合料的級配。瀝青連續(xù)施工時(shí)，定期更換篩網(wǎng)，以保證篩網(wǎng)的工作能力。拌和站生產(chǎn)時(shí)要嚴(yán)格按照施工配合比的數(shù)據(jù)進(jìn)行混合料的拌和，不得隨意更改粗細(xì)集料的比例。

隧道內(nèi)的瀝青路面滲水系數(shù)也不如路基上面層的滲水系數(shù)。影響路面滲水系數(shù)的原因有很多，在隧道面層施工時(shí)主要的影響因素有兩個(gè)，分別是瀝青混合料的質(zhì)量以及其壓實(shí)程度。在壓實(shí)工作完成之后，若瀝青路面空隙率＞8%，滲水系數(shù)就達(dá)不到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這樣瀝青路面很有可能會被基層反滲水影響，導(dǎo)致路面的使用壽命縮短。故在施工隧道瀝青路面時(shí)，需要較路基面層增加0.3%～0.5%的瀝青含量，且為了平衡構(gòu)造深度，一定要采用間斷級配的瀝青混合料，以保證瀝青面層壓實(shí)后有良好的空隙率。至于壓實(shí)度的控制，在施工的過程中，一定要按照施工方案來進(jìn)行相應(yīng)的工作，保證施工技術(shù)和施工工藝的正確性。

3.3 采用溫拌瀝青混合料、摻加阻燃劑

為了降低長大隧道瀝青施工溫度，減少濃煙的產(chǎn)生，建議長大隧道瀝青面層采用溫拌瀝青混合料。根據(jù)溫拌瀝青混合料面層壓實(shí)度、平整度、滲水系數(shù)、抗滑構(gòu)造等檢測結(jié)果表明，溫拌瀝青混合料按照熱拌瀝青混合料的生產(chǎn)及碾壓工藝、溫拌瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)均能夠達(dá)到規(guī)范對熱拌瀝青混合料的技術(shù)要求。

溫拌瀝青混合料是一種拌和溫度介于熱拌瀝青混合料和冷拌瀝青混合料之間，性能達(dá)到（或接近）熱拌瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的新型瀝青混合料。溫拌瀝青混合料目前大致有泡沫瀝青類、礦物添加劑類、有機(jī)物添加劑類、表面活性類四類。溫拌瀝青混合料相比熱拌瀝青混合料具有很多優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)約燃料費(fèi)?？梢越档驮牧系募訜釡囟龋瑥亩?jié)約燃料。（2）減少有毒氣體的排放和過程燃料消耗。熱拌瀝青混合料拌和需要較高的溫度，高溫使瀝青混合料中的瀝青會燃燒不充分而產(chǎn)生濃煙，溫拌瀝青由于溫度較低可以有效減少有害氣體的排放量。（3）延長施工季節(jié)。熱拌瀝青混合料面層在10℃以下嚴(yán)禁施工，溫拌瀝青可以在5℃左右的條件下施工，但要滿足“三快條件”。（4）瀝青老化程度減弱。研究表明，在瀝青混合料生產(chǎn)時(shí)，高溫拌和是導(dǎo)致瀝青的耐久性降低最主要的因素，拌和溫度低可以有效防止混合料中瀝青的老化，進(jìn)而提升路面的耐久性。

目前，我國長大隧道施工用溫拌瀝青混合料的情況還比較少見，而在美國和德國，溫拌瀝青混合料的施工非常多，已有一套成熟的研究生產(chǎn)和施工工藝流程。對于長大隧道的路面施工來說，溫拌瀝青混合料相比熱拌瀝青混合料更有優(yōu)勢。

一位朋友來信說，自己怎樣都做不好班主任工作。我好奇她到底是如何做的，便電話與之交流，發(fā)現(xiàn)她幾乎每一項(xiàng)措施都是轟轟烈烈地開始，然后又無聲無息地結(jié)束?！霸鯓幼觥薄岛粋€(gè)又一個(gè)日子的重復(fù)，暗含著困難挫折襲來之時(shí)的堅(jiān)持。

為了降低濃煙，在瀝青混合料生產(chǎn)時(shí)可以添加一定量的阻燃劑，這樣能夠避免瀝青出現(xiàn)空氣燃燒的問題，確保工作安全。阻燃機(jī)理如下：（1）通過加入阻燃劑的方式，可以分解和吸收一部分熱量，以此避免熱量的流動(dòng)，并使可燃物達(dá)不到燃點(diǎn)，減少空氣燃燒問題的出現(xiàn)。（2）阻燃劑受熱之后能夠產(chǎn)生不可燃燒物質(zhì)，這些不可燃物質(zhì)會大量接觸可燃物質(zhì)，或產(chǎn)生不可燃稠狀物質(zhì)并黏在可燃物質(zhì)之上，這樣可以阻隔氧氣與可燃物之間的接觸。

3.4 保證良好的通風(fēng)和照明

施工時(shí)，要先檢測風(fēng)向及風(fēng)速的具體情況，以此來設(shè)計(jì)瀝青攤鋪方案。注意，設(shè)計(jì)方案時(shí)一定要按照迎風(fēng)鋪設(shè)的方式來進(jìn)行，讓風(fēng)把鋪設(shè)的過程中出現(xiàn)的一些氣體和物質(zhì)吹往鋪設(shè)完成的地方，避免對工作人員的健康產(chǎn)生威脅。另外，在鋪設(shè)的過程中也需要檢測風(fēng)速及隧道的相關(guān)數(shù)據(jù)，并以此來設(shè)置開風(fēng)機(jī)。在該過程中最主要的兩個(gè)方面是風(fēng)速以及隧道長度，若自然風(fēng)速比8m/s大且隧道在4km以下，那么只需要設(shè)置兩個(gè)開風(fēng)機(jī)即可；若自然風(fēng)速比2m/s小且隧道長度在2.5km以上，那么需要設(shè)置4～5個(gè)開風(fēng)機(jī)。

隧道施工可采用混合式通風(fēng)方式，即在攤鋪機(jī)作業(yè)行進(jìn)方向前設(shè)置2臺大型軸流風(fēng)機(jī)，形成大扇面?zhèn)蕊L(fēng)，并在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)面后50m以上的位置固定2個(gè)射流風(fēng)機(jī)，使隧道中出現(xiàn)抽吸的方向。工人建立相應(yīng)的風(fēng)機(jī)機(jī)組并在有防護(hù)網(wǎng)的條件之下進(jìn)行相應(yīng)的工作，鋪設(shè)或鋪攤設(shè)備在機(jī)組的后面進(jìn)行相應(yīng)的工作，不過需要注意的是，二者之間的距離要超過50m。

隧道瀝青路面施工前盡可能地保證機(jī)電的照明設(shè)施安裝完畢，在施工時(shí)可以有效保證隧道內(nèi)的亮度。若隧道的照明設(shè)施在施工前并沒有安裝完善，需要臨時(shí)照明時(shí)采用高性能的白熾燈，每10m一盞，確保視線明亮。臨時(shí)發(fā)電機(jī)采用移動(dòng)式，電線采用移動(dòng)式支架架空布設(shè)在人行道上，避免機(jī)械碰撞。

工作人員一定要有相應(yīng)的健康證，并且其體檢結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，在工作的過程中要穿好相應(yīng)的工作服，另外還需要有一定的保護(hù)措施，如戴防毒面具、護(hù)目鏡等。因?yàn)樗淼澜ㄔO(shè)需要消耗的時(shí)間較長且工作量大，所以在完工以后還要對工作人員進(jìn)行相應(yīng)的體檢。

雖然通風(fēng)及照明得到了保證，但為了施工和人的安全，在隧道瀝青面層施工時(shí)仍需要采用兩班或多班組的作業(yè)方式；并要求安全應(yīng)急部門準(zhǔn)備一定的安全物品和醫(yī)療物品，應(yīng)急小組隨時(shí)待命，一旦有人員中暑、中毒，及時(shí)進(jìn)行初步治療并及時(shí)送往醫(yī)院。

3.5 人員的培訓(xùn)及教育

（1）施工前要建立質(zhì)量保證體系，明確崗位責(zé)任。首先，實(shí)行定崗定員制度，制定出明確的崗位目標(biāo)；其次；對管理人員、操作手和工人進(jìn)行技術(shù)安全交底；最后；在施工前要有針對性地對隧道可能發(fā)生的安全事故進(jìn)行應(yīng)急演練，做到未雨綢繆。施工前，確保技術(shù)交底、安全交底工作到位，增強(qiáng)施工人員的安全意識。（2）施工場地設(shè)置交通標(biāo)示燈、交通警示牌，并安排專職疏導(dǎo)人員疏導(dǎo)行人及車輛；隧道內(nèi)施工車輛嚴(yán)禁高速行駛，嚴(yán)禁鳴笛，運(yùn)料車等待卸料過程中需打開雙閃燈；設(shè)專人指揮運(yùn)料車卸料，避免運(yùn)料車起斗高度大于隧道頂部高度，危害生命安全。

3.6 施工工藝控制

（1）測量與放線。進(jìn)行鋪設(shè)與攤鋪工作的過程中，需要先進(jìn)行測量與放線。對隧道的基層進(jìn)行研究與分析，了解其高低落差，如果高低落差不明顯可以通過自動(dòng)平衡梁法的方式進(jìn)行相應(yīng)施工，若波動(dòng)較大推薦采用掛線法進(jìn)行瀝青中面層施工。在工作進(jìn)行之前，要有8輛運(yùn)輸車等候運(yùn)輸，以確保連續(xù)性作業(yè)。在施工的過程中，運(yùn)輸車輛要按照鋪設(shè)的時(shí)間和速度及時(shí)進(jìn)行物料的運(yùn)輸，避免停機(jī)等料問題的產(chǎn)生。料車在隧道中行駛的速度不能過快，且料車滿載時(shí)按照行進(jìn)方向靠右停靠，滿載和空車行駛有序，避免混亂引發(fā)安全事故。

（2）攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。攤鋪時(shí)，要加強(qiáng)監(jiān)管，嚴(yán)格規(guī)范攤鋪等相關(guān)工作的要求，掌控?cái)備佇枰臅r(shí)間。隧道中的條件相對比較差，施工速度不宜太快，在攤鋪時(shí)盡量把速度控制在2～3m/min，而且要?jiǎng)蛩偾斑M(jìn)，不能隨便暫停、提高或減緩速度，使路面更加平整，提高路面壓實(shí)度。

（3）碾壓。在碾壓方面，如果沒有非常大的裂縫或推移問題，那么碾壓的所有過程都應(yīng)該在高溫環(huán)境之中進(jìn)行，若需在低溫的條件下進(jìn)行，不能反復(fù)碾壓。進(jìn)行初壓時(shí)，要讓壓路機(jī)先碾壓1～2遍，在碾壓的過程中采用揉搓碾壓的方式以提高緊密程度，之后讓相應(yīng)的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，直到符合標(biāo)準(zhǔn)為止。碾壓要按照緊跟、慢壓、高頻、低幅的要求進(jìn)行。在壓路機(jī)的選用方面，上面層不能采用輪胎式壓路機(jī)，盡量減少“泵吸”問題的出現(xiàn)。在施工時(shí)，隧道內(nèi)盡量不設(shè)或少設(shè)接縫。在施工前應(yīng)對隧道內(nèi)瀝青面層進(jìn)行有效規(guī)劃，統(tǒng)一安排，科學(xué)施工。若不可避免地要進(jìn)行接縫，須通過平接縫的方式施工。接縫時(shí)要先等到混合料溫度降到50℃以下才可進(jìn)行，先通過測量設(shè)置出相對比較合適的界面，用白色粉筆進(jìn)行劃刻，之后進(jìn)行切除工作，再把切除過程中出現(xiàn)的泥水清洗掉，之后在橫縫的表面添加黏層油。進(jìn)行新料的鋪設(shè)時(shí)要先將接縫的位置用混合料進(jìn)行預(yù)熱，然后鏟除廢料，在接縫壓實(shí)后的路面處覆蓋寬度和隧道面層斷面等寬且長度不小于壓路機(jī)長度4倍的土工織物，壓路機(jī)在土工織物上完成碾壓工作。在碾壓的過程中要按照先橫向、后縱向的方式進(jìn)行，確保接縫部位平整。在工作都完成之后，要保證當(dāng)天的路面上沒有其他雜物。

（4）養(yǎng)護(hù)。隧道內(nèi)作業(yè)不受外面天氣的影響，在施工時(shí)若安排妥當(dāng)可以較為順利地進(jìn)行連續(xù)作業(yè)。由于隧道相對比較狹長，在施工后瀝青混合料無法在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常的溫度，因此對路面進(jìn)行碾壓之后要及時(shí)保養(yǎng)，在內(nèi)部溫度沒有降至50℃以下之前，禁止車輛同行；并在第3天進(jìn)行取樣，分析路面的壓實(shí)情況，檢測隧道面層的壓實(shí)度、平整度、滲水系數(shù)等一系列指標(biāo)。

4 結(jié)束語

至今為止，我國高速公路的建設(shè)里程已經(jīng)達(dá)到14.6萬km，躍居世界高速公路里程第一位。特別是近幾年，我國的新建高速公路重點(diǎn)項(xiàng)目不斷增加，難度程度不斷上升，雖然取得了很多傲人的成績，但是也存在許多問題，在技術(shù)方面也還沒有完全成熟。這就需要科研工作者不斷進(jìn)行相應(yīng)的研究，立足實(shí)踐，開發(fā)并利用最新的公路建設(shè)技術(shù)，在研究的過程中汲取經(jīng)驗(yàn)，以此促進(jìn)我國公路建設(shè)的發(fā)展，為我國公路建設(shè)貢獻(xiàn)一份力量。