淺談水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青抗滑表層在隧道養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

婁文俊

（甘肅省臨夏公路局， 甘肅 臨夏 731100）

1 應(yīng)用背景

公路隧道是我國交通運(yùn)輸網(wǎng)中重要的組成設(shè)施之一，其能有效縮短線路里程，提高道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在改革開放以前，因公路等級普遍較低，同時限于設(shè)計水平、施工技術(shù)及短期投資等因素的限制，隧道總體數(shù)量也不多，尤其是很少實(shí)施長、大隧道。直到80年代后，國家發(fā)展搭上了改革開放的快車，為實(shí)現(xiàn)線路截彎、降坡、提速、提高運(yùn)營安全及實(shí)現(xiàn)長期運(yùn)營收益提高等，相繼修建了一批長大公路隧道，隨著我國高速公路建設(shè)的大規(guī)模展開和設(shè)計、施工水平的相繼提高，公路隧道工程在總量、單體長度上有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，雖然一次性投入成本較高，但其能帶來較高的社會和經(jīng)濟(jì)效益，近年來在新建公路中的占比逐漸提高，服役隧道數(shù)量迅速上升。截止 2019年我國公路運(yùn)營隧道總數(shù)達(dá)到了19067座，隧道總長度達(dá)1896.66萬米，其中特長隧道數(shù)量達(dá)到1175座/521.75萬米。隧道穿越的巖層地質(zhì)也越趨復(fù)雜，逐步攻破各種復(fù)雜地質(zhì)難題，但隨著運(yùn)營年限增長，地質(zhì)、水文及人類因素帶來的影響逐漸顯現(xiàn)，隧道病害逐年增多，公路隧道養(yǎng)護(hù)工作也迎來前所未有的挑戰(zhàn)。

近年來，隨著黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人大力推動一帶一路政策向前發(fā)展，整個臨夏地區(qū)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人民生活水平穩(wěn)步提升，沿線群眾出行需求和物流運(yùn)輸需求進(jìn)一步增長，區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)車流量迅速增大，對公路基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求。臨夏公路局管養(yǎng)隧道共19座，總長度23849延米，由于服役年限逐年增長，各隧道呈現(xiàn)出了不同的病害，在行車安全方面主要體現(xiàn)在各隧道路面磨損嚴(yán)重，尤其是臨夏州太子山沿線的幾個隧道，因其路面為混凝土路面，下雨及降雪天氣下的隧道運(yùn)營安全成為了我局日常養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)，雖然臨夏公路局投入巨大精力防滑保暢，但是仍然無法從根本上解決存在的安全隱患。

隨著國家政策扶持投入的成效顯現(xiàn)，近幾年國內(nèi)涌現(xiàn)了一大批公路養(yǎng)護(hù)相關(guān)的材料、工藝、設(shè)備、技術(shù)創(chuàng)新成果，為公路養(yǎng)護(hù)提供了新的方式方法，水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青抗滑表層就是其中一種可以有效提升隧道路面抗滑性能的新型材料。

2 什么是水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青抗滑表層

水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青抗滑表層，是采用專用機(jī)械設(shè)備將水性環(huán)氧改性乳化瀝青、粗細(xì)集料、填料、水和添加劑等按照設(shè)計配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上，并很快開放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄層。其抗車轍能力較微表處混合料增加一倍。同時，水環(huán)氧瀝青超薄磨耗層可以處治原路面的磨損、老化、磨光、泛油、微裂等病害，提高路面的抗滑性能。

水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青抗滑表層路面結(jié)構(gòu)為：水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青抗滑表層＋水性環(huán)氧乳化瀝青粘結(jié)層。其中，水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青抗滑表層厚度應(yīng)大于1.2厘米。

3 養(yǎng)護(hù)工程應(yīng)用案例。

臨夏公路局管養(yǎng)太子山隧道位于康樂縣八松鄉(xiāng)與和政縣松鳴鎮(zhèn)交界處，是G310線K1826-K1827段上重要的隧道，隧道進(jìn)口縱坡+0.9%，出口縱坡為-4.5%，隧道進(jìn)口位于直線上，出口位于R=650的平曲線上，隧道全長620米，隧道最大埋深68.7米，屬于淺埋石質(zhì)山嶺中隧道。隧道建成于2010年運(yùn)行數(shù)年后，經(jīng)委托具有相關(guān)資質(zhì)的單位檢測，路面抗滑性能不足，需要進(jìn)行升級改造。

2020 年 省公路局下達(dá)太子山隧道、癿 藏梁隧道提升改造工程任務(wù)，重點(diǎn)處置兩座隧道襯砌滲漏水、路面抗滑性能不足的問題。對此，臨夏公路局將兩座隧道的施工圖設(shè)計委托給甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，要求改造費(fèi)用要控制在預(yù)算范圍內(nèi)，并加強(qiáng)新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備的應(yīng)用，提高設(shè)計水準(zhǔn)，用有限的資金確保提質(zhì)升級效果。

3.1 施工方案比選

常見隧道路面抗滑改造方案比選

技術(shù)方案2.5cmNovachip超薄照面4cm改性瀝青混凝土AC-13罩面水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青抗滑表層MS-3微表處適用條件原隧道平整度相對較好，抗滑性能不足的水泥、瀝青路面平整度差、抗滑性能不足的水泥路面或破損程度較為嚴(yán)重的瀝青路面原隧道平整度相對較好，抗滑性能不足的水泥、瀝青路面原隧道平整度相對較好，抗滑性能不足的水泥、瀝青路面性 能混合料性能好，對隧道路面結(jié)構(gòu)能夠補(bǔ)強(qiáng)，路面噪音低混合料性能好，對隧道路面結(jié)構(gòu)能夠補(bǔ)強(qiáng)，有效提高隧道路面平整度能夠有效提高抗滑性能可迅速達(dá)到強(qiáng)度，開放交通

耐久性 厚度薄，耐久性較低使用年限較長厚度薄，耐久性較低耐久性差，易脫落，與水泥路面粘結(jié)較差施工難易需單洞封閉施工，施工工藝相對復(fù)雜施工工藝成熟，可單車道施工，可能會侵占隧道凈空，會帶來其他支出成本施工速度快，可單車道施工施工速度快，可單車道施工造 價 造價較高 造價較高 造價相對較高 造價低結(jié) 論通過對上述4種方案的使用條件、性能、耐久性、施工難易度、造價等方面進(jìn)行對比，將水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青抗滑表層作為本項(xiàng)目路面抗滑改造的推薦方案。與其他幾種改造方案相比的優(yōu)勢如下：與微表處相比，不易脫落；與Novachip超薄照面相比，不用封閉施工，交通組織壓力小，施工工藝簡單；與AC-13罩面相比，造價便宜，不用處理銑刨廢渣。

3.2 原路面病害處治

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，洞內(nèi)路面部分路段存在裂縫、坑槽現(xiàn)象。為確保本次提升改造工作取得良好效果，在對隧道路面抗滑性能改造之前，應(yīng)先對已經(jīng)顯現(xiàn)的路面病害進(jìn)行修補(bǔ)處治。對坑槽和裂縫的處治方案分別如下：

a.局部坑槽修補(bǔ)處治方案：

鑿槽破損路段或區(qū)域的水泥混凝土（平均深度10厘米)，表面清理干凈后采用SC型水泥混凝土修補(bǔ)料進(jìn)行快速修補(bǔ)處理。

b.路面裂縫修補(bǔ)處治方案：

對較寬的裂縫和路面縮縫，采用水性環(huán)氧瀝青砂漿填充；對于較小的裂縫和縮縫采用水性環(huán)氧瀝青罐縫。

3.3 水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青抗滑表層施工工藝

a.為確保水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青抗滑表層順利進(jìn)行，施工前配備足夠數(shù)量的運(yùn)輸、攪拌施工機(jī)具等機(jī)械，保證基面處理、材料措合，精鋪平行作業(yè)。

b.對原有隧道路面進(jìn)行鑿毛處理，工藝采用拋丸鑿毛法，該工法幾乎無揚(yáng)塵，易于清掃。粗糙度要經(jīng)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)確定，經(jīng)拋丸鑿毛處理后的原路面應(yīng)清掃干凈，并用水進(jìn)行清洗，確保界面干凈、粗糙，以使界面劑發(fā)揮其抗剪能力。

c.采用智能灑布車噴灑高粘接力水環(huán)氧瀝青粘層油。水環(huán)氧瀝青粘層油的設(shè)計每層用量為0.4-0.6公斤/每平米,對于灑布車不能灑到的地方應(yīng)人工涂刷的粘層油，需確保人工涂刷后的粘層油均勻，且外觀一致。

d.施工前再次進(jìn)行設(shè)備標(biāo)定，以保證混合料配合比的準(zhǔn)確性。待噴灑的粘層油表面干之后始進(jìn)行抗滑表層的鋪筑。當(dāng)稀漿混合料均勻分布在攤鋪箱的全寬范圍內(nèi)時，操作手通知駕駛員啟動底盤，并緩慢前進(jìn)，一般前進(jìn)速度為15-20米/每分鐘, 但應(yīng)保持稀漿攤鋪量與生產(chǎn)量的基本一致，保持?jǐn)備佅渲邢{混合料的體積為攤鋪箱容積的1/3左右。車輛行駛過程中由三名操作手來隨時調(diào)節(jié)攤鋪厚度，保證攤鋪表面厚度一致，從而達(dá)到較為理想的平整度。在攤鋪過程中，對攤鋪設(shè)備留下的一些缺陷應(yīng)采用人工及時修補(bǔ)。

e.抗滑表層鋪筑完成以后需要養(yǎng)生，隨時記錄觀察并根據(jù)路面的狀態(tài)選擇合適時機(jī)進(jìn)行碾壓。碾壓速度為5千米/小時。碾壓時每次輪跡重疊30厘米，碾壓 4-6遍（根據(jù)試驗(yàn)段及實(shí)際情況確定碾壓遍數(shù)及碾壓組合），經(jīng)碾壓過后可迅速增強(qiáng)密實(shí)度，并使鋪筑路面更加平整美觀，增加行車舒適度。

f.由于隧道內(nèi)無陽光照射，通風(fēng)也相對較差，這對路面的成型有較大的影響。故在養(yǎng)生過程中要盡量開足風(fēng)機(jī)加強(qiáng)通風(fēng)（無通風(fēng)設(shè)施時應(yīng)增加養(yǎng)生時間），使路面盡早成型。以相關(guān)試驗(yàn)研究結(jié)果為依據(jù)，結(jié)合隧道內(nèi)的環(huán)境條件，養(yǎng)生至達(dá)到開放交通條件之后可開放交通（在隧道內(nèi)24小時即可）。

g.適時碾壓并養(yǎng)生24小時之后對路面加鋪道路標(biāo)線，保證行車安全。由于隧道內(nèi)的特殊性，故采用施工時間短，耐磨性高的熱熔型標(biāo)線。熱熔型道路標(biāo)線加鋪后可立即開放交通。正常運(yùn)行通車。

施工工藝流程如下：

原路面處理→路面界面處理→路面粘層施工→超強(qiáng)抗滑表層→碾壓及養(yǎng)護(hù)→標(biāo)線施畫→開放交通

3.4 工程質(zhì)量檢查與驗(yàn)收

a.水環(huán)氧瀝青抗滑表層檢測：對維修路段進(jìn)行全面檢查和觀察，確保路面不出現(xiàn)反射裂縫。檢測項(xiàng)目包括：橫向力系數(shù)、滲水系數(shù)、構(gòu)造深度、粘結(jié)力等。主要檢測設(shè)備如下表所示：

路面工程檢測儀器設(shè)備一覽表

b.橫向力系數(shù)檢測：水性環(huán)氧乳化瀝青抗滑表層的橫向力系數(shù)評定等級分為5級，如下表所示：

水性環(huán)氧乳化瀝青抗滑表層的橫向力系數(shù)

3 結(jié)語

水性環(huán)氧樹脂乳化瀝青抗滑表層具有施工速度快，抗滑性能好，可單車道施工，交通組織壓力小，耐久性好的優(yōu)點(diǎn)，施工過程較傳統(tǒng)2.5cmNovachip超薄罩面、AC-13罩面、MS-3微表處都具有較大優(yōu)勢，且加固后的效果比傳統(tǒng)的瀝青混凝土路面好，雖然一次性投入較大，且對施工工藝要求高，但卻顯著延長了養(yǎng)護(hù)周期，降低了隧道路面全壽命周期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，有利于我國交通事業(yè)朝著更平、更快、更好的方向發(fā)展。