高速公路隧道單層“白改黑”鋪裝設計與實踐

李碩

摘 要：本文就連云港港北港區(qū)疏港道路隧道路面改造工程實施，在分析原水泥鋪裝典型病害基礎上，結合項目實際工況，提出了單層“白改黑”加鋪罩面的方式。對實施過程和現(xiàn)場關鍵工藝控制進行了論述，應用實踐和后期使用觀測結果表明：實施的“白改黑”方案可有效提升原隧道鋪面平整度、抗滑安全性能指標，節(jié)約路面改造資金投入，具有較好的使用效果，可為后續(xù)類似項目實施提供經驗借鑒。

關鍵詞：隧道;水泥路面;白改黑;單層加鋪;橡膠瀝青;接縫

眾所周知，與水泥路面相比，瀝青路面具有行車噪音小、舒適性好、抗滑安全性好等性能優(yōu)勢。早期修建的隧道鋪裝以水泥混凝土路面居多，隨著隧道路面服役年限的增長，特別是重載交通作用下，隧道水泥鋪裝病害逐漸增多，且養(yǎng)護維修不便，大大影響了路面通行質量。在隧道內加鋪瀝青路面是解決水泥路面平整度差、抗滑安全性差、行車舒適性差最有效的辦法。本文結合連云港地區(qū)北疏港高速公路單層加鋪瀝青路面的有效應用，在詳細分析原鋪面病害基礎上，詳細闡述具體實施過程中難點和質量控制點，為以后類似項目實施提供很好的參考和借鑒經驗。

1 工程概況

隧道位于連云港市墟溝城區(qū)西部，屬于港北區(qū)疏港道路北固山段。隧道左線長2 830 m，按80 km/h雙向四車道高速公路標準設計，隧道建筑限界凈寬14 m，建筑界限高5 m。原隧道路面鋪裝結構為：28 cm厚水泥砼面板（彎拉強度不低于5.0 MPa）+15 cm～20 cm厚C20水泥砼基層。

2 路面病害類型及分析

隨著服役年限增加，隧道內水泥路面出現(xiàn)的病害類型主要有板角破損、板塊裂縫、局部板塊間錯臺、構造深度磨損衰減。改造前對隧道內水泥混凝土路面進行了詳細檢測，檢測內容包含裂縫調查、構造深度復測、平整度復測、板塊多點橫坡度檢測、錯臺檢測，其中平整度和構造深度檢測數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

檢測結果表明：改造前原路面平整度已經遠超過規(guī)范限值，嚴重影響路面行車舒適性;從構造深度平均值及合格率亦表明，原路面抗滑性能已嚴重不足，容易造成行車事故，影響通行安全。

此外，為便于后續(xù)單層罩面施工厚度均勻性控制，避免出現(xiàn)因局部加鋪厚度波動過大影響均勻性和早期路用性能，對隧道橫坡進行了全斷面檢測，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，每幅隧道間隔30 m測定一斷面，每個斷面選擇4處代表性觀測點測定橫坡，以此確定出每個斷面的坡度變化情況，分析數(shù)據(jù)波動趨勢和范圍，找出局部橫坡過大路段進行提前預處理。

右幅橫坡數(shù)據(jù)匯總如下：

從圖上可知，右幅隧道橫坡波動較大路段基本集中K2+460-K1+440段。

3 關鍵設計方案

從提升路況指標出發(fā)，考慮綜合路用性能、經濟性等因素，綜合方案比選，確定設計方案如下：

（1）主體加鋪方案：考慮隧道內溫度范圍適中、無路面流水、現(xiàn)有凈空充裕、交通量較小，主體采用單層鋪筑4 cm瀝青罩面;考慮綜合耐久性，加鋪混合料類型采用改性SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石。

（2）界面處理：原路表面先做拋丸處理，對于平整度波動較大路段，進行局部精銑刨方式處理，為加鋪層平整度和厚度控制提供良好條件。

（3）層間粘結：采用熱噴橡膠瀝青加撒布碎石，同時應保證混凝土板塊間填縫料滿足要求。

4 實施過程關鍵工藝質量控制

4.1 原水泥砼路面精銑刨處治

根據(jù)測量結果對橫坡波動性較大路段提前進行精銑刨處治，需要加深銑刨才能確保行車道單層瀝青加鋪的厚度。根據(jù)現(xiàn)場量測，同一斷面精銑刨的深度在0.5 cm～3.5 cm之間，現(xiàn)場采用2 m寬精銑刨機由高點往低點銑刨。銑刨后采用山貓清掃機進行全斷面清理，清理后采用高壓水車沖洗表面，確保表面干凈、無浮灰。

4.2 板塊橫向接縫處治

為保證水泥砼板塊正常熱脹冷縮，在水泥砼板塊施工時進行了橫向施工切縫，以保證后期水泥砼板塊完整無破損運營。經水泥砼精銑刨后，水泥砼板塊橫向接縫寬度在5 mm～10 mm之間，局部因水泥砼強度不足，接縫處邊口破損較大，如不進行合理化處治，后期路面將很容易產生反射裂縫，對于單層加鋪，需要預防瀝青路面反射裂縫的快速發(fā)生，避免影響路面使用壽命。實施過程中先對水泥砼橫向施工縫進行人工清理，確保每條橫向接縫清理干凈，然后實施灌縫、騎縫粘貼抗裂貼，灌縫施工均要求澆灌飽滿，以增強接縫處粘彈性。

4.3 板塊縱向接縫處治

本隧道內水泥砼板塊施工的縱向接縫恰好位于行車道輪跡帶，運營期間縱向接縫破損、啃邊病害較為普遍。結合項目實際情況，隧道板塊縱向接縫處治采用熱瀝青灌縫+騎縫粘結抗裂體貼施工方案，自粘式抗裂貼寬度為33 cm。

4.4 層間處治的選擇

目前在“白+黑”結構上常用的抗反射裂縫結構主要有滿鋪聚酯玻纖布、滿鋪加強型抗裂貼、熱噴改性瀝青+除塵碎石、熱噴橡膠瀝青+除塵碎石，幾種結構施工工藝均較為成熟，考慮到施工造價和使用效果，本次應力吸收層選用熱噴橡膠瀝青+除塵（5～10）mm碎石，其中熱瀝青灑布量控制在1.6 kg/m2～2.2 kg/m2（主要考慮路面單層加鋪，泛油考慮），碎石選用（5～10）mm，覆蓋率達到70%～80%，以保證瀝青層和應力吸收層的粘結效果，使之成為整體共同承受水泥砼板塊反射應力、車輛行駛過程中抗剪切應力。

5 后期性能觀測評價

該“白改黑”改造項目于2018年11月底施工結束后即通車，經過兩年的服役檢驗后，對路面情況進行了再次跟蹤觀測，現(xiàn)場路面未出現(xiàn)任何裂縫、破損、車轍、擁包等病害，裂縫處原澆灌飽滿的普通道路石油瀝青也未發(fā)現(xiàn)任何泛油情況，整體表現(xiàn)出較好的后續(xù)路用性能。

6 小結

本文結合連云港港北港區(qū)疏港道路北固山隧道路面改造工程實施，采用單層“白改黑”罩面設計方案實施過程進行闡述，主要結論如下：

（1）隨著通車年限增加，隧道原水泥鋪裝路用性能衰減主要表現(xiàn)為平整度、抗滑性能嚴重不足，此為鋪裝改造的重點。

（2）早期修建的隧道，鋪面受當時工藝控制限制，存在局部橫坡不均勻現(xiàn)象，在設計和施工過程中需要給予充分重視。

（3）采用嚴格的精銑刨界面處治，輔以灌縫、貼逢和設置應力吸收層等綜合工藝，是避免單層加鋪方案過早出現(xiàn)反射裂縫的保證。

（4）后續(xù)觀測結果表明，所采用的單層4 cm改性SMA-13“白改黑”隧道鋪裝罩面方案，對于保證路用服役性能、控制造價、保證隧道凈高，具有較好的適應性和技術經濟性，可為類似工況項目實施提供借鑒參考。

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