高速公路隧道水泥混凝土路面刻槽應(yīng)用探究

胡石堅(jiān)

（廣東省高速公路有限公司，廣東 廣州 510623）

高速公路隧道多選用水泥混凝土路面，水泥混凝土路面在干燥潔凈狀態(tài)下具有較好的抗滑能力，但路面受雨水、結(jié)冰、積雪及臟物影響時(shí)，輪胎與混凝土微觀構(gòu)造將失去接觸，極易引發(fā)交通事故。為解決這一問題，需對(duì)路面進(jìn)行開口空隙刻槽。

一、刻槽參數(shù)選擇

決定水泥混凝土路面刻槽效果的重要因數(shù)包括槽寬、槽形斷面、槽深、槽走向和槽間距。

（一）槽寬選擇

槽寬關(guān)系到排水?dāng)嗝娲笮?，?dāng)其他參數(shù)不變，槽寬越大，構(gòu)造深度越大，對(duì)路面抗滑越有利。但槽寬大于一定值，實(shí)測(cè)對(duì)路面抗滑性能不再有明顯改變，反而影響路面平整度，因此槽寬在3mm～5mm范圍內(nèi)較為合理。

（二）槽形選擇

刻槽斷面形狀（槽形）有矩形、梯形和倒三角形等，矩形槽方便施工且對(duì)刻槽刀片磨損小，梯形槽不穩(wěn)定但利于向上分散凍脹力，倒三角形槽不易控制且刻刀的V形刀口磨損快。

（三）槽深選擇

槽深是指刻槽形成的溝槽深度，槽深過大對(duì)路面耐磨度會(huì)造成不利影響，槽深過小，車輛高速行駛時(shí)，沒有形成槽紋的區(qū)域抗滑效果差?？滩酆侠砩疃葢?yīng)為3mm～6mm，建議深度為4mm。

（四）槽走向選擇

槽走向有橫向、縱向、斜向三種，橫向刻槽可有效提供車輛向前行駛摩擦力，縮短剎車制動(dòng)距離，利于路面排水，但不利于側(cè)向制動(dòng)；縱向刻槽能提高側(cè)向制動(dòng)能力，防止側(cè)滑，但不利于路面排水和剎車制動(dòng)；斜向刻槽能綜合橫向與縱向刻槽的優(yōu)點(diǎn)，但也疊加了橫向與縱向刻槽的缺點(diǎn)。考慮到隧道內(nèi)縱向刻槽對(duì)路面排水將產(chǎn)生不利影響，應(yīng)采用橫向刻槽。

（五）槽間距選擇

槽間距越小，槽越密，輪胎與路面接觸越少，路面與輪胎有效接觸面上單位面積壓力越大，摩擦性能越好；但槽間距過小不利于施工，易造成槽齒啃邊、掉邊等病害，路面耐久性變差，工程實(shí)際表明，槽凈間距＜15mm時(shí)啃邊病害明顯。

槽間距有等間距和不等間距兩種，噪聲測(cè)試發(fā)現(xiàn)，不等間距刻槽可以把集中的特定頻率音量分散成較寬頻帶音量，讓人的耳朵不易察覺。不等間距刻槽的槽凈間距一般在15mm～30mm之間。

二、刻槽參數(shù)的確定

（一）直線段隧道路面刻槽參數(shù)

選擇槽形為矩形，刻槽深度4mm，槽寬3mm～5mm，槽間距15mm～30mm。每組刀寬不宜小于40cm，與縮縫間距不大于3cm，每組刀間距不大于3cm。以6m板長(zhǎng)計(jì)算，與兩端縮縫處間距為2.5cm×2=5cm（兩端橫向接縫處均保留25mm的間距，此范圍內(nèi)不刻紋），確定每次刻寬40.2cm（即每組刀寬），需要14組，每組刀間距2.5cm，有13個(gè)間距,即：600cm-2.5cm×2-40.2cm×14-2.5cm×13=0，正好為板長(zhǎng)度。每組刀19個(gè)鋸片，18個(gè)槽，槽間距依次為1.4cm、3cm、1.7cm、2.8cm、1.9cm、2.6cm、2.1cm、2.3cm、2.2cm、2.3cm、2.3cm、2.1cm、2.6cm、1.9cm、2.8cm、1.7cm、3cm、1.4cm。

(二）隧道曲線段路面刻槽的參數(shù)

桁架刻槽機(jī)在曲線段或板塊不規(guī)則區(qū)域施工時(shí)，將出現(xiàn)不規(guī)則板塊刻槽問題，如圖1所示。

圖1 不規(guī)則板塊刻槽問題

圖2 曲線段或不規(guī)則板塊刻槽形式

為解決上述問題，在曲線段或不規(guī)則板塊區(qū)域時(shí)應(yīng)使用人工刻紋機(jī)，人工刻紋機(jī)可以根據(jù)實(shí)際板長(zhǎng)調(diào)整刀片數(shù)和刀片間距，把多余邊的尺寸平均劃分，保證不規(guī)則板的刻槽要求，如圖2所示。

三、刻槽工藝要求

（一）刻槽作業(yè)時(shí)間

刻槽作業(yè)施工時(shí)間以槽邊混凝土不掉邊為原則。經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度40%～50%時(shí)進(jìn)行路表刻槽可以解決掉邊和刻刀磨損過快的問題，具體時(shí)間可在實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度后確定。

（二）刻槽需保護(hù)混凝土板縮縫

由于縮縫與橫向刻槽的紋理平行，縮縫容易被刻槽機(jī)損壞，施工時(shí)需保護(hù)好混凝土板縮縫。

（三）機(jī)械設(shè)備

在曲線段，需采用人工刻紋機(jī)刻槽，直線段且板塊規(guī)整時(shí)，采用桁架刻紋機(jī)或人工刻紋機(jī)刻槽均可。每個(gè)工作面要求至少1臺(tái)人工刻紋機(jī)+1臺(tái)桁架刻紋機(jī)或2臺(tái)人工刻紋機(jī)，根據(jù)刻紋機(jī)的功率需配備專用發(fā)電機(jī)及一臺(tái)儲(chǔ)水量不少于5m3的水車等（若配有桁架式刻紋機(jī)，需為刻紋機(jī)配兩個(gè)大水桶備水）。

（四）施工順序及方法

1.測(cè)量面板寬度

板塊寬度隨設(shè)計(jì)圖紙變化，不是固定值，因此需預(yù)先量好每塊板的寬度。如發(fā)現(xiàn)縫與槽間距過大或過小的情況，可提前適當(dāng)擴(kuò)大或減小每次刻槽間距，或只用一組鋸片刻槽、部分鋸片放在刻好的槽內(nèi)套刻。

2.施工前對(duì)線

刻槽機(jī)下部?jī)蓚?cè)需各設(shè)一個(gè)對(duì)中裝置，施工前將對(duì)中裝置分別對(duì)準(zhǔn)縫或槽。

3.刻槽施工

打開供水泵泵水，啟動(dòng)鋸片（鋸片的旋轉(zhuǎn)方向與前進(jìn)方向相同），將鋸片降至設(shè)計(jì)要求深度，最后啟動(dòng)鋸片行走開關(guān)。施工停止時(shí)，關(guān)機(jī)順序應(yīng)相反。

4.沖刷

將路面上的水泥漿等雜物在未凝固前沖洗干凈。

四、注意事項(xiàng)

（一）刻槽深度的控制

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，當(dāng)刻槽機(jī)行走速度降低，刻槽機(jī)操作手壓低刻槽刀片時(shí)，刻槽深度方可達(dá)到要求。經(jīng)計(jì)算每臺(tái)刻槽機(jī)的刻槽時(shí)速宜為12m～14m，為提高刻槽施工進(jìn)度，可多個(gè)工作面同時(shí)作業(yè)。

（二）刀間距的控制

刀間距是指刻槽機(jī)連續(xù)兩次刻槽的間距。每次刻槽前需畫出板兩端縮縫位置，保證兩端距離縮縫間距達(dá)2.5cm。根據(jù)測(cè)量的具體板長(zhǎng)（有的板塊不足6m或稍大于6m），調(diào)整每刀組的間距，控制在15mm～30mm之間。

（三）其他

為提高效率，減少用水，需在刻槽施工前先擴(kuò)縫再刻槽避免崩邊，且刻槽應(yīng)早于灌縫。在每塊板刻槽前畫線，預(yù)留出刻槽距縮縫的距離（定為25mm）。應(yīng)增加現(xiàn)場(chǎng)照明度，現(xiàn)場(chǎng)施工需在保證質(zhì)量的前提下追求進(jìn)度，刻槽操作人員務(wù)必盡心盡責(zé)。應(yīng)增加沖洗和清掃人員數(shù)量，保證沖洗效果，及時(shí)將工作面的殘?jiān)占⑼膺\(yùn)，確保路面潔凈，減少污染。