公路隧道路面改造方案探析

高旭東

（淄博市交通建設(shè)發(fā)展中心，山東 淄博 255000）

0 引言

馬公祠隧道段原水泥混凝土路面左幅破損率達(dá)44.44%，右幅破損率為15%，洞口外過(guò)渡段破碎板伴有不同程度的沉陷。由于原早期施工的混凝土面板厚度偏小且未設(shè)置鋼筋，面板強(qiáng)度低，在重載車輛作用下面板會(huì)出現(xiàn)大面積裂縫或破碎，導(dǎo)致路面水滲入基層，故靠近兩側(cè)洞口段基層頂部設(shè)有縱向排水盲溝，此處在長(zhǎng)期服役后成為積水段落。近年來(lái)隨著隧道環(huán)保要求的提升，灑水頻率增大，隧道排水不暢，基層在長(zhǎng)期浸水與車輛荷載作用下，頂面逐步出現(xiàn)剝蝕、松散、破碎病害，路面雖經(jīng)多次換板維修，但其混凝土板破碎問(wèn)題仍無(wú)法解決。故需挖除原水泥混凝土面板，新做路面結(jié)構(gòu)。瀝青混凝土路面行車舒適性好、噪聲低、抗滑性能好、運(yùn)營(yíng)期間養(yǎng)護(hù)維修便捷，故新建路面采用瀝青混凝土路面。

1 隧道路面施工方案

馬公祠隧道段路面寬度較窄（隧道外路面寬12m，隧道內(nèi)路面寬10m），行駛的重載車輛比例較高。交警部門在隧道洞口外設(shè)有限速標(biāo)志及監(jiān)控設(shè)施。大部分車輛在進(jìn)入隧道前均采取制動(dòng)措施，降低行車速度，因此瀝青路面容易出現(xiàn)車轍，需采用動(dòng)穩(wěn)定性能較好的面層結(jié)構(gòu)。經(jīng)綜合考慮，本次挖除原水泥混凝土面板后新做瀝青路面，下面層采用高模量瀝青混凝土。具體施工方案為：隧道內(nèi)挖除原23cm聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土面板，新做4cm阻燃改性瀝青混合料SMA—13（玄武巖）+改性乳化瀝青黏層+8cm高模量瀝青混凝土AC-25+改性乳化瀝青黏層+10cm粗粒式瀝青碎石ATB-30+2cm瀝青砂。

（1）解決隧道病害的關(guān)鍵在于阻水、排水。經(jīng)充分論證，決定采用以下方案：將靠近兩側(cè)洞口段基層頂部的10～18cm寬碎石盲溝清除碎石后，采用C30防水混凝土（抗?jié)B等級(jí)P6）填實(shí)。路面邊部保留原集水槽，并在集水槽內(nèi)側(cè)設(shè)置縱向盲溝及橫向排水管。泄水管設(shè)置在瀝青砂頂面，并在ATB基層內(nèi)設(shè)置縱向碎石盲溝，盲溝寬8cm，深度與ATB層厚度相同。縱向盲溝頂面及內(nèi)側(cè)面設(shè)置滲水土工布，其余部分設(shè)置防滲土工布?？v向盲溝鋼管頂部及內(nèi)側(cè)面按1m間距打孔，孔徑1cm，底部高于盲溝底2cm；橫向排水鋼管與PVC管交錯(cuò)布置，間距10m，其中鋼管采用三通與盲溝縱向鋼管連接，PVC管不與縱向鋼管連接，但進(jìn)水口深入碎石盲溝內(nèi)，且進(jìn)水口高程低于盲溝底面0.5cm。

（2）經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)及洞口過(guò)渡段存在較大面積的鋼筋混凝土底板及C20混凝土頂部松散、破碎等病害。確定基層病害處治方案如下：在隧道內(nèi)設(shè)置仰拱段，鑿除松散、破碎的隧底填充混凝土，至混凝土堅(jiān)實(shí)，澆筑C30防水混凝土（抗?jié)B等級(jí)P6）至原基層頂面，混凝土最小鑿除深度不小于12cm。

（3）隧道內(nèi)設(shè)置鋼筋混凝土底板段：當(dāng)混凝土松散、破碎病害深度小于6cm時(shí)，鑿除頂面6cm混凝土，澆筑C30環(huán)氧細(xì)石混凝土至原混凝土頂面；當(dāng)混凝土松散、破碎病害深度大于6cm且小于15cm時(shí)，鑿除松散混凝土，切割原上層鋼筋網(wǎng)，重新設(shè)置鋼筋及上層鋼筋網(wǎng)，將新設(shè)鋼筋網(wǎng)與臨近面板的鋼筋焊接，澆筑C30防水混凝土（抗?jié)B等級(jí)P6）至原基層頂面。當(dāng)?shù)装寤炷了缮ⅰ⑵扑椴『ι疃却笥?5cm時(shí)，將底板混凝土全部挖除后新做鋼筋混凝土底板。

（4）對(duì)于因破除混凝土面板導(dǎo)致的基層局部損傷，按矩形或正方形單個(gè)或連片鑿除其表層6cm混凝土，澆筑C30環(huán)氧細(xì)石混凝土至原混凝土頂面。

（5）基層或底板病害處治的坑槽四邊應(yīng)平行或垂直于路線中心線，并確保底面平整。澆筑混凝土前應(yīng)將坑槽頂面殘?jiān)八蓜?dòng)骨料清理干凈并灑水潤(rùn)濕。在基層病害處治完后，施工瀝青砂前對(duì)基層頂面進(jìn)行微銑刨，將殘?jiān)八蓜?dòng)骨料清理干凈。

2 隧道路面施工注意事項(xiàng)

2.1 瀝青砂施工

瀝青砂生產(chǎn)配合比為：最佳瀝青用量為6.0%，熱料倉(cāng)比例：3～6mm∶0～3mm∶礦粉=45∶50∶5。工藝流程為：瀝青砂拌制→瀝青砂運(yùn)輸→瀝青砂攤鋪→瀝青砂碾壓→瀝青砂接縫處理→瀝青砂標(biāo)高控制→瀝青砂驗(yàn)收。

瀝青砂在瀝青拌和站集中拌和，瀝青加熱溫度控制在155～165℃，溫度超過(guò)195℃的混合料應(yīng)廢棄?；旌狭贤ㄟ^(guò)運(yùn)輸車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，車斗內(nèi)可均勻涂抹一薄層油水（柴油與水比例為1∶3），瀝青砂在運(yùn)送過(guò)程中應(yīng)用篷布全面覆蓋，用于保溫、防雨、防污染。混合料運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后溫度不得低于145℃，不得鋪筑溫度不符合規(guī)范規(guī)定要求的瀝青砂。瀝青砂按1.3松鋪系數(shù)進(jìn)行攤鋪，攤鋪過(guò)程中設(shè)專人檢測(cè)攤鋪溫度、虛鋪厚度，攤鋪溫度不應(yīng)低于130℃。瀝青砂施工完后，用瀝青瑪蹄脂注筑分塊縫。瀝青砂碾壓時(shí)，初壓采用戴納派克6200靜壓1遍，復(fù)壓采用戴納派克6200輕振2遍、重振2遍，終壓采用膠輪靜壓1～2遍。

2.2 阻燃改性瀝青混合料施工

阻燃瀝青具有高效阻燃且抑煙的效果，適用于隧道內(nèi)。本工程SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石生產(chǎn)配合比最佳瀝青用量為6.0%，熱料倉(cāng)比例為：12～20mm∶6～12mm∶3～6mm∶0～3mm∶礦粉=33∶43∶3∶11∶10，阻燃改性劑摻加量為瀝青用量的10%。添加阻燃劑后瀝青極限氧指數(shù)不小于24，設(shè)計(jì)動(dòng)穩(wěn)定度不小于5 500次/mm。

運(yùn)輸方案同瀝青砂，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)溫度不低于165℃，初壓溫度不低于160℃，松鋪系數(shù)按1.2進(jìn)行控制，碾壓組合為：初壓采用柳工6530靜壓1遍，復(fù)壓采用戴納派克6200振壓8遍，終壓采用戴納派克6200靜壓2～3遍。

2.3 采用高模量瀝青混合料

為提高抗車轍能力，下面層使用高模量瀝青混合料，高模量瀝青混合料能顯著提高瀝青混合料的勁度模量和抗疲勞性能，解決路面疲勞開(kāi)裂問(wèn)題，延長(zhǎng)路面的使用年限。

本工程高模量瀝青混合料HMAC-25C生產(chǎn)配合比最佳瀝青用量為4.2%，熱料倉(cāng)比例為：20～32mm∶10～20mm∶6～12mm∶3～6mm∶0～3mm∶礦粉=26∶27∶20∶7∶16∶4，高模量改性劑摻加量為0.4%，設(shè)計(jì)動(dòng)穩(wěn)定度不小于5 000次/mm。熱料倉(cāng)開(kāi)始進(jìn)料后才可投放改性劑，投放速度應(yīng)快，不得漏投，亦不能過(guò)早或過(guò)晚投，外加劑應(yīng)干拌。

運(yùn)輸方案同瀝青砂，攤鋪溫度不低于155℃，松鋪系數(shù)按1.2進(jìn)行控制，碾壓組合為：初壓采用膠輪壓路機(jī)靜壓1遍，復(fù)壓采用戴納派克6200振壓8遍，終壓采用戴納派克6200靜壓2～3遍。

2.4 施工機(jī)械選擇

受隧道凈空以及隧道內(nèi)燈安裝高度的影響，需慎重選擇挖掘機(jī)、運(yùn)輸車和攤鋪機(jī)?；炷疗扑橥诔捎猛诰驒C(jī)，應(yīng)選擇中型挖掘機(jī)，因其既能滿足動(dòng)力需求，又能滿足限高情況下的裝車要求。攤鋪采用1臺(tái)攤鋪機(jī)全斷面攤鋪，一次成型，運(yùn)輸混凝土料的運(yùn)輸車采用平斗20m3的車型。挖掘機(jī)施工和運(yùn)輸車卸料過(guò)程中由專人指揮，防止與隧道襯砌面和內(nèi)部燈發(fā)生碰撞。

2.5 C30環(huán)氧細(xì)石混凝土配合比設(shè)計(jì)

環(huán)氧樹(shù)脂稀釋用鄰苯二甲酸二丁酯（增韌劑，塑化作用）及乙二胺（固化劑），配合比為：水泥∶細(xì)骨料∶粗骨料∶環(huán)氧樹(shù)脂∶鄰苯二甲酸二丁酯∶乙二胺=375∶792∶1188∶45∶6.3∶5.8。由抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)得知，24h抗壓強(qiáng)度為48.2MPa。

3 隧道路面質(zhì)量控制、環(huán)境保護(hù)措施

3.1 質(zhì)量控制措施

（1）建立質(zhì)量管理組織體系，成立專職質(zhì)量管理領(lǐng)導(dǎo)小組，設(shè)專職質(zhì)量檢查工程師，對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量檢查、控制。

（2）加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)：嚴(yán)格按首件認(rèn)可制的要求做，堅(jiān)持施工前交底，施工中指導(dǎo)和施工后總結(jié)。

（3）加強(qiáng)試驗(yàn)檢測(cè)工作，嚴(yán)格做好原材料和混合料的檢驗(yàn)，特別應(yīng)注意小于等于4.75mm部分的通過(guò)量，確保配合比滿足設(shè)計(jì)要求。

（4）實(shí)行重要工藝公示制度及現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)制度，使每個(gè)參建人員對(duì)質(zhì)量、安全及文明施工措施做到心中有數(shù)。

（5）嚴(yán)格施工現(xiàn)場(chǎng)管理，做到材料存放有條理、機(jī)械停放有次序，施工生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)井然有序，工完料凈場(chǎng)地清。

3.2 環(huán)保措施

（1）維持交通秩序，并要注意灑水，以防揚(yáng)塵。

（2）施工中的廢料集中堆放，能利用的利用，不能利用的在指定地點(diǎn)堆放。

（3）施工中做好生態(tài)保護(hù)。

（4）抓好工地日常生活中的環(huán)境保護(hù)，建好各種生活設(shè)施，生活垃圾要集中堆放、及時(shí)清理。

（5）按照施工揚(yáng)塵治理有關(guān)要求，采取吸塵、降塵、抑塵、覆蓋等環(huán)保措施，工地現(xiàn)場(chǎng)做到“六個(gè)百分百”，即施工現(xiàn)場(chǎng)圍擋率100%、進(jìn)出道路硬化率100%、工地物料棚蓋率100%、場(chǎng)地灑水清掃保潔率100%、密閉運(yùn)輸率100%、出入車輛清洗率100%。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)隧道內(nèi)混凝土路面的改造，提高了路面行車舒適性、路面抗滑性，降低了行車噪聲。本工程運(yùn)營(yíng)期間養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便，路面排水順暢，減少了水損壞，達(dá)到了預(yù)期效果。