张国勇
贵州省公路公路工程集团有限公司 贵州省 贵阳市550008
摘要:隧道水泥混凝上路面的抗滑能力直接关系着隧道的行车安全,抗滑能力恢复是隧道水泥混凝上路面运营需要面对的普遍问题。结合工程案例,针对运营隧道水泥混凝上路面的抗滑处治,介绍铣刨刻槽,HOG表面纹理化技术、铝矾上抗滑表层等3种抗滑能力恢复技术的关键技术参数、工艺流程及处治效果,以期为其他隧道水泥混凝上路面抗滑处治提供借鉴。
关键词:高速公路;隧道水泥;混凝土路面;抗滑能力;恢复技术;应用
1山西隧道水泥混凝土路面现状及抗滑需求
截止2018年底,山西省通车运营的高速公路隧道共681座,累计长度达915kmo隧道里程占全省高速公路运营总里程的9.100,其中特长隧道89座、长隧道l5座、中隧道178座、短隧道272座。在这些隧道中,长隧道、特长隧道大多采用水泥混凝土路面。2012年以前,以普通水泥混凝土路面为主,长约130km;2012年以后,普通水泥混凝土、连续配筋混凝土路面各占一半,合计约305km。中隧道、短隧道多采用沥青或复合式路面,约510kmo就水泥混凝土路面的抗滑构造而言,2007年以前,以拉毛或拉毛后横向刻槽为主;2007年以后,以拉毛后纵向刻槽为主川。由于隧道内路面湿滑、车辆加减速频繁、视线不良等方面的原因,隧道内的交通事故率高于隧道外,扭〕。因此,隧道路面的抗滑问题在设计、施工和后期运营中都备受关注。据统计,隧道内的抗滑衰减快于隧道外,一般2-}3年后横向力系数SFC就衰减到20左右这一水平。公路技术状况评定标准}s}将SFC低于20的运营水泥混凝土路面评定为中等,低于20即需对抗滑能力进行处治。对于运营水泥混凝土路面,常用的抗滑能力恢复的做法有沥青混合料罩面、同步碎石封层等黑色处治方案。但山西长隧道、特长隧道较多,考虑到隧道防火安全,对原有水泥混凝土表面进行处治、并保留原有白色特征也是常见的做法。
2表面刻槽技术
2.1技术概要
表面刻槽技术是通过金刚石刀片组切割,在混凝土表面形成规则的纹理构造。它适用于路面结构完好、平整度较高、仅表面宏观纹理磨损的场景,可以为路表水提供排泄渠道,减少水溅、雾飘。表面刻槽的技术参数主要有:槽深度(a)槽宽度(b)槽间距(c),如图1所示。
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图1刻槽的主要技术参数
为了使刻槽深度均匀、可控,作业时,通常先铣刨再刻槽。实际操作中,可以根据路线线形、路面横断面型式、路段平均车速等,针对性地确定刻槽深度、宽度、槽间距、槽走向等槽参数。对于隧道路面,平均车速为70km/h,典型槽参数为:槽深5一6mm;槽宽6一8mm;槽l间距12一30mm。
2.2工程应用
2016年8月,某高速公路隧道上行线K11+505-K14+479段采用槽深5mm槽宽6mm槽间距16mm对原普通水泥混凝土路面进行了处治。原路面于2012年通车,表面抗滑措施为纵向刻槽。由于隧道下坡路段长、交通量大、重车多,抗滑衰减较快,2016年8月的实测横向力系数SFC为32,存在较大安全隐患,见图2。重新铣刨刻槽后,SFC提高到54。经2年、3年运营后,实测横向力系数SFC分别为46、44,,衰减情况较理想。
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图2刻槽前后的对比
3HOG表面纹理化技术
HOG表面纹理化技术是新乡索朗机工坊引进加拿大HOG型飞机跑道高仿型纹理化处理机车,消化吸收后开发的技术,采用金刚石刀片切割研磨水泥混凝土路表,在路表形成波浪形的纹理构造,如图3所示。其不同之处在于,它可以通过调整研磨片、切割片的间距、高度,实现连续断面构造、或者间断断面构造。
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4铝矾土抗滑表层技术
4.1技术概要
铝矾土是铝土矿物经高温烧结的产物,如图5所示,主要成分是氧化铝,硬度比天然岩石高,磨光值在70以上。铝矾土抗滑表层为采用环氧树脂薪结铝矾土熟料形成的抗滑表层,类似沥青碎石封层,可以做成一层,也可以是多层。
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图5铝矾土熟料
4.2工程应用
2018年10月,某高速公路隧道实施了约100m的铝矾土抗滑表层试验段。该高速公路于2017年通车,实施路段原路面为水泥混凝土路面,纵向刻槽,每组15条,组间距11cm,条间距2.1cm槽深5mm。由于该路段处于长上坡段,交通量大且交通事故率较高。据统计,通车1年内,交通事故达1.19起/月。试验段实施时,局部路面的实测横向力系数仅为29左右。由于试验段较短,仅100m,施工基本采用手工作业。工艺为:先喷砂、清理路表;再涂洒环氧沥青;然后摊铺铝矾土集料。环氧树脂的用量约为1.5kg/m2,4.75mm粒径以下的铝矾土熟料的撒布量为10kg/m2。处治后的路面效果如图6所示,SFC恢复到了67,1年后测试的结果是56,衰减情况较理想。
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图6铝矾土抗滑表层
5结语
针对运营隧道水泥混凝土路面的抗滑能力恢复问题,阐述了表面铣刨刻槽、HOG表面纹理化技术、铝矾土抗滑表层等3种抗滑能力恢复技术的原理、关键技术参数、工艺流程及处治效果。结果可为其他隧道水泥混凝土路面抗滑处治提供借鉴。
参考文献
[1]戎斌生.公路隧道水泥混凝土路面抗滑性能及降噪技术分析[J].山西建筑,2019,45(12):106-107.
[2]傅永强.高速公路隧道路面抗滑性能分析及改善方法比较[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15(07):242-243.
[3]应项羽.公路隧道水泥混凝土路面抗滑与噪声特性分析[D].浙江工业大学,2019.
[4]薛爱新,薛斌峰,杨智敏.高速公路隧道水泥混凝土路面改造方案探讨[J].山西建筑,2018,44(30):119-121.