高速公路隧道路面抗滑性能檢測(cè)分析

劉 佳

(廣西金盟工程有限公司，廣西 南寧 530000)

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高速公路隧道路面抗滑性能檢測(cè)分析

劉 佳

(廣西金盟工程有限公司，廣西 南寧 530000)

隧道路面抗滑性能不足是影響高速公路行車安全的一個(gè)重要因素，文章介紹了抗滑系數(shù)檢測(cè)原理及方法，闡述了隧道路面抗滑性能下降的主要因素，并以廣西隆林至百色高速公路委見(jiàn)隧道等工程為例，對(duì)提高隧道路面抗滑性能的相關(guān)處理措施進(jìn)行檢測(cè)分析。結(jié)果表明，采取路面拋丸方式能較為明顯地提高隧道路面的抗滑系數(shù)。

高速公路；隧道路面；抗滑系數(shù)檢測(cè)；拋丸處理；

0 引言

隨著社會(huì)發(fā)展的不斷進(jìn)步，交通建設(shè)逐步完善，今后建成的高速公路中山區(qū)高速公路的比重將逐漸加大，隧道在高速公路里程中所占比例也越來(lái)越大。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，隧道內(nèi)每公里事故率要遠(yuǎn)高于高速公路普通路段，因此隧道內(nèi)交通安全越來(lái)越引起交通部門及社會(huì)公眾的重視。由于交通量的不斷增大，隧道交通的特殊性，使得隧道路面常年受到汽車尾氣等因素影響，路面抗滑性能較普通路面下降得更快。通過(guò)有效的運(yùn)營(yíng)管理養(yǎng)護(hù)手段，提高恢復(fù)隧道路面抗滑性能，成為廣西高速公路主管部門、運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)單位關(guān)心的問(wèn)題。

百隆(百色至隆林)高速公路全長(zhǎng)163.448 km，路線起于百色市那務(wù)屯，接百色繞城高速與南寧(壇洛)至百色高速公路相連接，途徑田林縣，終于隆林縣黔桂交界處的隆林縣平班鎮(zhèn)附近，與貴州省的安龍至板壩高速公路相接，是國(guó)家公路網(wǎng)汕昆高速在廣西境內(nèi)的路線部分。本文以百隆高速公路委見(jiàn)隧道、隆田隧道、米花嶺隧道為例，對(duì)采用清洗路面提高抗滑系數(shù)等處理措施進(jìn)行實(shí)踐分析。

1 抗滑系數(shù)檢測(cè)原理及檢測(cè)方法

1.1 抗滑系數(shù)檢測(cè)主要儀器設(shè)備

檢測(cè)設(shè)備采用SFC-2007型橫向力摩擦系數(shù)測(cè)試車、人工鋪砂儀、照度計(jì)等檢測(cè)設(shè)備。

SFC-2007型橫向力摩擦系數(shù)測(cè)試車(見(jiàn)圖1)是我國(guó)是自主研制的路面橫向系數(shù)測(cè)量設(shè)備，測(cè)試車上自帶容量超過(guò)5 t的水箱，保證了檢測(cè)過(guò)程的連續(xù)性和高效率，可以雙側(cè)同時(shí)測(cè)試，也可以單側(cè)測(cè)試；檢測(cè)結(jié)果能真實(shí)地反應(yīng)路面的實(shí)際情況，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，檢測(cè)過(guò)程安全高效，SFC-2007型橫向力摩擦系數(shù)測(cè)試車主要技術(shù)性能指標(biāo)匯總見(jiàn)表1。

圖1 SFC-2007型橫向力摩擦系數(shù)測(cè)試車實(shí)例圖

測(cè)試方法路面橫向力系數(shù)測(cè)試法測(cè)試角度(20-0.5)°-(20+1.0)°測(cè)試輪數(shù)目2個(gè)(每邊各一個(gè))垂直荷載200kgf±2kgf測(cè)試輪胎光面輪胎3.00-20水箱容量4～6t測(cè)試速度40～80km/h(規(guī)范50km/h或60km/h)力傳感器封裝性全密封充氮型距離測(cè)量精度1%數(shù)據(jù)輸出分辨率1SFC數(shù)據(jù)輸出格式5km、10km、20km、100km、1km任選數(shù)據(jù)總線USB數(shù)據(jù)處理上位機(jī)工業(yè)計(jì)算機(jī)顯示器液晶顯示器

1.2 抗滑系數(shù)檢測(cè)原理

SFC-2007型橫向力系數(shù)測(cè)試車組成包括裝載車作為所有儀器的載體，所有機(jī)構(gòu)裝置均安置于載體之上。配備有數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及供水系統(tǒng)、測(cè)試機(jī)構(gòu)等附屬設(shè)施。測(cè)量機(jī)構(gòu)包括與測(cè)試車前進(jìn)方向成20度角的測(cè)試輪、測(cè)試輪配重及直線軸承、升降裝置組成。供水系統(tǒng)由水泵、水罐、水路三部分構(gòu)成。可以在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，在檢測(cè)輪道路前方形成一條水帶，約構(gòu)成一層0.1 mm水膜。開(kāi)展橫向力檢測(cè)時(shí)，測(cè)量輪放置與路面上，由裝載車帶動(dòng)向前行駛，輪胎垂直荷載200 kg，由于與車輛前進(jìn)方向成20度角，所以就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)橫向力，這個(gè)橫向力通過(guò)拉力傳感器轉(zhuǎn)變成為模擬信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，如圖2所示。由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理成需要的SFC值。

圖2 橫向力摩擦系數(shù)測(cè)試示意圖

1.3 橫向力系數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析及判定

SFC-2007型橫向力系數(shù)測(cè)試車的直接數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)SFC值后才可進(jìn)行相關(guān)的質(zhì)量檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)。

SFC值的速度修正：測(cè)試系統(tǒng)需要在標(biāo)準(zhǔn)速度范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，標(biāo)準(zhǔn)速度為50 km/h(正負(fù)偏差4 km/h)，如果在其他速度下開(kāi)展測(cè)試，需要對(duì)檢測(cè)的SFC值進(jìn)行修正轉(zhuǎn)換：

SFC標(biāo)=SFC測(cè)-0.22(U標(biāo)-U測(cè))

(1)

SFC值的溫度修正：測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)地面溫度范圍為20 ℃±5 ℃，其他地面溫度條件下測(cè)試的SFC值必須通過(guò)轉(zhuǎn)換至標(biāo)準(zhǔn)溫度下的等效SFC值。系統(tǒng)測(cè)試要求地面溫度控制在8 ℃～60 ℃范圍內(nèi)，見(jiàn)表2。

表2 SFC值的溫度修正表

路面抗滑性能(SRI)：路面抗滑性能采用SRI路面抗滑性能指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)：

SRI=(100-SRImin)/(1+a0ea1SFC)+SRImin

(2)

式中：橫向力系數(shù)SFC；

標(biāo)定參數(shù)SRImin采用值35.0；

模型參數(shù)a0采用值28.6；

模型參數(shù)a1采用值-0.105。

圖3 路面抗滑性能評(píng)價(jià)模型曲線圖

評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)滿足表3要求：

表3 路面抗滑性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值表

2 隧道路面抗滑性能下降的主要因素

隧道內(nèi)路面滑溜的安全事故時(shí)有發(fā)生，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外的資料及相關(guān)數(shù)據(jù)研究分析，對(duì)隧道路面抗滑性能產(chǎn)生影響的，包括路面的表面特征、車輛的行車速度、車輛本身情況以及路面上的污垢等。尤其隧道路面的特殊性，由于常年遮擋，通風(fēng)條件不佳，在汽車尾氣的長(zhǎng)年累月作用下，隧道路面形成一層較薄的油膜覆蓋，大大影響了隧道路面抗滑性能，造成安全性能下降。如果在雨天，汽車行駛中將外界的雨水帶入洞內(nèi)，油膜在潮濕的雨水作用下，更加降低抗滑性能。車輛的車輪全部處于被水油支持的狀態(tài)，車輪打滑概率大大提高。

因此，除了在建設(shè)中要充分考慮隧道路面構(gòu)造等因素，提高抗滑系數(shù)外，對(duì)運(yùn)營(yíng)中的隧道路面也要及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理，采用各種清洗方式或路面處理等方式，維護(hù)好隧道路面的抗滑性能，保障行使安全性。本文采用4種清洗方式及一種路面處理方式分別對(duì)運(yùn)營(yíng)的隧道路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，并檢測(cè)處理后隧道路面抗滑性能恢復(fù)情況。

3 提高抗滑系數(shù)處理檢測(cè)結(jié)果分析

分別采用4%鹽酸清洗、潔廁劑清洗、洗衣粉清洗、清水清洗、對(duì)路面拋丸處理等五種處理方式對(duì)委見(jiàn)隧道、隆田隧道、米花嶺隧道試驗(yàn)段路面進(jìn)行處理后，抗滑性能指數(shù)SRI值檢測(cè)數(shù)據(jù)如表4～7所示。

表4 委見(jiàn)隧道路面清洗前、后抗滑性能檢測(cè)結(jié)果表

注：①左SRI為車道左側(cè)輪跡帶SRI值；右SRI為車道右側(cè)輪跡帶SRI值，下同；②隧道的清洗，先用清洗劑沖洗一次，然后用清水沖洗2次，下同

表5 隆田隧道路面清洗前、后抗滑性能檢測(cè)結(jié)果表

表6 米花嶺隧道路面清洗前、后抗滑性能檢測(cè)結(jié)果表

表7 米花嶺隧道路面抗滑性能檢測(cè)結(jié)果表

清洗后抗滑性能改善檢測(cè)結(jié)果分析：

委見(jiàn)隧道試驗(yàn)段路面抗滑性能指數(shù)SRI值，用4%鹽酸清洗后比清洗前提高60.3%，用潔廁劑清洗后比清洗前提高19.4%，用洗衣粉清洗后比清洗前提高7.4%，用清水清洗后比清洗前提高11.8%；隆田隧道試驗(yàn)段路面抗滑性能指數(shù)SRI值，用4%鹽酸清洗后比清洗前提高22.5%，用潔廁劑清洗后比清洗前提高2.3%，用洗衣粉清洗后比清洗前降低2.0%，用清水清洗后比清洗前降低0.9%；米花嶺隧道試驗(yàn)段路面抗滑性能指數(shù)SRI值，用4%鹽酸清洗后比清洗前提高71.6%，用潔廁劑清洗后比清洗前提高32.5%，用洗衣粉清洗后比清洗前提高6.8%，用清水清洗后比清洗前提高10.7%。綜合3個(gè)隧道試驗(yàn)段路面，用4%鹽酸清洗后路面抗滑性能提高最大。

通過(guò)對(duì)米花嶺隧道路面試驗(yàn)段抗滑性能檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，路面拋丸工藝處理對(duì)路面的抗滑性能有較大的提高。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)五種提高隧道路面抗滑系數(shù)方法進(jìn)行實(shí)踐，檢測(cè)后結(jié)果表明，采用清洗路面方式處理后，除4%鹽酸清洗效果較為明顯外，其他清洗方式對(duì)提高路面抗滑系數(shù)效果較不明顯，采取路面拋丸方式能較為明顯地提高隧道路面的抗滑系數(shù)。

[1]許云山.高速公路隧道路面抗滑措施比較研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2010(8)：94-96.

[2]鄺宏柱，廖志高，柳本民.高速公路隧道路面抗滑性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究[J].公路，2007(9)：85-88.

Expressway Tunnel Pavement Anti-slide Performance Testing Analysis

LIU Jia

(Guangxi Jinmeng Engineering Co.，Ltd.，Nanning，Guangxi，530000)

The lack of slide resistance for tunnel pavement is an important factor influencing the expressway traffic safety，this article introduced the detection principle and methods of slide resistance coefficient，described the main factors in the decline of tunnel pavement slide resistance，and with Guangxi Longlin-Baise Expressway Weijian Tunnel project as the example，it conducted the detection and analysis on relevant treatment measures to improve the tunnel pavement slide resistance，and the results showed that the pavement shot blasting approach can significantly improve the anti-sliding coefficient of tunnel pavement.

Expressway；Tunnel pavement；Anti-slide coefficient detection；Blasting treatment；

U455.4

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.09.021

1673-4874(2016)09-0079-04

2016-08-02

劉 佳(1983—)，工程師，碩士，研究方向：公路工程管理。