隧道水泥混凝土路面抗滑處治措施研究綜述

張忠明

摘 要：現(xiàn)存大量隧道采用水泥混凝土路面，但水泥混凝土路面隨著各種因素綜合作用下使隧道內(nèi)路面抗滑性能衰減嚴(yán)重，已影響到行駛安全。本文主要分析隧道水泥混凝土路面抗滑性能的原因，介紹常見的隧道路面抗滑處治措施。

關(guān)鍵詞：隧道;水泥混凝土路面;抗滑

1 概述

在公路早期建設(shè)或者低等級(jí)公路的隧道建設(shè)中路面結(jié)構(gòu)存在大量采用水泥混凝土路面的情況，部分高速公路的中長(zhǎng)隧道同樣的采用水泥混凝土路面。究其主要原因?yàn)樗淼罏r青路面本身的特點(diǎn)：瀝青路面為黑色路面，反射率相對(duì)水泥混凝土路面低，相對(duì)不利于隧道照明;瀝青路面施工屬于高溫施工，在封閉環(huán)境中對(duì)施工人員的傷害較大;且瀝青具有可燃性，不利于隧道防火安全;隧道內(nèi)本身環(huán)境較差，空氣濕度較大，路面較為潮濕，影響瀝青混合料的耐久性。水泥混凝土路面相較瀝青路面在以上各方面均有較大優(yōu)勢(shì)。但隨著水泥混凝土路面長(zhǎng)時(shí)間使用，其抗滑性能衰減較快，造成洞內(nèi)外2種路面的摩擦系數(shù)的較大差異。車輛駛?cè)牖蛘唏偝鏊淼溃捎诼访婵够阅馨l(fā)生較大差異，再加上隧道內(nèi)外光線的明亮變化，易造成隧道出入口的事故。

2 隧道水泥混凝土抗滑性能衰減的主要原因

隧道水泥混凝土路面抗滑性能衰減速度較快，主要原因如下：

（1）國(guó)內(nèi)大量隧道大量存在滲水現(xiàn)象，且隧道處于較為封閉環(huán)境，加上路面雨雪經(jīng)汽車輪胎被帶進(jìn)隧道路面，尤其在隧道中段，與車輛廢氣、塵埃混合完全沉積在路面上，形成一層較滑的薄膜層，從而使隧道中間段的摩擦系數(shù)降低。

（2）隧道路面本身處于一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境內(nèi)，受陽光、雨水等因素影響較少，車輛行駛時(shí)產(chǎn)生的噪音或廢氣不易消散。雖不直接受降水的影響，但隧道內(nèi)來源于拱壁、地下水、車輛帶入的水源比較豐富且不易消干，使隧道內(nèi)的濕度較外部高，各種因素綜合作用使隧道內(nèi)的路面處于一個(gè)極為不利的環(huán)境中。

（3）重載車輛為降低輪轂溫度不斷灑水，輪跡帶潮濕橫向力系數(shù)急劇降低。

（4）隧道水泥混凝土路面表面浮漿較厚，產(chǎn)生這種情況的原因可能是在水泥混凝土路面施工過程中，過振將集料下沉，漿體提至表面。

（5）水泥混凝土路面的抗滑構(gòu)造主要由路面的微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造組成，微觀構(gòu)造可以破除路表面的薄水膜，增加路面和輪胎間的干燥接觸點(diǎn)，并提供路面輪胎間的附著力。路面的宏觀構(gòu)造可以提供路面排除積水的通道，并可造成輪胎變形來削減車輛運(yùn)行時(shí)的能量，所以宏觀構(gòu)造較發(fā)達(dá)，不但可以快速排除路表積水，更可以對(duì)車輛產(chǎn)生較大的阻抗功能。隧道路面運(yùn)營(yíng)多年年時(shí)間，路面僅做過日常養(yǎng)護(hù)，其路面微觀構(gòu)造在長(zhǎng)期作用下被破壞。宏觀構(gòu)造被泥、砂、其他污染物填充，減弱了宏觀構(gòu)造的抗滑作用，使得路面的整體抗滑性能下降。

3 隧道水泥混凝土路面抗性性能不足處治措施

水泥混凝土路面抗性性能不足主要的處治措施為復(fù)做抗滑構(gòu)造和加鋪防滑罩面層。

3.1 復(fù)做抗滑構(gòu)造

水泥混凝土路面復(fù)做防滑構(gòu)造的主要工藝有硬刻槽、精銑刨、淺層銑刨、拋丸、噴砂打毛等。

（1）硬刻槽是采用刻槽機(jī)在舊水泥混凝土路面刻出如新建水泥混凝土路面的紋理，刻槽方法與新建基本一致。常用刻槽方式有橫向刻槽、縱向刻槽，槽走向、槽寬、槽深、槽間距對(duì)路面抗滑性能均有較大影響。刻槽深度在3 mm～

4 mm，刻槽寬度3 mm～4 mm，槽的間距在12 mm～22 mm不等距，縱向刻槽路面橫向力系數(shù)要明顯高于橫向刻槽路面，縱向刻槽對(duì)防止車輛側(cè)滑效果顯著;橫向刻槽路面能夠有效進(jìn)行縱向防滑，縮短制動(dòng)距離。因此中長(zhǎng)隧道下坡路段采用縱向刻槽。

刻槽所形成的構(gòu)造紋理清晰，可以有效提升路面排水，對(duì)原路面影響較小，短時(shí)間解決抗滑性能不足的問題，緩解交通事故的發(fā)生。但隧道水泥混凝土路面刻槽法本身具有成本較高、施工效率低、施工環(huán)境較差的特點(diǎn)，且刻槽法本身僅對(duì)明顯提升路面宏觀構(gòu)造，但不能恢復(fù)路面磨平的微觀構(gòu)造，在使用一段時(shí)間后，燈光照射下路面呈現(xiàn)“鏡面化”特征。

（2）淺層銑刨、精銑刨可以快速恢復(fù)路面的構(gòu)造紋理，與刻槽方式類似，短時(shí)間內(nèi)提升路面抗滑性能明顯，但其抗滑性能衰減也較為嚴(yán)重。而淺層銑刨對(duì)水泥混凝土面板擾動(dòng)較大，加速水泥混凝土面板破壞。精銑刨為采用銑刨機(jī)對(duì)水泥混凝土表面浮漿情形進(jìn)行深度5 mm～10 mm銑刨，對(duì)本身混凝土結(jié)構(gòu)影響較小，但提升抗滑性能效果有限，實(shí)際應(yīng)用中通常與加鋪瀝青路面結(jié)構(gòu)層結(jié)合使用。

（3）拋丸、噴砂打毛均是采用高速噴射打擊水泥混凝土路面，去除路面浮漿，重構(gòu)構(gòu)造紋理，不破壞原有路面結(jié)構(gòu)和平整度。實(shí)際使用中常常與加鋪層結(jié)合使用。

3.2 加鋪抗滑層

（1）復(fù)合式路面。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上加鋪一層或兩層瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，稱為復(fù)合式路面。采用這種復(fù)合式路面鋪裝結(jié)構(gòu)，即將水泥混凝土鋪于隧道路面的底層，其上鋪筑密級(jí)配瀝青混凝土。對(duì)于輕交通量的道路，一般采取加鋪一層瀝青混凝土即可而中等或重交通量的道路上，采取加鋪兩層瀝青混凝土才能滿足要求。復(fù)合式路面對(duì)隧道凈空高度有較大影響，但其施工工藝成熟，各項(xiàng)性能穩(wěn)定。

但隨著隧道瀝青路面中溫拌劑和阻燃劑的推廣使用，隧道內(nèi)通風(fēng)設(shè)施、消防設(shè)施的進(jìn)一步完善，新建隧道中基本都采用瀝青混合料和水泥混凝土填組成的復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)。在隧道舊路改造中，白加黑或者白改黑仍是主要的改造方式。

（2）微表處加鋪。采用微表處恢復(fù)隧道水泥混凝土路面抗滑性的技術(shù)，通常加鋪1～2層微表處，加鋪厚度為1 cm

～2 cm。加鋪厚度較薄，對(duì)隧道本身凈空高度、隧道燈光照明影響較小。微表處罩面層可以有效提高路面的抗滑性能，成本較低，可以解決病害處治后接縫滲水問題，并且為常溫施工，改善隧道施工條件，開放交通時(shí)間較快。但是微表處本身存在噪音較大，行車舒適度較差的問題。微表處雖然施工較為簡(jiǎn)單，但是對(duì)施工工藝和要求較高，且微表處罩面耐久性不及瀝青混合料罩面。

（3）薄層抗滑層加鋪。薄層抗滑層常見的瀝青混合料中的瀝青混合料超薄磨耗層、高分子聚合物薄層鋪裝。瀝青混合料超薄磨耗層常見的有Novaship超薄磨耗層、Utac磨耗層、Thus磨耗層、高韌瀝青磨耗層等。高分子磨耗層主要有采用環(huán)氧樹脂類的磨耗層、聚氨酯類的磨耗層。薄層抗滑層通常厚度在8 mm～20 mm，若結(jié)合精銑刨等工藝，對(duì)隧道本身凈空高度基本無影響。薄層抗滑層對(duì)瀝青路面抗滑性能提升明顯，且具有良好的耐久性，但與普通加鋪常規(guī)瀝青路面結(jié)構(gòu)層和復(fù)做抗滑構(gòu)造相比，成本較高，部分新材料抗滑改善效果的耐久性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

4 結(jié)論

隧道水泥混凝土路面因其所處復(fù)雜的環(huán)境，造成水泥混凝土路面抗滑性能衰減較快。可以通過重構(gòu)抗滑構(gòu)造如刻槽、精銑刨、淺層銑刨、噴砂打毛提高抗滑性能，該工藝工藝較為成熟，一定時(shí)間解決抗滑性能不足的問題，緩解交通事故的發(fā)生，但使用壽命有限，不能徹底解決抗滑性能不足的問。通過加鋪常規(guī)瀝青混合料、微表處、薄層抗滑層等材料，基本上可以非常有效的提高路面抗滑性能，提高隧道行車安全性和舒適度，但各種工藝成本相差較大，需根據(jù)隧道本身情況、投資預(yù)算合理選擇隧道抗滑處治方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊小龍，李波，李曉輝.甘肅省公路隧道混凝土路面抗滑特性測(cè)試與分析[J].公路工程，2015，40（3）：105-108.

[2]陳仲明，尤超，馬勝軍.公路隧道水泥混凝土路面抗滑處治技術(shù)研究[J].交通建設(shè)與管理，2014（12）：225-227.

[3]蔡邦國(guó).微表處在公路隧道路面修復(fù)工程中的應(yīng)用研究[D].重慶交通大學(xué)，2010.