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高速公路隧道水泥混凝土路面抗滑能力恢复技术的应用

发布于:2022-06-23 09:46:23 来自:道路桥梁/道路工程 [复制转发]


【摘要】 隧道水泥混凝土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土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土路面的抗滑处治,介绍铣刨刻槽、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土路面抗滑处治提供借鉴。


【关键词】 水泥混凝土路面 | 抗滑 | 刻槽 | 纹理化 | 铝矾土


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684座,累计长度达945km。隧道里程占全省高速公路运营总里程的9.1%,其中特长隧道89座、长隧道145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510km。


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[1]。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[2-4]。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40左右这一水平。


公路技术状况评定标准[5]将SFC低于40的运营水泥混凝土路面评定为中等,低于40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[6-9]。

表面刻槽技术

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。

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5~6mm;槽宽6~8mm;槽间距12~30mm。

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。

HOG表面纹理化技术

技术概要

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。

HOG-A型纹理化机车的技术参数如表1所示。在作业宽度为1.2m的工况下作业速度可以达到2~4km/h,能够重塑混凝土路面的摩擦系数、构造深度。

工程应用

2017年9月,某高速公路特长隧道应用了HOG表面纹理化技术。原路面于2012年12月通车,隧道全长约4km,采用普通水泥混凝土路面铺装,纵向刻槽。采用HOG表面纹理化技术处治时,先铣刨1cm,然后再采用A型车表面纹理化作业。形成的波浪形纹理在每m范围内有174条槽,间距3mm,深度约0.8mm,如图4所示。经过处治,横向力系数SFC由35提高到63,运营1年、2年后,SFC分别降低到47、42。

铝矾土抗滑表层技术

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黏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。

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14cm,条间距2.4cm、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/㎡,4.75mm粒径以下的铝矾土熟料的撒布量为10kg/㎡。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。

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。


全部回复(2 )

只看楼主 我来说两句抢地板
  • 广航交通
    广航交通 沙发

    不错!感谢分享!

    赞帖专用图2.png

    2022-06-23 17:40:23

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    赞同0
  • 蹦波尔霸
    蹦波尔霸 板凳


    感谢,学习一下。

    2022-06-23 14:10:23

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    赞同0
这个家伙什么也没有留下。。。

道路工程

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