隧道水泥路面抗滑性能改善措施及应用效果

1.1精铣刨措施工程实践及效果

1.1.1 精铣刨技术

精铣刨技术原理:通过一定深度的铣刨，去除水泥路面的部分浮浆，提高路面弹性模量，并采用铣刨机上的传感器实现自动找平、自动控制铣刨深度，在原水泥路面上铣刨生成新的、具有细密纹理的水泥路面，从而提高路面抗滑性能和平整度，标准铣刨和精铣刨工作原理分别见图1和图2。

面层铣刨深度根据现场铣刨水泥路面表面浮浆厚度而定:现场检测浮浆厚为4mm，确定最佳铣刨厚为8mm，铣刨槽口间距7.5mm，槽口角为120°。

1.1.2 应用效果

对铣刨前后路面横向力系数SFC进行了检测，检测结果见图3。

1.2超薄磨耗层加铺措施工程实践及效果

1.2.1 UTAC-10薄层罩面

超薄沥青混凝土磨耗层UTAC(Ultra Thin Asphalt Concrete)是一种新型的高速公路预防性养护材料，起源于20世纪80年代的法国，前期用于养护磨耗层，后推广用于新建路面，近年来发展为预防性养护超薄沥青混凝土面层。UTAC混合料中粗集料含量较高，形成骨架嵌挤结构，能提高路面抗车辙能力，又有相当数量的细集料填充骨架的空隙，形成骨架密实结构，能提高水稳定性及耐久性。其他特点包括:(1)UTAC-10混合料比较细，施工均匀性较强，不易产生离析，质量更容易控制;(2)厚度较薄，相对其他路面修复技术(AC-13、SMA等)造价低;(3)对工程机械无特殊要求，对原材料也无特殊要求，没有技术上的难点[5-6]。

1.2.1.1 配合比设计

对二号高速公路隧道水泥路面采用3cm厚UTAC-10罩面。配合比级配及马歇尔试验结果分别见表1~表2。

1.2.1.2 应用效果

对UTAC-10超薄磨耗层加铺前后进行横向力系数检测，检测结果见图4。

从UTAC-10加铺前后检测结果可见:(1)采用UTAC-10加铺罩面后，大部分路段SFC提高，提高幅度为1.1~16.4;(2)加铺后SFC总体平均值为59.0，相对加铺前提高8.1，加铺后隧道各路段SFC变异系数为8.5%，稳定性较好。

1.2.2 Novachip超薄层罩面

Novachip超薄磨耗层是美国科氏材料公司注册的一种针对交通荷载大、路面性能要求高的新型道路表面处理材料，主要应用于高等级沥青或水泥路面的预防性养护和一般病害的矫正性养护，也可以作为新建道路的表面磨耗层。Novachip超薄磨耗层由超强粘结能力的NovaBond改性乳化沥青粘结层和高性能的BovaBinder间断半开式级配改性热沥青混合料组成，通过独特的施工工艺进行施工。该结构层具有抗滑性能好、行车舒适、抗磨耗、工期短、开放交通早、改善平整度、降低路面行驶噪音、施工中不影响正常交通和费用低等优点，能快速改善道路的行驶状况，是一种应用前景较好的抗滑表层形式，符合现代高速公路养护发展方向[7-8]。

1.2.2.1 设计要求

对三号高速公路隧道水泥路面进行Novachip罩面加铺，加铺厚度为2cm，混合料级配选用B型。为保证Novachip的粘结强度，对水泥路面进行3~5mm浅层铣刨。混合料级配要求见表3。

1.2.2.2 应用效果

对Novachip超薄磨耗层加铺前后的抗滑横向力系数SFC进行检测，检测结果见图5。

从Novachip加铺前后检测结果可见:(1)采用Novachip超薄磨耗层对隧道水泥路面加铺后，横向力系数SFC大幅提升，加铺前抗滑SFC指标总体平均值为46.9，加铺后，SFC平均值为79.7，SFC增加32.8;(2)加铺前横向力系数SFC变异系数为17.1%，加铺后降低至10.0%，抗滑性能均匀性提高，在高速行车状况下，路面抗滑均匀性的提高能有效确保车辆平稳持续的运行，避免因路面状况突变而导致行车操作难度增大，对于高速行车安全性具有重要的意义。

1.2.3 改性沥青混凝土加铺罩面

四号高速公路某隧道水泥路面进行了AC-16C沥青混凝土加铺罩面处理，加铺前后的横向力系数检测结果见图6。

从加铺前后的检测结果可知:加铺前，SFC均值为29.1，加铺AC-16C后横向力系数大幅提升，SFC均值为65.1;加铺前后，SFC变异系数由12.0%骤降至4.5%，说明加铺AC-16C沥青路面抗滑性能效果及稳定性均较好。主要原因是由于AC-16C沥青混合料的级配为粗型，公称最大粒径为16mm，具有一定宏观构造，能提供较好的抗滑性能。

1.2.4 路面水洗措施工程实践及效果

对五号高速公路隧道水泥路面进行清洗，清洗前后对横向力系数SFC进行检测，检测结果见图7。

从清洗前后SFC检测结果可以看出:隧道水泥路面SFC没有明显的变化规律，83.3%的路面抗滑横向力系数变小，抗滑性能降低;16.7%的路面横向力系数增大，抗滑性能提高。

清洗后其变异系数稳定性变化不大。

2.1抗滑性能改善效果对比

2.2 综合性能对比评价

(1)隧道水泥混凝土路面防滑处治技术可分为复做防滑构造法、加铺罩面层法两大类，其中最常见的为超薄磨耗层加铺罩面、改性沥青混凝土加铺罩面、拉毛或精铣刨。

(2)高速公路隧道水泥路面经过水洗、铣刨、薄层罩面、改性沥青混凝土加铺处治后，路面横向力系数SFC均有不同程度的改善，就整体情况来看，加铺罩面改善效果优于复做防滑构造效果。

(3)从各处治措施实施后的横向力系数SFC对比来看，抗滑效果优劣次序为Novachip罩面＞AC-16C加铺＞UTAC-10加铺＞精铣刨;从各措施实施后SFC变异系数来看，抗滑稳定性优劣次序为AC-16C＞精铣刨＞UTAC-10＞Novachip。

(4)综合上述实测结果及对比分析，Novachip超薄层罩面是改善隧道路面抗滑性能较好的处治方法。