銑刨工藝提高隧道內水泥混凝土路面抗滑性能應用探討

    隨著我國高速公路建設隧道越來越多，多高速公路隧道比例占路線長度的50%左右甚更高,如已運營的廣甘、映汶高速公路隧道長度均占路線長度的50%左右，正在建設的雅康、汶馬高速公路隧道規(guī)模均超過路線長度的50%。近年來，隧道交通安全事故屢見報道，特別是晉濟高速公路巖后隧道'3 1”特別重大道路交通危化品燃爆事故后,隧道運營安全越來越引起人們的重視。研究表明:下坡方向長、特長隧道水泥混凝土路面易發(fā)生行車安全事故，這與洞身水泥混凝土路面抗滑性能嚴重不足密切相關,因此，有必要采取措施提高隧道內水泥混凝土路面的抗滑性能。中國多條縞速公路采用銑刨方式改善隧道內水泥混凝土路面的抗滑性能，但未見使用效果的系統(tǒng)跟蹤報道。本文選取了四川省內發(fā)生多起事故的高速公路，對多個隧道鋪裝銑刨前后的橫向力系數進行了跟蹤觀。

一、工程概況

1.1 LZ高速公路
CS隧道是LZ高速公路上唯一一座特長隧道， 全長5 106m，雙向四車道上下行分離式。2013年12月底建成通車,2014年6-7月份不到2個月的時間內發(fā)生12起交通事故。事故集中在下坡、隧道右洞的水泥混凝土路面段。
原路面結構隧道洞口段400 m鋪裝采用4cm改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA- 13+6cm中粒式改性瀝青混凝土AC -20C +防水粘結層+26cm水泥混
凝土基層+C20水泥混凝土調平層;隧道洞身段采用28cm水泥混凝土面層+C20水泥混凝土調平層。水泥混凝土路面采用滑模攤鋪,縱向刻槽施工工藝。.
1.2 YX高速公路
YX高速公路某段沿線地形險峻左幅為50 km的長大下坡為克服差，通過螺旋隧道展線降低平均縱坡。運營約2年時間內發(fā)生多起交通

事故，且集中在下坡、隧道左洞的水泥混凝土路面段。原路面結構:長及特長隧道洞口段300~500 m鋪裝采用4cm改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA- 13 +6cm中粒式改性瀝青混凝土AC -20C +隧道防水粘結層+24cm水泥混凝土基層+C20水泥混凝土調平層;長及特長隧道洞身段采用25~26cm水泥混凝土面層+C20水泥混凝土調平層。水泥混凝土路面采用橫向刻槽。

二、現場調研及交通事故特點
為剖析隧道內水泥混凝土路面事故多發(fā)原因，筆者進行了現場調研，并調取了事故視頻等資料,事故多發(fā)點具有以下特點:
(1)L Z高速公路CS隧道內水泥混凝土路面采用滑模攤鋪技術、縱向刻槽,刻槽施工規(guī)范,刻槽磨耗不明顯。YX高速公路上的隧道內水泥混凝
土路面采用橫向刻槽,刻槽有磨耗現象。無論是縱向刻槽還是橫向刻槽，刻槽之間水泥條幾乎沒有微觀抗滑構造用手觸摸非常光滑,在燈光照射下出現‘鏡面”一樣的反光現象。
(2)下坡段，重載貨車為降低輪轂的溫度,不停對輪轂灑水降溫,輪跡帶處路面潮濕,局部有積水現象。
(3)事故多發(fā)點主要位于下坡段，對應的上坡路段事故很少。
(4)隧道洞口過渡段采用復合式瀝青路面洞身為水泥混凝土路面，事故均發(fā)生于水泥混凝土路面段。
(5)根據發(fā)生事故時的視頻記錄，事故車輛主要是失去平衡，輕者打滑沖上路沿，重者側翻橫倒在隧道內，事故形態(tài)以側翻為主。
(6)通過壓縮行車道,強制限制行車速度,事故大大降低。

三、結論
(1)車速過快,部分車輛不按限速規(guī)定行駛，并在隧道內超車和隨意變更車道，導致發(fā)生交通事故的概率大大增加。通過壓縮行車空間，強制降低行車速度,限速由開始的80km/h，降為60km/h,事故明顯減少，車速過快是造成事故的主要外因。
(2)事故多發(fā)點位于下坡、隧道內水泥混凝土路面段，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急劇降低是引起事故多發(fā)的內在原因。
(3)事故多發(fā)點與水泥混凝土路面抗滑性能偏低，相關性較好,表明橫向力系數SFC可客觀反映水泥混凝土路面的宏觀抗滑性能,構造深度指
標應在水泥混凝土路面刻槽前測試以反映微觀構造。
(4)隧道內水泥混凝土路面多由土建單位建設，進行配合比設計時主要關注強度，忽視了作為路面對表面功能的需求，施工時反復抹平表面,使路表形成光面。盡管采用硬刻槽工藝提高了水泥路面的宏觀構造深度,但水泥路面的抗滑性能不僅與宏觀構造有關更與微觀構造密切相關光面的水泥路面幾乎沒有微觀構造,在潮濕或薄水膜狀態(tài)下路面抗滑性能明顯下降車輪與路面的附著力急劇降低，從而易引發(fā)交通事故。
(5)銑刨工藝可以改善隧道內水泥混凝土路面的抗滑性能，且常規(guī)銑刨效果優(yōu)于精銑刨，但運營約1.5后,SFC又將衰減到40以下，該工藝僅是臨時措施。因而在隧道水泥混凝土路面結構設計時，如果沒有考慮銑刨工藝對路面結構強度的影響,不宜推廣應用，否則易引起斷板等結構性病害。

(6)隧道洞口段瀝青路面橫向力系數明顯優(yōu)于水泥混凝土路面如有條件為提高隧道內水泥混凝土路面的抗滑性能，對運營或在建隧道，受凈空限制宜采用超級微表處或薄層罩面方案,待建隧道宜采用復合式路面或露石水泥混凝土。

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