超级微表处在高速公路隧道中应用09年4月.doc

超级微表处在高速公路隧道防滑中的应用内容提要：本文介绍了贵州崇（溪河）遵（义）高速公路隧道由于路面湿滑交通事故频发，为了增加路面的抗滑性能，业主通过对常用的几种抗滑方式的比较，决定采用超级微表处对隧道路面进行防滑处理，经过对施工前后一年多的跟踪调查，在相同的时间段内，隧道内交通事故减少了94%，近一半的隧道一年多只是偶尔发生1到2起事故，有效地控制了事故在隧道内高发的问题，为隧道抗滑提供了一种新的选择。关键词：微表处; 高速公路 ; 隧道；应用1、问题的提出贵州省崇（溪河）遵（义）高速公路于2005年12月26日建成通车，公路沿线为山林重丘，全线118公里有隧道20座，其中最长的为凉风垭隧道，全长4085米，隧道路面为双洞双车道水泥砼路面。行驶通车一年多后，隧道中的交通事故频发，据交管部门统计，在不到两年的时间里隧道中发生的大小交通事故1136起，严重影响了高速公路的营运安全，急需对隧道路面进行抗滑处理。通过对常用的几种抗滑措施进行耐久性、经济成本、可行性的研究，决定采用超级微表处对隧道路面进行防滑处理。2、隧道事故发生的特点和原因2.1事故发生的特点 隧道内交通事故的发生主要有以下一些特点：公路全线发生的所有事故中，隧道内发生的交通事故占80%（1136起），沥青路面占20%（227起）。交通事故主要发生在入口200400m、长隧道的中段、出口前300800米路段。雨天事故高发，占81%（920起）。事故集中在长隧道和处于路线弯道中的短隧道，分别占总事故的51.5%（共585起）和46.4%（共527起），是事故总数的98%，特别是处于路线弯道中的隧道，由于线形的原因，使得这种隧道比大于2000米的长隧道更具危险性。事故多以车辆侧滑撞墙和侧滑撞车为主，占总事故的90%。22事故发生的原因 由于崇遵高速公路隧道的特殊性及其他技术原因，本次未对原路面进行摩擦系数检测。根据浙江省交管部门对当地隧道水泥砼路面横向附着系数的检测发现，除超速行驶及隧道营运排风照明设施开启不足等原因外，隧道事故多发的主要原因是洞内水泥砼路摩擦系数过低，洞外采用沥青路面与洞内采用水泥砼路面在干湿两种状态下的实测路面摩擦系数差异较大，见下表1：水泥砼路面在干、湿两种状态下路面摩擦系数 表1测 区隧道外路段（沥青路面）洞内150m200m隧道中段状 态干干湿干湿纵向附着系数0.740.580.370.530.36横向附着系数10075507048洞外为沥青路面时，纵(横)向附着系数无明显差异，而洞内为水泥砼路面时，纵(横)向附着系数有明显差异，且在湿态下下降一半。3、隧道原路面病害处理隧道原路面常见的病害主要是隧道内的水和水泥砼破板的处理：3.1、水害处理：穿山隧道中一般有大量的地下水存在，由于水的作用，容易对道路形成破坏，主要有三种表现形式：边沟渗水、墙顶和边墙渗水、路基地下渗水，对于前两种水害，一般采用疏通边沟及排水管道即可解除病害，而对于路基地下渗水则情况比较复杂，需要打开路面找到渗水源进行排除。 图1 路面唧浆3.2、破碎板：隧道中砼面板的破坏主要是因为：基层或面层强度不够；地下水破坏。处理的原则是排除地下水害，重新浇筑面板。4、喷砂打毛将加速的高强度钢砂喷射到砼表面，利用钢砂的冲击力撞击表面软弱的浮浆层，使其与强度较高的下层砼层剥离，从而清除浮浆并得到粗糙的宏观构造，见图3、图4。 图2 喷砂打毛示意图图3 喷砂打毛 图4 喷砂打毛后效果 1在彻底清理砼基面砼表层浮浆的同时，又不损坏表层下强度较高的砼层；2处理后的砼表面粗糙，抗滑能力好，大大增加了层间抗剪强度和结合强度，使砼基面铺装层的受力状态大为改善；5、微表处施工5.1超级微表处的概念超级微表处是在普通微表处的基础上引入壳牌“Ralumac”专利技术，并在普通的改性乳化沥青中加入了特殊添加剂，使乳化沥青混合料在室外的成型时间由原来的23小时缩短到0.51小时，大大减少交通管制时间，同时还能适应夜间、隧道、低温条件下的施工环境，扩大了微表处的使用范围。5.2材料5.2.1乳化沥青：采用慢裂快凝聚合物改性乳化沥青，改性乳化沥青中应添加具有阻燃效果的添加剂，其测试的性能指标见表2。改性乳化沥青技术指标要求 表2项 目单 位产品技术标准试验方法筛上剩余量085mm，%0.1JTJ0522000电 荷+JTJ0522000蒸发残留物%62.0JTJ0522000储存稳定性5d，%5JTJ0522000赛波特粘度SFs.250C20-100JTJ0522000恩格拉粘度s.250C6-28JTJ0522000蒸馏残留物性质针入度250C，100g，5s40-90JTJ0522000软化点0C（环球法）57JTJ0522000弹性恢复，250C%60JTJ0522000延度，50Ccm20JTJ0522000动力粘度，600CPa.s800JTJ05220005.2.2集料：石料采用当地玄武岩和石灰石按6:4比例二次破碎，集料形状应饱满接近立方体，石质应坚硬、耐磨，质量应满足表3的要求。 集料技术指及筛分指标要求 表3试验项目技术指标洛杉矶磨耗率（） 不大于30磨光值BPN 不小于42砂当量（） 不小于65坚固性（）（硫酸钠） 不大于12要求通过下列方孔筛（mm）的质量百分率(%)级配范围9.54.752.361.180.60.30.150.07510070904570285019341225718515控制界限（）55554325.2.3矿粉：普通硅酸盐水泥或石灰岩矿粉。所需矿粉类型和数量应由试验室拌和设计确定，并且作为矿料级配要求之一。铺设微表处时，为了更好的性能或更快的凝固时间，允许有百分之一的正负偏差。5.2.4水：必须是不含有害的盐和其他杂质的水。5.2.5添加剂：控制其快凝性和提高粘合力，应通过拌和设计确定，添加剂与其他成分的可混性必须得到检验。5.2.6粘层油：增加乳化沥青混合料与水泥砼路面的粘接，在铺筑微表处之前应喷洒粘层油，用量0.15kg/m2左右(指沥青用量)。 5.3微表处摊铺：微表处是充分利用改性乳化沥青的特性，将骨料、乳液、填料、水等原材料，按一定比例拌制成糊状流动均匀的稀浆混合料，并将其立即均匀摊铺在路面上，微表处的厚度一般为5mm-15mm，铺筑后经过乳液与骨料 图5 隧道内微表处施工的裹覆破乳、分离、析水、蒸发、固化等过程形成密实、坚固、耐磨的表面封层。微表处只用一种施工机具设备 -改性稀浆封层机即可完成施工作业，正常情况下只要5-7人即可完成微表处摊铺工作。刚铺好的微表处应做早期养护，禁止行车碾压，待混合料达到初凝内聚力CT12kg.cm时，可行人；当内聚力CT20kg.cm时，即可开放交通，隧道内由于没有阳光、温度低、湿气重，内聚力CT20kg.cm的时间一般在30小时以上，超级微表处开放交通的时间大约为14小时。6、结论通过对贵州崇遵高速公路隧道实施的情况看，超级微表处应用于隧道防滑是可行的：通过对隧道内微表处质量的跟踪调查，其使用性能良好；由于超级微表处增加了隧道路面的抗滑性能，从而大大减少隧道内的交通事故，根据交管部门统计，从施工完成后一年半的时间，全线隧道内交通事故只有69起，只占施工前的6%，特别是那些处于路线弯道中的隧道，事故高发的问题被彻底解决；加入阻燃剂的超级微表处也起到了阻燃作用，2008年9月风梅垭（隧道长度2743米）出口800米处内一大客车自燃，虽然客车被烧成废铁，但却未对路面造成燃烧破坏，有效地保护了乘客的生命和减少财产损失。 作者信息：1、 江礼忠 男 四川省交通厅公路局 高级工程师，本项目设计人员 四川省成都市洗面桥横街9号 610041 133309943002、 付义书 男 贵州省高管局 技工科科长 工程师 本项目业主贵州省贵阳市瑞金北路101号公路大厦 3、 冉龙强 男 贵州省高管局遵义管理处 副处长 工程师 本项目业主 贵州省遵义市外环路沙坝贵州省高管局遵义管理处参考文献：（1）、公路隧道设计规范JT