文/廣東中和正通工程技術(shù)有限公司 劉先淼

在國(guó)內(nèi)隧道技術(shù)迅猛發(fā)展和成本明顯下降的有利條件下，高速公路長(zhǎng)隧道建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大。但隧道運(yùn)營(yíng)中發(fā)生的種種問(wèn)題表明，以常規(guī)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的隧道路面存在嚴(yán)重的安全隱患，因此應(yīng)高度重視現(xiàn)有隧道路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，分析其特點(diǎn)與不足，并提出切實(shí)可行的措施，為新建隧道路面建設(shè)和現(xiàn)有隧道路面處治提供解決方案。

長(zhǎng)隧道路面的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)

長(zhǎng)隧道路面處于狹小封閉的洞內(nèi)空間，運(yùn)營(yíng)和維修都有不同于一般路面的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面：

在隧道運(yùn)營(yíng)階段，路面受到廢氣、油煙、雨水等因素的影響明顯降低了路面的抗滑性；

隧道光線弱，可見(jiàn)度低，可視距離短，對(duì)行車安全不利，一旦發(fā)生交通事故，危害性更大；

隧道路面的維修養(yǎng)護(hù)困難、成本高，而且往往必須封閉施工，直接影響運(yùn)營(yíng)效益。

因此，與普通路面相比，隧道路面要求具有更可靠的抗滑安全性能、更及時(shí)的維修與養(yǎng)護(hù)。

長(zhǎng)隧道水泥路面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與存在問(wèn)題

水泥路面具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、承載能力強(qiáng)、水穩(wěn)定性和耐久性好、不易燃燒等優(yōu)點(diǎn)。但是，隨著通車運(yùn)營(yíng)的隧道增多，隧道水泥路面抗滑性能不足帶來(lái)的后果越來(lái)越受到關(guān)注。

經(jīng)分析各地的經(jīng)驗(yàn)和調(diào)查研究數(shù)據(jù)表明，隧道水泥路面本身抗滑性能衰減的主要影響因素有：隧道空間狹小，大型滑模攤鋪設(shè)備受空間制約施工難度大，而且工程規(guī)模相對(duì)較小，設(shè)備攤銷成本大，工程質(zhì)量難于保障；隧道空間封閉，空氣濕度大，充斥著汽車排放出的廢氣，混凝土表面容易碳化、粉化；隧道內(nèi)行駛條件差，汽車制動(dòng)頻繁，對(duì)路面的磨耗作用大。

另外，隧道水泥路面行車舒適性較差，主要表現(xiàn)在平整度差和噪音大。而且，一旦出現(xiàn)破損，水泥混凝土路面修復(fù)難度大、時(shí)間長(zhǎng)、成本高，并且嚴(yán)重影響正常的通車運(yùn)營(yíng)。

從以上分析可知，長(zhǎng)隧道水泥路面應(yīng)采取必要的技術(shù)措施提升路面平整度、摩阻系數(shù)和路表砂漿的耐磨性能。

長(zhǎng)隧道瀝青路面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與存在問(wèn)題

隧道瀝青路面最突出的優(yōu)勢(shì)是抗滑性能衰減情況比水泥路面好；同時(shí)，隧道瀝青路面的行車舒適性和噪音水平都比水泥路面優(yōu)越，路面破壞后可以快速維修，對(duì)運(yùn)營(yíng)影響小。但是，有些問(wèn)題仍然無(wú)法有效解決。

機(jī)械設(shè)備排放大量的廢氣，洞內(nèi)被有毒氣體籠罩，嚴(yán)重影響施工工人的身體健康和情緒，降低工效和工程質(zhì)量。此問(wèn)題可以通過(guò)安裝隧道排風(fēng)系統(tǒng)、溫拌技術(shù)等方法解決。

隧道路面形成的水膜是事故發(fā)生的主要原因。強(qiáng)制推行開(kāi)級(jí)配排水抗滑表層的方法，可以有效解決隧道路面的水膜安全隱患。但是，排水路面如OGFC技術(shù)引進(jìn)國(guó)內(nèi)已十幾年，因受到技術(shù)的困擾、耐久性不理想等問(wèn)題成為其應(yīng)用瓶頸。

瀝青路面基于其材料自身的特點(diǎn)，在洞內(nèi)發(fā)生事故引發(fā)火災(zāi)時(shí)，瀝青混凝土可燃燒并產(chǎn)生高溫(超過(guò)800℃)的有害氣體，造成人員燒傷或窒息死亡。為解決該問(wèn)題，有些地區(qū)采用阻燃瀝青路面技術(shù)，但據(jù)調(diào)查，阻燃劑技術(shù)并沒(méi)有改變?yōu)r青的燃料本質(zhì)，根本無(wú)法阻止瀝青路面在高溫火焰下燃燒。

隧道洞內(nèi)溫度較洞外穩(wěn)定，對(duì)瀝青路面的高低溫性能要求不高，但常年處于潮濕狀態(tài)，容易導(dǎo)致瀝青路面早期水損害，使其耐久性難于保障。目前還沒(méi)有很有效的解決方案。

綜上所述，長(zhǎng)隧道路面的選型受水泥路面事故率居高不下的影響，瀝青路面的應(yīng)用越來(lái)越多，雖然事故率明顯降低，行車舒適性有所提高，但防火災(zāi)燃燒和耐久性問(wèn)題還無(wú)法得到有效解決。

表1 水泥混凝土與超薄瀝青排水磨耗層組合路面結(jié)構(gòu)

新型隧道路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及適用型分析

基于上述分析，筆者提出一種新型路面結(jié)構(gòu)（見(jiàn)表1）。

該路面結(jié)構(gòu)以C20素混凝土調(diào)平隧道路基作為基層，如果是石質(zhì)路基段，要求厚度大于15cm；如果是土質(zhì)路基或空洞，應(yīng)回填40cm厚素混凝土。面層采用25cm厚C40水泥混凝土，在重交通和特重交通隧道可以采用鋼纖維混凝土或者連續(xù)配筋混凝土；在水泥混凝土面層之上加鋪一層2cm厚的超薄排水磨耗層，具有優(yōu)異的排水、抗滑和降噪性能，但其層厚薄，以一體化攤鋪工藝，同步灑布1.0kg/m2高性能改性乳化瀝青防水黏結(jié)層。該種路面結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析如下：

超薄排水磨耗層能夠及時(shí)滲透路面積水，使路表不會(huì)形成水膜；同時(shí)，其瀝青膜厚度達(dá)12um至15um，是普通瀝青混合料的2倍，瀝青膜被車輪磨光的周期更長(zhǎng)，使路面沉積的油污可以長(zhǎng)期不斷被帶走，不會(huì)形成類似水泥路面上光滑的油膜。因此，這種路面結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的抗滑性能，保障長(zhǎng)隧道行駛車輛的安全。

超薄排水磨耗層的層厚薄，只有常規(guī)排水磨耗層的一半，其內(nèi)部孔隙與路表開(kāi)口連通較好，孔隙堵塞時(shí)容易清理，而且自干性好，抗水損害性能優(yōu)良；防水黏結(jié)層采用高性能改性乳化瀝青同步灑布，具有可靠的防水黏結(jié)性能。因此，超薄排水磨耗層克服了常規(guī)排水路面耐久性不好的瓶頸問(wèn)題。

該路面結(jié)構(gòu)只有2cm厚瀝青混合料，發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，能被燃燒的數(shù)量有限，不會(huì)因此明顯增大事故的危害性。

超薄排水磨耗層破壞后，銑刨重鋪方便、快速而且經(jīng)濟(jì)，大幅降低養(yǎng)護(hù)成本和對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響。超薄排水磨耗層孔隙大，吸音效果顯著，能有效降低噪聲，提升舒適性。

一體化攤鋪速度達(dá)到12m/min至20m/min，是常規(guī)瀝青路面攤鋪速度的4倍至6倍，如果配套溫拌、凈味瀝青和設(shè)備減排技術(shù)，施工將更加環(huán)保便利。

一般路段反射裂縫是水泥路面加鋪超薄磨耗層難以解決的問(wèn)題，但在隧道內(nèi)沒(méi)有降雨，不會(huì)因?yàn)橛晁畯牧芽p滲入而導(dǎo)致路面的加速破壞，因此無(wú)需處理。

綜上所述，水泥路面加鋪超薄排水磨耗層路面結(jié)構(gòu)較好地解決了新建長(zhǎng)隧道路面和現(xiàn)有隧道路面的處治存在的問(wèn)題。

工程案例

廣樂(lè)高速公路的大瑤山梯子嶺隧道（南行樁號(hào)K41+010至K43+980）采用水泥路面，2015年因抗滑性能不足而加鋪一層2cm厚的超薄排水磨耗層，完工后檢測(cè)了主要性能指標(biāo)（見(jiàn)表2至表5）。

該隧道通車兩年來(lái)，事故率大幅降低，路面狀況良好，行車舒適性也有效提高。

表2 摩擦系數(shù)擺值BPN統(tǒng)計(jì)表

表3 橫向力系數(shù)SFC統(tǒng)計(jì)表

表4 構(gòu)造深度統(tǒng)計(jì)表

表5 滲水系數(shù)統(tǒng)計(jì)表

結(jié)論

長(zhǎng)隧道水泥路面的主要存在問(wèn)題是抗滑性能不足影響行駛車輛的安全，長(zhǎng)隧道瀝青路面的主要存在問(wèn)題是預(yù)防火災(zāi)燃燒和耐久性問(wèn)題；抗滑安全性能雖然優(yōu)于水泥路面，但與洞外相比依然偏高。水泥路面（包括新舊路面）加鋪超薄排水磨耗層，有針對(duì)性地解決了長(zhǎng)隧道水泥路面和瀝青路面的存在問(wèn)題，而且噪音低、舒適性好，便于快速維修養(yǎng)護(hù)，是安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的解決方案。