微表处在雅西高速公路隧道水泥路面抗滑处治中的应用

杨智敏

(四川川高工程技术咨询有限责任公司，四川 成都 610041)

0 引 言

随着中国高速公路建设向山区和丘陵地带延伸和拓展，公路隧道的数量和里程每年均快速的增加[1-2]，但由于隧道内特殊的环境状况，隧道路面的抗滑性能下降很快，尤其是水泥路面，这给隧道路面的行车安全带来十分严重的挑战[3-6]。

微表处养护技术具有施工周期短、常温施工节约能源资源、改善路面抗滑性能的优点，因而在路面养护中得到广泛的应用。贺华[7]、杨奇竹[8]、韩春来[9]、周娜[10]等研究了SBS改性乳化沥青及其在微表处中的应用。李廷[11]、罗正斌[12]研究了SBS胶乳的制备及其在微表处的应用。肖晶晶[13-14]研究了SBR改性乳化沥青及其在微表处的应用。雪彦鹏[15]研究了微表处用水性环氧改性乳化沥青的性能。郑南翔[16]提出了一种添加橡胶粉的低噪音微表处，可降低微表处路面的噪音。詹成根[17]研究了一种明色降噪微表处可以提高隧道路面的亮度和抗滑性能。王磊[18]综合研究了级配、集料类型、纤维等因素对微表处路用性能的影响。可见国内外学者对微表处的性能优化做了大量研究，但对微表处在改善隧道路面抗滑和工程应用方面的研究不足。

雅西高速公路的部分隧道采用了水泥混凝土路面，经过一段时间的通车运营后出现了抗滑性能不足，导致在隧道内多次发生交通事故，为改善隧道内水泥混凝土路面的抗滑性能，提高行车的安全性，研究采用微表处技术加以处治，抗滑性能得到显著提升，抗滑效果明显。

1 隧道路面抗滑性能调查

处治前，分别对罗家山隧道和扯羊隧道水泥混凝土路面进行抗滑性能调查，调查结果见表1、2所示。

表1 罗家山隧道右线水泥混凝土路面抗滑性能指数SRI评定表

表2 扯羊隧道右线水泥混凝土路面抗滑性能指数SRI评定表

从表1、2中的检测结果可以看出，处治前罗家山隧道、扯羊隧道右线水泥混凝土路面抗滑性均以次差为主，抗滑性能不足，主要原因如下：

(1)在隧道水泥混凝土路面施工振捣和收光过程中，表层粗骨料下沉，导致表层部分大都是浮浆，砂浆材料本身耐磨性能较差，耐久性不足。

(2)隧道内的交通渠化情况较为严重，在交通荷载的反复作用下，隧道水泥混凝土路面纹理很容易被磨耗掉。

(3)重载货车行车过程中不断洒水，使得路面轮迹带长期处于潮湿状态，极大地降低了车辆轮胎和路面之间的摩擦力，加剧了抗滑性能指标的降低。

2 隧道水泥路面抗滑处治工程措施

对原水泥混凝土面板采用全自动无尘打砂机进行喷砂打毛处理后，采用1 cm微表处罩面对原路面进行处治，能有效提高路面的抗滑、平整度等性能，提升路面的使用寿命，易于后期的养护维修。

2.1 原材料要求

2.1.1 改性乳化沥青

微表处必须选用阳离子型聚合物改性的乳化沥青，改性剂SBR剂量不小于4%。微表处用改性乳化沥青技术要求见表3。

表3 微表处用乳化沥青技术要求

2.1.2 矿料

微表处用矿料采用不同规格的粗细集料参配而成，其中2.36～9.5 mm的骨料采用玄武岩经过多级破碎而成，2.36 mm以下可以掺加35%左右的由石灰岩轧制的细集料。集料形成应饱满接近立方体，石质应坚硬、耐磨，质量应满足表4的要求。

表4 微表处用粗细集料质量要求

2.1.3 黏层油

采用与微表处相同的改性乳化沥青。

2.1.4 填料

微表处矿料中可以掺加矿粉、水泥和消石等填料。填料应干燥、疏松，无结团，应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2017)中的相关要求。矿粉的主要作用是改善矿料级配。水泥、消石灰等具有化学活性的填料的主要作用是调整稀浆混合料的拌合时间、成浆状态和成型速度等。设计推荐采用1%～2%的水泥，掺加量须通过混合料设计试验确定。

2.1.5 添加剂

添加剂的主要作用是调节稀浆混合料可拌合时间、破乳速度、开放交通时间等施工性能，并在一定程度上改善混合料的路用性能，但不得对混合料路用性能产生不利影响。未经试验验证的添加剂不得在施工中采用。

2.1.6 水

微表处用水不得含有有害的可溶性盐类，或能引起化学反应的物质和其他污染物。本设计采用可饮用水。

2.2 混合料配合比设计

混合料的矿料级配不应超出表5规定的各筛孔通过率的上下限。混合料设计时，可拌合时间试验温度应考虑最高施工温度，黏聚力试验的试验温度应考虑施工中可能遇到的最低温度。除此之外，还须结合原路面状况、气候及交通因素等的基础上综合确定混合料配方。单层微表处通常的材料用量范围可参照表6，稀浆混合料的室内试验技术指标应满足表7的要求。

表5 微表处矿料级配

表6 单层微表处通常的材料用量范围

表7 微表处混合料技术指标

2.3 施工工艺

2.3.1 施工准备

施工前对乳化沥青、矿料、水和填料等材料进行质量检查，符合设计要求后方可使用。

对施工机具进行施工前检查和标定，各种施工机械和辅助工具均应备齐，并保持良好工作状态。

2.3.2 原路面打毛

对水泥混凝土面板采用全自动无尘打砂机进行喷砂打毛处理，清除表面浮浆，使之成为清洁、干燥、平整的粗糙基面，构造深度不应小于0.5 mm。

2.3.3 黏层油施工

喷砂打毛混凝土路面后应喷洒(改性乳化沥青)黏层油。洒黏层沥青喷洒量一般为0.15～0.2 g·m-2(以沥青重量计)，应试洒后确定用量，注意洒布的均匀性，不得过量，不得漏洒。黏层乳化沥青洒布后，应待破乳、水分蒸发完后才可进行下道工序的施工。

2.3.3 微表处的施工

将符合要求的各种材料装入封层车内，将装好料的封层车开至施工起点，对准控制线，放下摊铺槽，调整摊铺槽使其周边与原路面贴紧。

拌好的混合料流入摊铺槽并分布于摊铺槽适量时，开动封层车匀速前进，需要时同时打开封层车下边的喷水管，喷水湿润路面。

旋工速度以保持混合料摊铺量与搅拌量基本一致为准。当封层车内任何1种材料快用完时，应立即关闭所有输送材料的控制开关，让搅拌器中的混合料搅拌完，并送入摊铺槽摊铺完后，封层车停止前进，提起摊铺槽，将封层车移出摊铺点，用水清洗摊铺槽。施工中不得随意抛掷废弃物。

2.3.4 初期养护

混合料铺筑后，在开放交通前禁止一切车辆和行人通行。混合料能够满足开放交通的要求后应尽快开放交通。

2.3.5 工程验收

工程完工后1～2个月时，将施工全线以1～3 km作为一个评价路段进行质量检查和验收，检查项目、频率、要求及方法见表8。

表8 微表处交工验收检验要求

3 处治后效果分析

雅西高速罗家山隧道和扯羊隧道微表处于2016年11月施工，先后于2016年11月、2017年3月和2017年10月进行检测抗滑性能，具体检测结果见表9、10。

表9 罗家山隧道检测结果

表10 扯羊隧道检测结果

从表9、10中可以看出：采用微表处技术处治后路面抗滑性能得到大幅度的提高，2座隧道横向力系数(SFC)值分别达到89.4和81.3；抗滑性能随着时间的增加而降低，通车4个月后SFC平均降低了21.31%，通车1年后SFC平均降低了35.02%。

4 结 语

(1)高速公路隧道内水泥混凝土路面的抗滑性远低于隧道外沥青路面的抗滑值。

(2)采用单层微表处技术对隧道水泥路面进行表层抗滑处治并未出现处治层规律性的脱落病害问题。

(3)微表处处治后的隧道水泥混凝土路面的SFC得到大幅度提高，罗家山和扯羊2座隧道的SFC值分别达到89.4和81.3，远大于规范要求值。

(4)抗滑性能会随着时间的增加而降低，微表处完工通车4个月后轮迹带处SFC平均降低了21.31%，通车1年后罗家山隧道SFC为46.4，扯羊隧道SFC为41，通车1年后SFC平均降低了35.02%。1年后虽然轮迹带处SFC衰减了，由于行车轮迹带两侧仍有非常高的SFC，两侧的高阻滑作用使得隧道内仍能在一段时间内保证行车安全。

(5)为使单层微表处技术对隧道水泥路面进行表层抗滑处治的耐久性提高，应采用磨光值大、耐磨的岩浆岩碎石集料、调整集料级配和掺加橡胶颗粒、使用SBS等稳定性更好的改性乳化沥青等复合型微表处混合料。