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对“适合国内公路隧道特点的路面新技术”的综述与应用建议

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-03-14  来源:中国公路网  浏览次数:2031
核心提示:一、适合国内公路隧道特点路面新技术(一)排水沥青路面隧道复合式路面表面层的沥青混合料,除常见的骨架密实结构SMA(沥青玛蹄脂
 一、适合国内公路隧道特点路面新技术
 
(一)排水沥青路面
隧道复合式路面表面层的沥青混合料,除常见的骨架密实结构SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)和骨架空隙结构OGFC(开级配沥青磨耗层)外,也可考虑采用“排水沥青路面”。“排水沥青路面”是指压实后空隙率在18%以上,厚度4~5cm 的路面表层。由于具有大空隙结构,能够在混合料内部形成排水通道,面层积水会渗入路面内部并横向排除,从而消除严重影响行车安全的路表水膜。大量试验测试和研究表明其在高速行驶、湿摩擦和紧急制动等情况下的抗滑性能优势明显,并具有降噪的作用。排水沥青路面在国内外广泛使用,具有排水、抗滑、降噪、阻燃等良好的服务功能,又称“多孔沥青路面”、“低噪音路面”。
 
(二)露石砼路面
露石砼路面”是近年来水泥砼路面的改良结构,指在面层水泥砼混合料铺筑完成后,喷洒露石剂对砼表面进行化学处理,使表面2~3mm厚水泥砂浆在一定时间内不凝结,但不影响主体砼的正常凝结硬化,当主体砼达到一定强度后,再用刷洗其表面进行表面除浆,露出2mm左右高度、均匀分布的粗集料表面后,形成的水泥砼路面。设计方面与常规水泥砼路面无异,但在原材料、辅助材料、施工工艺、检测等方面的要求有所不同,可改善其表面路用服务功能。实践证明其抗滑、减噪降噪、散光防眩、排水、耐磨等性能良好,同时本身是浅色、亮度高的水泥砼路面,表面磨损小,尘土量减少,有助于提高车辆在隧道内的能见度。以上特点,适合在隧道内(尤其是长隧道)的应用。此外,通过采用彩色硅酸盐水泥、以天然彩色集料或烧制彩色陶粒做粗集料、添加着色剂等方法,可铺设彩色露石砼路面。
 
(三)温拌沥青砼技术
“温拌沥青砼技术”是介于热拌和常温拌合混合料之间的沥青混合料拌合技术,在同样原材料条件下,拌合和压实温度一般比热拌低20~40℃。其技术核心是:采用物理(如机械发泡)或化学(如表面活性剂)手段,增加混合料的施工操作性;在基本不改变沥青砼材料配比和施工工艺的前提下,这些物理或化学添加剂不应对路面使用性能构成负面影响,其性能可达到传统热拌沥青砼的要求。与常规热拌热铺的沥青砼相比,对温拌沥青砼技术优点的普遍共识是:
 
1、可节省燃油消耗,减少温室气体排放量和污染环境的“沥青烟”,节能减排效果较明显,属于“低碳、环保、节能”技术。(采用机械发泡等物理手段的温拌技术,节能减排效益明显;由于温拌剂生产环节也需要能耗,从更大范围内“全寿命周期”的角度分析,对采用添加剂等化学手段的温拌技术,是否真正节能减排,目前还有一定争议)
 
2、混合料的允许储存时间和运输时间显著延长,路面施工的灵活性、便利性增加。
 
3、更方便夜间施工、更短的开放交通间隔、更长的有效压实时间。
 
4、在山区或交通不便地区,可减少拌合站场设置。
 
5、可压实温度范围比热拌混合料要宽,对低温季节、寒冷地区和具有严格工期要求的项目意义较大。
 
6、更方便混合料的厂拌再生利用。
 
7、与沥青冷补材料结合应用,更方便混合料的薄层加铺、超薄磨耗层的分幅摊铺等,近年来,在路面的养护、快速微表处、病害处理、改扩建、大中修改造工程中等应用越来越多。考虑到隧道的特殊环境,对隧道路面的环保、安全施工的意义更加明显。
 
8、长大隧道的沥青路面施工如何排除烟尘是一个技术难点,很多长大隧道因此转而选择水泥路面。温拌混合料无烟尘,将免去施工的多数通风成本,改善工人操作环境,可在一定程度上解决“长大隧道沥青路面方案”的选择顾虑。
 
(四)沥青砼浅色路面(也称“路面明色提升技术”)
沥青砼路面也称“路面明色提升技术”,在行车舒适性、防水、抗滑、降噪等方面均优于水泥砼路面,唯隧道内驾驶视觉逊色于水泥砼路面。不同路面形式对照明亮度的影响是较明显的,同样情况下,传统黑色沥青砼路面的照明和运营电费较高。因此,采用必要的“明色铺装技术”将沥青砼路面的“黑色”改为“浅色”,在保证沥青砼路面优点的前提下,提高路面的照度值,对节约电力资源、降低隧道运营成本意义很大。
 
隧道照明的特点是白天也需要照明,且白天照明涉及“入口及其相邻区段的视觉适应”等问题,比夜间照明问题更复杂。“浅色路面”广义上包括“彩色路面”和“反光路面”。“彩色路面”主要是采用添加颜料的方式使混合料或涂铺材料上色;“反光路面”主要是采用添加具有反光或是荧光效果的骨料的方式。
 
二、其他相关新技术情况
 
(一)阻燃沥青砼路面
“阻燃沥青砼路面”是指在混合料内掺加阻燃剂的路面,其基本原理和作用国内外有共识,相关材料、产品等的研究成果和实践很多。目前阻燃沥青砼已产业化,并形成一定的市场规模,发展前景较好。但目前国内尚无较权威的统一标准,在产品生产、设计、施工、检测、测试、验收等各环节指标,各地区、各机构实践应用差异较大,其真实性价比、外掺剂对混合料其他指标影响等方面也有待进一步检验。
 
(二)浇筑式沥青砼
“浇筑式沥青砼”具有整体性好、与面板的随从性优良、防水、抗老化、抗疲劳等性能良好、施工便利、服务期内维护成本低、对交通干扰小等优点,目前除在桥面铺装方面的重点应用外,在隧道工程方面也有不少成功经验。在欧洲、日本等国家的应用情况总体良好,是一种值得关注的面层铺装材料。但由于各方面综合原因,浇筑式沥青砼虽然已引入我国多年,实践中效果却始终参差不齐,故暂不建议在“公路隧道路面”中采用。
 
(三)利用围岩地温能、太阳能等清洁能源
在有条件利用围岩地温能、太阳能等清洁能源的地区,将“地源热泵系统”、“自动热控”等相关能源技术与“主动融雪防冰”方向相结合,消除或减轻隧道进出口段路面“冰雪养护”的工作量,是“绿色能源”在交通领域值得关注、发展潜力较大的的重要内容之一。但目前该部分涉及多领域学科,且应用较少,故有待进一步检验。
 
(四)路面预防性养护
“路面预防性养护”与传统管养理念有所区别,是指“在路面结构强度充足,仅表面功能衰减的情况下,为恢复路面表面的服务功能而采取的一种周期性的技术措施”,强调养护管理的主动性、计划性、合理性。近年来“路面预防性养护”的理念已被公众接受,被认为是在全寿命周期中费用效益比最优的养护措施之一。与正常路段相比,隧道路面的预防性养护更强调智能、快速、同步等特性。该部分侧重点不在设计方面,而在养护施工的“材料、设备、工艺一体化”等方面。
 
(五)路面材料的再生循环利用
“路面材料的再生循环利用”是“绿色能源”在交通领域的重要内容之一,相关“路面再生材料”方面的技术成果很多。但鉴于现阶段我国公路路面工程和隧道工程的实际情况,故暂不提倡在“公路隧道路面”中采用。
 
在摊铺箱调整后,要符合摊铺路面的弧度和宽度。同时,要按照步骤对其进行整理,从而,调整好摊铺的路面厚度。
 
(六)密闭环境下的汽车尾气
与常规段落相比,隧道空间封闭,汽车尾气浓度大且消散较慢。因此,对可降解汽车尾气等有害气体的路面材料研究,对隧道工程有很大意义。但目前的相关研究成果大都为光催化降解技术,有掺入式和涂覆式两种。而隧道内光线相对较暗,光催化性能弱,对其在隧道工程内的应用效果有一定影响,但这是值得关注的一个重要方向。
 
三、对隧道路面设计人员的建议
 
(一)开阔视野,增大知识面
应适当开阔视野,增大知识面,对隧道施工、养护、通风、照明、消防给水、机电、交安、改扩建、安全风险评估等一系列相关隧道类的规范进行必要的了解,在设计阶段给予统筹考虑,才能做出更合理的设计。
 
(二)关注和跟踪各种国内外“四新”技术
应对路面工程方面的各种国内外“四新”(新材料、新设备、新工艺、新技术)成果和发展趋势给予必要的关注和跟踪。在实践中,应针对不同隧道工程的实际情况,在必要合理论证的基础上,积极、谨慎的加以应用。尤其是在主体工程正常路段的路面采用“四新”技术成果时,既要结合主体工程试验段积极应用,也要充分考虑“隧道工程”的特殊性。
 
(三)设计应考虑隧道特点
设计阶段宜考虑“隧道工程路面”的特点,结合国家提倡的“平安交通”和“标准化”理念,为施工、养护、维修、检测、监测、病害及时处理、防灾减灾、防二次灾害、应急抢险、各阶段安全性评价等各方面提供便利。
 
(四)绿色交通
宜结合国家提倡的“绿色交通”理念,应用各种“绿色能源”和低碳、环保、节能技术。
 
(五)出台相关技术规范
“隧道路面”属于“路面工程”分支,但特殊性明显,建议部里可考虑出台专门的“公路隧道路面”相关技术规范或规程,以更好指导设计。
 
 
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