【摘要】 隧道水泥混凝土路面的抗滑能力直接关系着隧道的行车安全，抗滑能力恢复是隧道水泥混凝土路面运营需要面对的普遍问题。结合工程案例，针对运营隧道水泥混凝土路面的抗滑处治，介绍铣刨刻槽、HOG表面纹理化技术、铝矾土抗滑表层等3种抗滑能力恢复技术的关键技术参数、工艺流程及处治效果，以期为其他隧道水泥混凝土路面抗滑处治提供借鉴。 【关键词】 水泥混凝土路面 | 抗滑 | 刻槽 | 纹理化 | 铝矾土
【摘要】 隧道水泥混凝土路面的抗滑能力直接关系着隧道的行车安全，抗滑能力恢复是隧道水泥混凝土路面运营需要面对的普遍问题。结合工程案例，针对运营隧道水泥混凝土路面的抗滑处治，介绍铣刨刻槽、HOG表面纹理化技术、铝矾土抗滑表层等3种抗滑能力恢复技术的关键技术参数、工艺流程及处治效果，以期为其他隧道水泥混凝土路面抗滑处治提供借鉴。
【关键词】 水泥混凝土路面 | 抗滑 | 刻槽 | 纹理化 | 铝矾土
山西隧道水泥混凝土路面现状及抗滑需求
截止2018年底，山西省通车运营的高速公路隧道共684座，累计长度达945km。隧道里程占全省高速公路运营总里程的9.1%，其中特长隧道89座、长隧道145座、中隧道178座、短隧道272座。在这些隧道中，长隧道、特长隧道大多采用水泥混凝土路面。2012年以前，以普通水泥混凝土路面为主，长约130km；2012年以后，普通水泥混凝土、连续配筋混凝土路面各占一半，合计约305km。中隧道、短隧道多采用沥青或复合式路面，约510km。
就水泥混凝土路面的抗滑构造而言，2007年以前，以拉毛或拉毛后横向刻槽为主；2007年以后，以拉毛后纵向刻槽为主[1]。由于隧道内路面湿滑、车辆加减速频繁、视线不良等方面的原因，隧道内的交通事故率高于隧道外[2-4]。因此，隧道路面的抗滑问题在设计、施工和后期运营中都备受关注。据统计，隧道内的抗滑衰减快于隧道外，一般2~3年后横向力系数SFC就衰减到40左右这一水平。
公路技术状况评定标准[5]将SFC低于40的运营水泥混凝土路面评定为中等，低于40即需对抗滑能力进行处治。对于运营水泥混凝土路面，常用的抗滑能力恢复的做法有沥青混合料罩面、同步碎石封层等黑色处治方案。但山西长隧道、特长隧道较多，考虑到隧道防火安全，对原有水泥混凝土表面进行处治、并保留原有白色特征也是常见的做法[6-9]。
表面刻槽技术
技术概要
表面刻槽技术是通过金刚石刀片组切割，在混凝土表面形成规则的纹理构造。它适用于路面结构完好、平整度较高、仅表面宏观纹理磨损的场景，可以为路表水提供排泄渠道，减少水溅、雾飘。表面刻槽的技术参数主要有：槽深度(a)、槽宽度(b)、槽间距(c)，如图1所示。
为了使刻槽深度均匀、可控，作业时，通常先铣刨再刻槽。实际操作中，可以根据路线线形、路面横断面型式、路段平均车速等，针对性地确定刻槽深度、宽度、槽间距、槽走向等槽参数。对于隧道路面，平均车速为70km/h，典型槽参数为：槽深5~6mm；槽宽6~8mm；槽间距12~30mm。
工程应用
2016年8月，某高速公路隧道上行线K11＋505~K14＋479段采用槽深5mm、槽宽6mm、槽间距16mm对原普通水泥混凝土路面进行了处治。原路面于2012年通车，表面抗滑措施为纵向刻槽。由于隧道下坡路段长、交通量大、重车多，抗滑衰减较快，2016年8月的实测横向力系数SFC为32，存在较大安全隐患，见图2。重新铣刨刻槽后，SFC提高到54。经2年、3年运营后，实测横向力系数SFC分别为46、44，衰减情况较理想。
HOG表面纹理化技术
技术概要
HOG表面纹理化技术是新乡索朗机工坊引进加拿大HOG型飞机跑道高仿型纹理化处理机车，消化吸收后开发的技术，采用金刚石刀片切割研磨水泥混凝土路表，在路表形成波浪形的纹理构造，如图3所示。其不同之处在于，它可以通过调整研磨片、切割片的间距、高度，实现连续断面构造、或者间断断面构造。
HOG-A型纹理化机车的技术参数如表1所示。在作业宽度为1.2m的工况下作业速度可以达到2~4km/h，能够重塑混凝土路面的摩擦系数、构造深度。
工程应用
2017年9月，某高速公路特长隧道应用了HOG表面纹理化技术。原路面于2012年12月通车，隧道全长约4km，采用普通水泥混凝土路面铺装，纵向刻槽。采用HOG表面纹理化技术处治时，先铣刨1cm，然后再采用A型车表面纹理化作业。形成的波浪形纹理在每m范围内有174条槽，间距3mm，深度约0.8mm，如图4所示。经过处治，横向力系数SFC由35提高到63，运营1年、2年后，SFC分别降低到47、42。
铝矾土抗滑表层技术
技术概要
铝矾土是铝土矿物经高温烧结的产物，如图5所示，主要成分是氧化铝，硬度比天然岩石高，磨光值在70以上。铝矾土抗滑表层为采用环氧树脂黏结铝矾土熟料形成的抗滑表层，类似沥青碎石封层，可以做成一层，也可以是多层。
工程应用
2018年10月，某高速公路隧道实施了约100m的铝矾土抗滑表层试验段。该高速公路于2017年通车，实施路段原路面为水泥混凝土路面，纵向刻槽，每组15条，组间距14cm，条间距2.4cm、槽深5mm。由于该路段处于长上坡段，交通量大且交通事故率较高。据统计，通车1年内，交通事故达1.19起/月。试验段实施时，局部路面的实测横向力系数仅为29左右。
由于试验段较短，仅100m，施工基本采用手工作业。工艺为：先喷砂、清理路表；再涂洒环氧沥青；然后摊铺铝矾土集料。环氧树脂的用量约为1.5kg/㎡，4.75mm粒径以下的铝矾土熟料的撒布量为10kg/㎡。处治后的路面效果如图6所示，SFC恢复到了67，1年后测试的结果是56，衰减情况较理想。
结 语
针对运营隧道水泥混凝土路面的抗滑能力恢复问题，阐述了表面铣刨刻槽、HOG表面纹理化技术、铝矾土抗滑表层等3种抗滑能力恢复技术的原理、关键技术参数、工艺流程及处治效果。结果可为其他隧道水泥混凝土路面抗滑处治提供借鉴。
