Nova Chip超薄罩面防滑处置技术在隧道路面养护中的应用

（甘肃省天水高速公路处，甘肃 天水 741000）

1 工程概况

麦积山隧道位于天水市麦积区利桥乡，穿越秦岭主脊，是G30连霍高速宝天段头号控制性工程，全长12.286公里，是甘肃省第一长大公路隧道。路面为26cm厚水泥混凝土路面，原设计为30号水泥混凝土,抗弯拉强度5MPa。现由于隧道内路面刻槽磨耗殆尽，造成了大量交通事故。经一段时间运营后，水泥混凝土路面出现大量磨光现象，已严重影响到道路通行安全。

麦积山隧道地形地貌为构造侵蚀低中山区，地形复杂，山势陡峭，河谷深切，山峰海拔1800-2200m,山体主要由片麻岩、片岩、板岩以及白垩系的砂砾岩及砂岩构成。沿线按公路自然区划为Ⅴ1区（秦巴山地润湿区），属暖温带亚湿润气候。气候温和湿润，冬冷却无严寒，夏热而无酷暑，雨热同季，光照充裕，区内多年平均气温11℃,7月平均气温22.8℃,1月平均气温-2.0℃；极端最高气温32.8℃,极端最低气温-17.4℃,平均降水量550.0-679.1mm。

2 建设必要性

根据隧道运营监测分中心统计，由于隧道内水泥路面刻槽磨耗殆尽，时有追尾及侧滑撞车现象，每次事故发生后会造成1-2小时堵车，严重影响道路通行安全，社会成本巨大。因此，隧道路面防滑改造工程急需实施。

3 隧道路面检测、调查

为了掌握详实的路况，制定合理的养护改造方案，项目组安排专业人员对路面平整度、摩擦系数进行检测。路面平整度以每100m计算平整度平均值，以1公里为评价段，计算国际平整度指数（IRI）、路面行驶质量指数（RQI）；路面摩擦系数以每100m计算SFC平均值，以1公里为评价段，计算SFC平均值、路面抗滑性能指数(SRI)。经过调查和检测结果，隧道路面存在大量安全隐患，已不能满足通行需要，急需维修。

4 施工工艺对比

4.1 方案比选

通过对路面检测，认为应提高路面与行驶车辆轮胎之间的摩擦力，提出了精铣刨、超级微表处加铺、NovaChip超薄罩面加铺、BBME高模量混凝土加铺四种方案，经专家组进行了如下论证：

1）超级微表处与热拌沥青混合料NovaChip超薄磨耗层、高模量沥青混凝土BBME相比，平整度难以进一步提高，且存在噪音过大的问题。但施工时间短、易于组织交通，采用冷拌施工避免了隧道中烟雾问题，这是热拌方案难以企及的。

2）2004年，NovaChip超薄磨耗层技术被引入中国，已经在深圳地区道路、京珠高速公路、花清高速公路、惠河高速公路等项目成功实施。2.5cm厚NovaChip超薄磨耗层具备了热拌混合料平整的特点，且加铺厚度小，对隧道净空挤占少，耐久性强是其亮点。

3）5cm高模量沥青混凝土BBME继承了传统加铺层平整度好、行车舒适的特点，且采用新工艺，部分延缓了反射裂缝的问题，提高了加铺层抗疲劳能力，但对于长隧道维修中烟雾困扰，维修工期长、难以组织施工较难解决。

通过综合分析认为，NovaChip超薄罩面是一个兼顾施工难度、维修工期以及资金的方案。

4.2 主要筑路材料

4.2.1 沥青

NovaChip采用NovaBond聚合物改性乳化沥青和NovaBinder聚合物改性沥青，从陕西临潼青峰镇购买。

4.2.2 粗集料

采用5-10mm、10-15mm两种粗集料，武山县鸳鸯镇玉石湾石料厂蛇纹岩，属于碱性石料，粘附性达到4级，结构细密，质地细腻坚韧，抗压、抗折、抗风化性好。

4.2.3 细集料

细集料采用武山县鸳鸯镇玉石湾石料厂蛇纹岩。

4.2.4 填料

超薄磨耗层用填料采用石灰石等憎水性石料磨细得到的矿粉，矿粉干燥、洁净，采购自天水水泥厂。

4.3 混合料集配设计

混合料矿料采用C型集配，其中设计油石比5.0%，具体范围如表1。

表1 混合料矿料级配

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺

隧道水泥混凝土道面NovaChip防滑处置施工技术是采用MPC（磷酸镁水泥）快速修补水泥对原隧道混凝土道板进行快速修补，然后采用喷砂抛丸技术对水泥混凝土道板进行抛丸处理，形成粗糙面，灌缝处理水泥混凝土道板缩缝和施工缝，最后采用NovaChip特种同步摊铺设备，将高粘乳化沥青粘结层和热沥青混合料同步摊铺，并用双钢轮压路机快速碾压成型的技术。

5.2 工艺操作要点及质量控制措施

5.2.1 快速修复水泥道板

修补前要将不密实的混凝土切除，切割的混凝土边线尽可能规则。切割完成后，可用钢刷或者高压风清除干净混凝土上的松动颗粒和粉尘。MPC水泥砂浆拌制应注意如下添加顺序：配方比例的半份MPC水泥+配方比例的砂+配方比例的水，搅拌2-3min呈稀浆后加入剩余的MPC水泥，最后快速搅拌2min。MPC快速修补水泥砂浆应该现拌现用，当拌好的水泥砂浆出现发硬、凝胶等现象时，应废弃并重新拌制。

5.2.2 混凝土抛丸处理

抛丸工艺应通过试抛实验确定正式施工丸料的颗粒大小和形状、设备的行走速度、钢丸的抛射流量三个关键参数。实际施工中，通常钢丸直径选择1.4-2.0mm，抛丸机行走速度以5-6m/min为宜，具体可根据试验段数据进行调整。隧道内抛丸作业采用直线连续抛丸的方式，行程控制一般沿着隧道纵向往复进行，单次工作长度一般不超过30m。要注意抛丸两次施工作业面之间的搭接长度为1-3cm，搭接处不能产生高低差。

5.2.3 灌缝处理

对于5mm以下的裂缝，对原有接缝进行清理，并剔除缝内垃圾，吹风机对缝内进行二次清理，后期进行NovaChip罩面加铺即可。对于5mm以上裂缝及缩缝，先对原有接缝进行清理，用铁爪子勾出缝内垃圾，缝深最少要达到2-3cm，深度不足的地方要用切割机加深，然后使用吹风机对缝内进行二次清理，使用灌缝胶进行灌缝处理，灌缝枪头应该按照裂缝的大小特制加工。特别注意的是，混凝土道面上不可进行找平灌缝，即使裂缝表面形成T形密封层，否则后期薄层罩面会形成一道道缝痕。

6 结语

通过在麦积山隧道原水泥混凝土路面上加铺NovaChip超薄磨耗层，平整度有一定程度的改善，摩擦系数等路用性能指标恢复到优良标准，抗滑性能、行车噪音、安全舒适性大幅提高，极大改善了隧道路面的抗滑性能，具有显著的社会效益，同时对“四新技术”应用和推广具有积极意义。