彩色抗滑功能层施工技术在高速公路隧道工程中的应用分析

史王芳

（山西旅游职业学院，山西 太原 030031）

0 引言

彩色抗滑功能层路面在长下坡、弯道及事故多发段、减速缓行路段、隧道洞口等处能有效地增大道路粗糙程度，起到减速和警示的作用。作为集内外道路环境于一体的路面层，充分的抗滑性是其最主要的功能之一。本文对用于高速公路隧道工程的彩色抗滑功能层的抗滑机理、特点及施工工艺进行深入的探讨和分析，具有十分重要的使用价值。

1 彩色抗滑功能层的抗滑机理

彩色抗滑功能层是将一种具有高硬度的单一颗粒状岩石均匀地铺在树脂胶合材料的表面，这种结构不仅具有较好的耐磨性能，同时具有较大的表面结构特征，其摩擦摆值比一般的道路要超出20BPN。根据英国道路安全与建设工程局的一项研究发现，如果道路每增加10个摩擦摆值，那么在雨天发生事故的概率就会下降13%，彩色抗滑功能层的结构如图1所示。

图1 彩色抗滑功能层的结构

2 彩色抗滑功能层的特点

彩色抗滑功能层适用于隧道、桥梁、急转弯道路、长下坡、匝道、收费站、高速入口、山区等特殊路段的铺设，同时也适用于老水泥混凝土路面的修补。与常规的沥青和水泥混合料相比较，彩色抗滑功能层具有以下特点：

（1）优异的防滑性。抗滑石粉在防滑层上能显著提高路面与轮胎的摩擦力，并能显著减少汽车的制动距离（特别是雨天、雪天等一些极端天气），最大限度地减少车辆侧滑的可能性。

（2）彩色抗滑功能层具有较高的结合强度和良好的耐磨性能。根据实验数据显示，彩色抗滑耐磨层与水泥混凝土路面的结合强度超过2.0MPa，其与沥青混凝土相比具有较高的粘接强度，且表面不容易发生脱落，具有良好的耐磨性能，保证了其抗滑性和使用寿命[1]。

（3）具有降低车速时的舒适性。降低车速时以轻微的震动和色差提示司机，同时也不会产生太大的摇晃感。彩色抗滑功能层相较于常规的减速器，其降噪性能较好，在降速时对车辆的舒适性几乎没有影响，乘客在车内仅受到轻微的震动反馈，甚至可以忽略不计。

（4）厚度较薄，自重较轻。彩色抗滑功能层基本不会增大原有的地面高度，也不会对隧道的净空产生任何影响；具有可以实现减轻自身重量、减少桥面承载力的优势。

（5）具有良好的耐腐蚀和阻燃性能。能抵抗汽油、柴油、机油等有机溶剂的腐蚀，且在大气中不会发生燃烧。

（6）易于施工。可以在室温下进行施工，缩短了交通封闭拥堵的时间。

3 项目概况

某高速公路工程项目的全线长度为29.108km，起讫桩号为K63+357～K92+465，选择的是双向四车道，设计行车速度为100km/h，路基宽度为26m。此项目包含了1座隧道，其整体长度为3.85km，隧道采用“掘进+路面施工”方式，隧道行车速度为80km/h，道路结构层表层：2mm厚MMA彩色抗滑薄层；上面层：4cmARSMA-13沥青混凝土；中面层：6cm厚AC-20C中粒式沥青混凝土；下面层：8cm厚AC-25C粗粒式沥青混凝土。

4 彩色抗滑功能层施工技术

4.1 基面处理

4.1.1 沥青基面

对于新铺设的沥青路面，在交通具备条件的情况下，应在10~15d内开通交通恢复通行，然后进行MMA彩色防滑薄层系统的铺设施工，目的在于使过往车辆可以从路面上帮助清除部分沥青薄膜。此外，路面上不得出现油污、块状沥青斑、泥点等缺陷现象，在铺设MMA彩色防滑薄层之前，必须先将所有的缺陷除去[2]。

在铺设MMA彩色抗滑层前，应仔细检查基础表面，对路面的小裂缝、车辙等小病害可用环氧水泥砂浆进行修补和填充，对于严重的网裂、拥包和生长等病害，首先要对旧沥青路面挖除，然后进行沥青填充，最后再铺筑MMA彩色抗滑薄层[3]。此外，在超过20mm以上的老沥青路面上，采用MMA彩色防滑薄层作为减速带是不适宜的。

4.1.2 水泥混凝土基面

在水泥混凝土基础表面铺设MMA彩色抗滑薄层系统时，其基面强度应>C30，龄期为28d，或基面附着力>1.5MPa。在铺设前，要对基面进行喷砂处理，以达到所需施工环境。对喷砂机不能处理的边缘角部，应用砂轮将其表面的浮渣清理干净，并在铺砌之前用环氧水泥砂浆填充。

4.1.3 底涂层的滚涂

在铺设MMA彩色防滑薄层之前，必须在基面上滚涂一层。在涂覆之前，要检测路基面的含水量，测量出的基面含水率达到规定后，将搅拌好的胶粘剂与涂层剂相混合，然后进行充分搅拌，搅拌时间不能少于1min，然后立即将搅拌好的环氧底漆运输至工作区进行滚涂。

4.1.4 作业面的规范

当路面底漆完全固化后，在铺设MMA彩色防滑薄层前，将工作区清理干净（包括路面杂物和任何残渣），并将胶条贴在被施工区域的边沿上，至少贴上5cm宽的纸带，同时在施工区的外缘贴上1~2cm宽的透明胶带，贴好后再用滚筒将胶带卷起来。在粘合前要用高功率的电吹风将所有的灰尘、树叶等杂物清理干净。在工作区的边沿进行粘贴，一是为了使MMA彩色防滑薄膜标准化和整齐化；二是防止对工作场所之外的环境造成污染。如果工作区的外立面是垂直于工作区的，那么在工作区的外立面上也要贴上防护胶条和透明胶带。

4.2 彩色抗滑层的施工

彩色抗滑薄层的施工是整个彩色抗滑层系统施工的重要环节，将其分为搅拌、刮涂、滚动涂、撕胶四个施工阶段。其施工质量直接影响彩色抗滑薄层的美观度和抗滑性。在铺设MMA彩色防滑薄层前，还应检查其含水量，若基体含水量>5%，不得进行施工。

4.2.1 混合料的搅拌

当一切准备工作完成后，可以安排施工队伍进行混合料的搅拌。在进行搅拌时，将没有掺石英砂和集料的胶结料充分混合，以避免粉体出现离析和沉淀现象，然后依次添加石英砂和集料，再进行搅拌。将引发剂BPO粉与胶结料充分混合，在添加引发剂BPO粉的同时按下定时器，然后进行搅拌。在搅拌过程中，要从上到下操作，尽量保证匀速进行，不能有任何的空隙存在，要求搅拌的时间不能少于2min，也不能超过3min。搅拌场区要铺上彩色条布，以防止未搅拌完毕的粘合剂或混合剂污染未施工场地或临近的隧道墙壁。

4.2.2 混合料的刮涂

搅拌好的混合材料应立即由运输平板车运至铺装场地，由工人将搅拌材料一次倒出，由负责刮抹的工人使用带有锯齿的橡皮刮刀对搅拌料进行刮抹。在刮抹过程中，刮板胶条与路面的夹角为30~60°，并根据基层情况和搅拌数量，适当把握力度，使搅拌料均匀铺设在路面上。在这个工序中，除要控制涂布的厚度和均匀性，还应注意倒料的工序，把后一桶的料子倒到前面一桶没有铺面的料子上，然后用刮刀轻轻搅拌，以消除不同桶料的均匀性问题。

4.2.3 抗滑薄层的滚涂

在搅拌结束后，要及时滚涂彩色防滑薄层，滚涂时不能用太大的力，使滚筒在自身重量的作用下压在彩色防滑薄层的表面，滚涂的路线要尽可能地笔直，滚涂的方向要与车辆的行驶方向垂直，每次滚涂到终点时要将滚筒下面的混合料滚到铺面之外的胶带上，这样才能防止混合料在边沿处积聚，前后两遍滚涂要重叠三分之一部分，以免漏滚。在整个施工期间，滚涂工人和涂刷工人之间要保持2~3m的间距，并留出充分的滚涂作业空间。

用滚轮滚涂的主要作用有两个：一是消除刮刀操作导致的涂料不均匀和消除使用刮刀产生的划伤；二是用滚轮将彩色防滑薄层从上往下拉，使其产生结构的厚度稳定，其表面能保证更加均匀。在滚涂结束后，应由专门的工作人员用湿薄膜厚度卡片实时检测MMA彩色防滑薄膜的厚度，其计算式如下：

式中：

h——涂层的湿薄膜厚度，mm；

W——每平方米粘合材料的用量；

P——粘合物质的密度，g/cm3。

铺装厚度必须>2mm，若厚度<2mm，则应立即请涂刷工调整刮板条与底面的夹角及刮擦的力量，若厚度<1.5mm，则需在MMA彩色防滑薄层固化后再重新施工一次。

4.2.4 撕胶带

当彩色防滑薄层滚涂完成后，撕开规定工作区的胶带，在撕开时，要先将胶带卷起来，然后再向外翻转，以使粘合剂在胶带之间形成一个夹角，防止粘合剂在粘合区域发生粘料。当胶带被撕开后，如果彩色防滑薄层的边沿出现漏涂或太厚等不整齐的缺陷状况，则由负责撕开的工作人员使用手中的裁纸刀进行修复。

4.2.5 表面涂层的滚涂

为了恢复MMA彩色防滑薄层原有的颜色，改善其防污能力，在施工结束并完全固化后，在其表面滚动涂抹一层有机涂料。为了避免降低MMA彩色防滑薄层的抗滑性，应在滚涂时进行强力滚涂，对滚涂过厚的部位应及时回收，并尽可能减小滚涂的厚度，以保证不会漏涂。

4.3 道路养护

表面涂料经过滚涂后，即进入自然养护阶段。为使防滑层达到最大程度的保护，使其性能得到最大程度的发挥，养护是不容忽视的一个重要环节。养护工作可分两个阶段进行：（1）在施工完成后的24h内，对道路进行封闭处理，防止任何车辆碾压、堆积重物，确保材料与地面的充分粘合，使道路表面平整，保持美观；（2）在道路开通后的15d，对部分表面自然脱落的集料进行一周一次的深度清理，确保道路清洁。

4.4 注意事项

4.4.1 接缝的处理

在施工中，由于不能在一天内一次性完工，或者由于下雨等特殊原因，导致施工过程不能连续进行，从而导致出现接缝问题。因此，对施工中不可避免的接缝处理要求如下：上一次施工结束后，应尽可能地将防滑薄层的末端刮抹平整，在离头部10~20cm的地方，无需使用辊子进行拔除。在二次施工中，应在防滑薄层尾部10~20cm处粘贴一条胶带，以确保接缝的平整。

4.4.2 搅拌时间

从加入BPO粉开始计算时间，直到滚涂完全结束，每个桶的施工时间不得超过10min。

5 试验段路面使用性能检测

5.1 抗滑系数和构造深度

测试不同颜色抗滑薄层的结构深度、抗滑系数，并与新铺设的沥青路面进行比较，试验结果如表1所示。

表1 路面构造深度和抗滑摩擦系数试验结果

通过对比分析，彩色防滑薄层的抗滑摩擦力、抗滑性能和结构深度都明显高于沥青混合料层，且抗滑系数和结构深度分别比普通沥青混合料高出34%、78%。

5.2 平整度

在彩色防滑层施工中，集料的分布要均匀，否则会对铺面造成很大的影响。性能检测中对彩色防滑膜的平整度进行了测试，其结果见表2。

表2 路面平整度试验检测

从表2可以看出，试验段的平整度合格率为100%。在试验段铺设完毕后，随机抽取随行车辆和工作人员，司机们反映，在此路段开车不但能减轻疲劳，还能起到警示的效果，同时刹车距离明显缩短。总之，彩色抗滑功能层的应用，不但使驾驶员的疲劳程度有所下降，而且在客观上使路面的抗滑性能（抗滑系数、结构深度）得到明显改善，并且不会使道路平坦度及车辆舒适性下降。通过对试验段铺砌的分析，证明彩色防滑薄层技术在该隧道施工中是适用的。

6 结束语

本文针对该高速公路隧道工程的具体情况，简单地分析了彩色抗滑功能层的配比设计，并对其施工工艺进行了全面的介绍，对其抗滑性和耐磨性能进行了测试。结果表明，该高速公路隧道施工中采用的彩色抗滑功能层施工技术是合理可行的，该技术的应用使路面施工质量得到明显提高，并确保了行车的舒适度和安全性。