公路隧道路面改造方案探析

高旭东

（淄博市交通建设发展中心，山东 淄博 255000）

0 引言

马公祠隧道段原水泥混凝土路面左幅破损率达44.44%，右幅破损率为15%，洞口外过渡段破碎板伴有不同程度的沉陷。由于原早期施工的混凝土面板厚度偏小且未设置钢筋，面板强度低，在重载车辆作用下面板会出现大面积裂缝或破碎，导致路面水渗入基层，故靠近两侧洞口段基层顶部设有纵向排水盲沟，此处在长期服役后成为积水段落。近年来随着隧道环保要求的提升，洒水频率增大，隧道排水不畅，基层在长期浸水与车辆荷载作用下，顶面逐步出现剥蚀、松散、破碎病害，路面虽经多次换板维修，但其混凝土板破碎问题仍无法解决。故需挖除原水泥混凝土面板，新做路面结构。沥青混凝土路面行车舒适性好、噪声低、抗滑性能好、运营期间养护维修便捷，故新建路面采用沥青混凝土路面。

1 隧道路面施工方案

马公祠隧道段路面宽度较窄（隧道外路面宽12m，隧道内路面宽10m），行驶的重载车辆比例较高。交警部门在隧道洞口外设有限速标志及监控设施。大部分车辆在进入隧道前均采取制动措施，降低行车速度，因此沥青路面容易出现车辙，需采用动稳定性能较好的面层结构。经综合考虑，本次挖除原水泥混凝土面板后新做沥青路面，下面层采用高模量沥青混凝土。具体施工方案为：隧道内挖除原23cm聚丙烯纤维网混凝土面板，新做4cm阻燃改性沥青混合料SMA—13（玄武岩）+改性乳化沥青黏层+8cm高模量沥青混凝土AC-25+改性乳化沥青黏层+10cm粗粒式沥青碎石ATB-30+2cm沥青砂。

（1）解决隧道病害的关键在于阻水、排水。经充分论证，决定采用以下方案：将靠近两侧洞口段基层顶部的10～18cm宽碎石盲沟清除碎石后，采用C30防水混凝土（抗渗等级P6）填实。路面边部保留原集水槽，并在集水槽内侧设置纵向盲沟及横向排水管。泄水管设置在沥青砂顶面，并在ATB基层内设置纵向碎石盲沟，盲沟宽8cm，深度与ATB层厚度相同。纵向盲沟顶面及内侧面设置渗水土工布，其余部分设置防渗土工布。纵向盲沟钢管顶部及内侧面按1m间距打孔，孔径1cm，底部高于盲沟底2cm；横向排水钢管与PVC管交错布置，间距10m，其中钢管采用三通与盲沟纵向钢管连接，PVC管不与纵向钢管连接，但进水口深入碎石盲沟内，且进水口高程低于盲沟底面0.5cm。

（2）经检查发现隧道内及洞口过渡段存在较大面积的钢筋混凝土底板及C20混凝土顶部松散、破碎等病害。确定基层病害处治方案如下：在隧道内设置仰拱段，凿除松散、破碎的隧底填充混凝土，至混凝土坚实，浇筑C30防水混凝土（抗渗等级P6）至原基层顶面，混凝土最小凿除深度不小于12cm。

（3）隧道内设置钢筋混凝土底板段：当混凝土松散、破碎病害深度小于6cm时，凿除顶面6cm混凝土，浇筑C30环氧细石混凝土至原混凝土顶面；当混凝土松散、破碎病害深度大于6cm且小于15cm时，凿除松散混凝土，切割原上层钢筋网，重新设置钢筋及上层钢筋网，将新设钢筋网与临近面板的钢筋焊接，浇筑C30防水混凝土（抗渗等级P6）至原基层顶面。当底板混凝土松散、破碎病害深度大于15cm时，将底板混凝土全部挖除后新做钢筋混凝土底板。

（4）对于因破除混凝土面板导致的基层局部损伤，按矩形或正方形单个或连片凿除其表层6cm混凝土，浇筑C30环氧细石混凝土至原混凝土顶面。

（5）基层或底板病害处治的坑槽四边应平行或垂直于路线中心线，并确保底面平整。浇筑混凝土前应将坑槽顶面残渣及松动骨料清理干净并洒水润湿。在基层病害处治完后，施工沥青砂前对基层顶面进行微铣刨，将残渣及松动骨料清理干净。

2 隧道路面施工注意事项

2.1 沥青砂施工

沥青砂生产配合比为：最佳沥青用量为6.0%，热料仓比例：3～6mm∶0～3mm∶矿粉=45∶50∶5。工艺流程为：沥青砂拌制→沥青砂运输→沥青砂摊铺→沥青砂碾压→沥青砂接缝处理→沥青砂标高控制→沥青砂验收。

沥青砂在沥青拌和站集中拌和，沥青加热温度控制在155～165℃，温度超过195℃的混合料应废弃。混合料通过运输车运至施工现场，车斗内可均匀涂抹一薄层油水（柴油与水比例为1∶3），沥青砂在运送过程中应用篷布全面覆盖，用于保温、防雨、防污染。混合料运输至现场后温度不得低于145℃，不得铺筑温度不符合规范规定要求的沥青砂。沥青砂按1.3松铺系数进行摊铺，摊铺过程中设专人检测摊铺温度、虚铺厚度，摊铺温度不应低于130℃。沥青砂施工完后，用沥青玛蹄脂注筑分块缝。沥青砂碾压时，初压采用戴纳派克6200静压1遍，复压采用戴纳派克6200轻振2遍、重振2遍，终压采用胶轮静压1～2遍。

2.2 阻燃改性沥青混合料施工

阻燃沥青具有高效阻燃且抑烟的效果，适用于隧道内。本工程SMA-13沥青玛蹄脂碎石生产配合比最佳沥青用量为6.0%，热料仓比例为：12～20mm∶6～12mm∶3～6mm∶0～3mm∶矿粉=33∶43∶3∶11∶10，阻燃改性剂掺加量为沥青用量的10%。添加阻燃剂后沥青极限氧指数不小于24，设计动稳定度不小于5 500次/mm。

运输方案同沥青砂，运输到现场温度不低于165℃，初压温度不低于160℃，松铺系数按1.2进行控制，碾压组合为：初压采用柳工6530静压1遍，复压采用戴纳派克6200振压8遍，终压采用戴纳派克6200静压2～3遍。

2.3 采用高模量沥青混合料

为提高抗车辙能力，下面层使用高模量沥青混合料，高模量沥青混合料能显著提高沥青混合料的劲度模量和抗疲劳性能，解决路面疲劳开裂问题，延长路面的使用年限。

本工程高模量沥青混合料HMAC-25C生产配合比最佳沥青用量为4.2%，热料仓比例为：20～32mm∶10～20mm∶6～12mm∶3～6mm∶0～3mm∶矿粉=26∶27∶20∶7∶16∶4，高模量改性剂掺加量为0.4%，设计动稳定度不小于5 000次/mm。热料仓开始进料后才可投放改性剂，投放速度应快，不得漏投，亦不能过早或过晚投，外加剂应干拌。

运输方案同沥青砂，摊铺温度不低于155℃，松铺系数按1.2进行控制，碾压组合为：初压采用胶轮压路机静压1遍，复压采用戴纳派克6200振压8遍，终压采用戴纳派克6200静压2～3遍。

2.4 施工机械选择

受隧道净空以及隧道内灯安装高度的影响，需慎重选择挖掘机、运输车和摊铺机。混凝土破碎挖除采用挖掘机，应选择中型挖掘机，因其既能满足动力需求，又能满足限高情况下的装车要求。摊铺采用1台摊铺机全断面摊铺，一次成型，运输混凝土料的运输车采用平斗20m³的车型。挖掘机施工和运输车卸料过程中由专人指挥，防止与隧道衬砌面和内部灯发生碰撞。

2.5 C30环氧细石混凝土配合比设计

环氧树脂稀释用邻苯二甲酸二丁酯（增韧剂，塑化作用）及乙二胺（固化剂），配合比为：水泥∶细骨料∶粗骨料∶环氧树脂∶邻苯二甲酸二丁酯∶乙二胺=375∶792∶1188∶45∶6.3∶5.8。由抗压强度试验得知，24h抗压强度为48.2MPa。

3 隧道路面质量控制、环境保护措施

3.1 质量控制措施

（1）建立质量管理组织体系，成立专职质量管理领导小组，设专职质量检查工程师，对施工全过程进行质量检查、控制。

（2）加强技术指导：严格按首件认可制的要求做，坚持施工前交底，施工中指导和施工后总结。

（3）加强试验检测工作，严格做好原材料和混合料的检验，特别应注意小于等于4.75mm部分的通过量，确保配合比满足设计要求。

（4）实行重要工艺公示制度及现场培训制度，使每个参建人员对质量、安全及文明施工措施做到心中有数。

（5）严格施工现场管理，做到材料存放有条理、机械停放有次序，施工生产现场井然有序，工完料净场地清。

3.2 环保措施

（1）维持交通秩序，并要注意洒水，以防扬尘。

（2）施工中的废料集中堆放，能利用的利用，不能利用的在指定地点堆放。

（3）施工中做好生态保护。

（4）抓好工地日常生活中的环境保护，建好各种生活设施，生活垃圾要集中堆放、及时清理。

（5）按照施工扬尘治理有关要求，采取吸尘、降尘、抑尘、覆盖等环保措施，工地现场做到“六个百分百”，即施工现场围挡率100%、进出道路硬化率100%、工地物料棚盖率100%、场地洒水清扫保洁率100%、密闭运输率100%、出入车辆清洗率100%。

4 结语

通过对隧道内混凝土路面的改造，提高了路面行车舒适性、路面抗滑性，降低了行车噪声。本工程运营期间养护维修简便，路面排水顺畅，减少了水损坏，达到了预期效果。