李麗
(甘肅省交通規劃勘察設計院有限責任公司,甘肅蘭州 730030)
Novachip在麥積山隧道通行環境優化項目中的應用
李麗
(甘肅省交通規劃勘察設計院有限責任公司,甘肅蘭州 730030)
隧道檢測部門數據表明,麥積山隧道運營一段時期后,由于隧道內特殊的行車環境,水泥混凝土路面刻槽磨耗殆盡,抗滑性能不足,是導致隧道內交通事故頻發的原因。本文介紹了Novachip技術的特點、原材料和級配設計思路,對原隧道路面加鋪Novachip處治后,為期2年的追蹤檢測顯示,鋪后路面的抗滑性能顯著提高。這說明對隧道路面加鋪Novachip可以有效提高路面抗滑性能,減少隧道內交通事故的發生。
麥積山隧道 抗滑性能 Novachip
麥積山隧道位于天水市麥積區甘泉鎮,是G30國道寶(雞)至天(水)高速公路重要控制點,全長12.286公里,是亞洲第二長大隧道。隧道于2005年12月開工建設,2009年9月建成通車進行運營,洞內路面結構為水泥混凝土路面。經過一段時間運營后,水泥混凝土路面出現了大量磨光現象,導致洞內視覺效果差及抗滑性能不足(如圖1),交通事故頻發,已嚴重影響到道路通行安全。
圖1 麥積山隧道內部視覺圖片
根據隧道監測部門統計,由于隧道內路面刻槽磨耗殆盡,麥積山隧道自通車以來共發生216起,造成1人死亡,17人受傷,公路財產損失279萬元。特別下行線K1296+100~K1298+100段,平均每周有2次以上追尾及側滑撞車現象,每次事故發生后均會造成長時間的堵車現象,嚴重影響高速公路通行能力及通行安全。
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表1 NovaChip混合料礦料級配范圍
表2 NovaChip混合料體積指標
表3 NovaChip性能驗證匯總表
為了解決該問題,通過方案的論證,最終選用Novachip對隧道水泥混凝土路面進行加鋪,一方面提高路面的抗滑性能;同時改善內部視覺效果,解決原路面的“鏡面”反光現象[1]。
Novachip方案主要由Novabond和Novabinder兩部分構成。Novabond采用特種改性乳化瀝青,其超高的粘結能力保證加鋪結構與原水泥混凝土路面的粘結效果,起到防水粘結層的作用。Novabinder是一種斷級配混合料,能提供良好的表面功能性;其采用了優質改性瀝青,能保證混合料良好的粘聚效果[2]。
Novabond與Novabinder采用專用設備Novapaver同步施工,一次完成攤鋪,能夠最大限度的保證加鋪結構與原路面的粘結效果,對于表面光滑的水泥路面加鋪而言至關重要。這也是麥積山隧道沒有選擇微表處方案的原因[3]。
Novachip厚度一般在15~25mm之間,對于隧道而言一般不會造成限界受侵問題;另外在拌合設備產能一定的情況下,Novachip相對常規的瀝青混凝土,其較薄的厚度能夠相對縮短工期。基于此,麥積山隧道沒有選用常規的瀝青混凝土加鋪方案。
Novachip采用了斷級配瀝青混合料,除了能夠顯著提高抗滑能力,而且能夠消除白色路面特有的“鏡面”反光現象,另外一些實踐應用表明,Novachip能夠降低噪聲。總之,相比其他方案而言,Novachip的技術特點使其方案實施具有更高的合理性及可靠性,也能夠改善麥積山隧道的通行環境及安全性。
表4 Novachip跟蹤觀測結果
圖2 Novachip油污情況
本項目Novabond乳化瀝青及混合料改性瀝青均采用殼牌專利產品,相關指標經檢測滿足設計要求;集料采用了優質玄武巖。混合料礦料級配采用C型級配,范圍如表1所示。用于驗證的瀝青膠結料含量為4.8%。
進采用旋轉壓實儀進行試件成型,旋轉壓實次數為100次,單位壓力為600Kpa,混合料體積指標如表2所示。各項體積指標能夠滿足技術要求[5]。
Novachip混合料由于空隙率較大,因此對于抗水損害能力提出了一定要求。根據混合料設計結果進行凍融劈裂試驗,另外作為表面功能層,必須具備一定的抗車轍能力。本項目對混合料的性能驗證結果如表3所示。
麥積山隧道Novachip試驗段鋪筑完成之后,為了對其應用效果進行評估,隧道管理部門委托科研單位進行了為期兩年的跟蹤觀測,重點觀測指標是橫向力系數、構造深度擺值等抗滑性能指標[6]。
表4中可以看到,麥積山隧道通過在原水泥路面加鋪Novachip之后,抗滑性能得到了很大的提高,保證了行車的安全性。還可以看出,Novachip的加鋪一定程度上改善了原路面的平整度,提高了行車舒適性,但是Novachip主要是作為一個功能層,提供抗滑磨耗作用,厚度僅有2.5cm,對路面平整度的提高作用有限,平整度的提高主要受原路面水泥路面的影響較大。
通過檢測過程中對Novachip試驗段出現的病害統計發現,隧道內主要病害為油污,如圖2所示,此處是檢測過程中所發現的最為嚴重的一處柴油污染。不過從圖1及圖2的對比可以發現,Novachip加鋪之后改善了原水泥路面反光的情況
結合國內外隧道路面鋪裝技術和本研究成果,對于Novachip今后用于隧道路面的設計得出以下結論:(1)Novachip能顯著提高路面抗滑性能,該技術能夠解決水泥路面抗滑性能不足所引起的安全隱患問題。(2)Novachip作為功能層,對平整度的提高受原路面的影響較大。(3)對于長大隧道,應加強管理,防止漏油車輛進入隧道造成路面污染及安全事故。
[1]許云山.高速公路隧道路面抗滑措施比較研究[J].交通科技,2010(227):94-95.
[2]NovaChip系統設計施工指南[S].
[3]胡志濤,牛曉霞.Novachip超薄磨耗層在高速公路瀝青路面預防性養護工程中的應用[J].廣東公路交通,2009(3):5-8.
[4]JTJ052-2000,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].
[5]JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術規范[S].
[6]JTG E 60-2008,公路路基路面現場測試規程[S].