彩色抗滑功能層施工技術在高速公路隧道工程中的應用分析

史王芳

（山西旅游職業學院，山西 太原 030031）

0 引言

彩色抗滑功能層路面在長下坡、彎道及事故多發段、減速緩行路段、隧道洞口等處能有效地增大道路粗糙程度，起到減速和警示的作用。作為集內外道路環境于一體的路面層，充分的抗滑性是其最主要的功能之一。本文對用于高速公路隧道工程的彩色抗滑功能層的抗滑機理、特點及施工工藝進行深入的探討和分析，具有十分重要的使用價值。

1 彩色抗滑功能層的抗滑機理

彩色抗滑功能層是將一種具有高硬度的單一顆粒狀巖石均勻地鋪在樹脂膠合材料的表面，這種結構不僅具有較好的耐磨性能，同時具有較大的表面結構特征，其摩擦擺值比一般的道路要超出20BPN。根據英國道路安全與建設工程局的一項研究發現，如果道路每增加10個摩擦擺值，那么在雨天發生事故的概率就會下降13%，彩色抗滑功能層的結構如圖1所示。

圖1 彩色抗滑功能層的結構

2 彩色抗滑功能層的特點

彩色抗滑功能層適用于隧道、橋梁、急轉彎道路、長下坡、匝道、收費站、高速入口、山區等特殊路段的鋪設，同時也適用于老水泥混凝土路面的修補。與常規的瀝青和水泥混合料相比較，彩色抗滑功能層具有以下特點：

（1）優異的防滑性。抗滑石粉在防滑層上能顯著提高路面與輪胎的摩擦力，并能顯著減少汽車的制動距離（特別是雨天、雪天等一些極端天氣），最大限度地減少車輛側滑的可能性。

（2）彩色抗滑功能層具有較高的結合強度和良好的耐磨性能。根據實驗數據顯示，彩色抗滑耐磨層與水泥混凝土路面的結合強度超過2.0MPa，其與瀝青混凝土相比具有較高的粘接強度，且表面不容易發生脫落，具有良好的耐磨性能，保證了其抗滑性和使用壽命[1]。

（3）具有降低車速時的舒適性。降低車速時以輕微的震動和色差提示司機，同時也不會產生太大的搖晃感。彩色抗滑功能層相較于常規的減速器，其降噪性能較好，在降速時對車輛的舒適性幾乎沒有影響，乘客在車內僅受到輕微的震動反饋，甚至可以忽略不計。

（4）厚度較薄，自重較輕。彩色抗滑功能層基本不會增大原有的地面高度，也不會對隧道的凈空產生任何影響；具有可以實現減輕自身重量、減少橋面承載力的優勢。

（5）具有良好的耐腐蝕和阻燃性能。能抵抗汽油、柴油、機油等有機溶劑的腐蝕，且在大氣中不會發生燃燒。

（6）易于施工。可以在室溫下進行施工，縮短了交通封閉擁堵的時間。

3 項目概況

某高速公路工程項目的全線長度為29.108km，起訖樁號為K63+357～K92+465，選擇的是雙向四車道，設計行車速度為100km/h，路基寬度為26m。此項目包含了1座隧道，其整體長度為3.85km，隧道采用“掘進+路面施工”方式，隧道行車速度為80km/h，道路結構層表層：2mm厚MMA彩色抗滑薄層；上面層：4cmARSMA-13瀝青混凝土；中面層：6cm厚AC-20C中粒式瀝青混凝土；下面層：8cm厚AC-25C粗粒式瀝青混凝土。

4 彩色抗滑功能層施工技術

4.1 基面處理

4.1.1 瀝青基面

對于新鋪設的瀝青路面，在交通具備條件的情況下，應在10~15d內開通交通恢復通行，然后進行MMA彩色防滑薄層系統的鋪設施工，目的在于使過往車輛可以從路面上幫助清除部分瀝青薄膜。此外，路面上不得出現油污、塊狀瀝青斑、泥點等缺陷現象，在鋪設MMA彩色防滑薄層之前，必須先將所有的缺陷除去[2]。

在鋪設MMA彩色抗滑層前，應仔細檢查基礎表面，對路面的小裂縫、車轍等小病害可用環氧水泥砂漿進行修補和填充，對于嚴重的網裂、擁包和生長等病害，首先要對舊瀝青路面挖除，然后進行瀝青填充，最后再鋪筑MMA彩色抗滑薄層[3]。此外，在超過20mm以上的老瀝青路面上，采用MMA彩色防滑薄層作為減速帶是不適宜的。

4.1.2 水泥混凝土基面

在水泥混凝土基礎表面鋪設MMA彩色抗滑薄層系統時，其基面強度應>C30，齡期為28d，或基面附著力>1.5MPa。在鋪設前，要對基面進行噴砂處理，以達到所需施工環境。對噴砂機不能處理的邊緣角部，應用砂輪將其表面的浮渣清理干凈，并在鋪砌之前用環氧水泥砂漿填充。

4.1.3 底涂層的滾涂

在鋪設MMA彩色防滑薄層之前，必須在基面上滾涂一層。在涂覆之前，要檢測路基面的含水量，測量出的基面含水率達到規定后，將攪拌好的膠粘劑與涂層劑相混合，然后進行充分攪拌，攪拌時間不能少于1min，然后立即將攪拌好的環氧底漆運輸至工作區進行滾涂。

4.1.4 作業面的規范

當路面底漆完全固化后，在鋪設MMA彩色防滑薄層前，將工作區清理干凈（包括路面雜物和任何殘渣），并將膠條貼在被施工區域的邊沿上，至少貼上5cm寬的紙帶，同時在施工區的外緣貼上1~2cm寬的透明膠帶，貼好后再用滾筒將膠帶卷起來。在粘合前要用高功率的電吹風將所有的灰塵、樹葉等雜物清理干凈。在工作區的邊沿進行粘貼，一是為了使MMA彩色防滑薄膜標準化和整齊化；二是防止對工作場所之外的環境造成污染。如果工作區的外立面是垂直于工作區的，那么在工作區的外立面上也要貼上防護膠條和透明膠帶。

4.2 彩色抗滑層的施工

彩色抗滑薄層的施工是整個彩色抗滑層系統施工的重要環節，將其分為攪拌、刮涂、滾動涂、撕膠四個施工階段。其施工質量直接影響彩色抗滑薄層的美觀度和抗滑性。在鋪設MMA彩色防滑薄層前，還應檢查其含水量，若基體含水量>5%，不得進行施工。

4.2.1 混合料的攪拌

當一切準備工作完成后，可以安排施工隊伍進行混合料的攪拌。在進行攪拌時，將沒有摻石英砂和集料的膠結料充分混合，以避免粉體出現離析和沉淀現象，然后依次添加石英砂和集料，再進行攪拌。將引發劑BPO粉與膠結料充分混合，在添加引發劑BPO粉的同時按下定時器，然后進行攪拌。在攪拌過程中，要從上到下操作，盡量保證勻速進行，不能有任何的空隙存在，要求攪拌的時間不能少于2min，也不能超過3min。攪拌場區要鋪上彩色條布，以防止未攪拌完畢的粘合劑或混合劑污染未施工場地或臨近的隧道墻壁。

4.2.2 混合料的刮涂

攪拌好的混合材料應立即由運輸平板車運至鋪裝場地，由工人將攪拌材料一次倒出，由負責刮抹的工人使用帶有鋸齒的橡皮刮刀對攪拌料進行刮抹。在刮抹過程中，刮板膠條與路面的夾角為30~60°，并根據基層情況和攪拌數量，適當把握力度，使攪拌料均勻鋪設在路面上。在這個工序中，除要控制涂布的厚度和均勻性，還應注意倒料的工序，把后一桶的料子倒到前面一桶沒有鋪面的料子上，然后用刮刀輕輕攪拌，以消除不同桶料的均勻性問題。

4.2.3 抗滑薄層的滾涂

在攪拌結束后，要及時滾涂彩色防滑薄層，滾涂時不能用太大的力，使滾筒在自身重量的作用下壓在彩色防滑薄層的表面，滾涂的路線要盡可能地筆直，滾涂的方向要與車輛的行駛方向垂直，每次滾涂到終點時要將滾筒下面的混合料滾到鋪面之外的膠帶上，這樣才能防止混合料在邊沿處積聚，前后兩遍滾涂要重疊三分之一部分，以免漏滾。在整個施工期間，滾涂工人和涂刷工人之間要保持2~3m的間距，并留出充分的滾涂作業空間。

用滾輪滾涂的主要作用有兩個：一是消除刮刀操作導致的涂料不均勻和消除使用刮刀產生的劃傷；二是用滾輪將彩色防滑薄層從上往下拉，使其產生結構的厚度穩定，其表面能保證更加均勻。在滾涂結束后，應由專門的工作人員用濕薄膜厚度卡片實時檢測MMA彩色防滑薄膜的厚度，其計算式如下：

式中：

h——涂層的濕薄膜厚度，mm；

W——每平方米粘合材料的用量；

P——粘合物質的密度，g/cm3。

鋪裝厚度必須>2mm，若厚度<2mm，則應立即請涂刷工調整刮板條與底面的夾角及刮擦的力量，若厚度<1.5mm，則需在MMA彩色防滑薄層固化后再重新施工一次。

4.2.4 撕膠帶

當彩色防滑薄層滾涂完成后，撕開規定工作區的膠帶，在撕開時，要先將膠帶卷起來，然后再向外翻轉，以使粘合劑在膠帶之間形成一個夾角，防止粘合劑在粘合區域發生粘料。當膠帶被撕開后，如果彩色防滑薄層的邊沿出現漏涂或太厚等不整齊的缺陷狀況，則由負責撕開的工作人員使用手中的裁紙刀進行修復。

4.2.5 表面涂層的滾涂

為了恢復MMA彩色防滑薄層原有的顏色，改善其防污能力，在施工結束并完全固化后，在其表面滾動涂抹一層有機涂料。為了避免降低MMA彩色防滑薄層的抗滑性，應在滾涂時進行強力滾涂，對滾涂過厚的部位應及時回收，并盡可能減小滾涂的厚度，以保證不會漏涂。

4.3 道路養護

表面涂料經過滾涂后，即進入自然養護階段。為使防滑層達到最大程度的保護，使其性能得到最大程度的發揮，養護是不容忽視的一個重要環節。養護工作可分兩個階段進行：（1）在施工完成后的24h內，對道路進行封閉處理，防止任何車輛碾壓、堆積重物，確保材料與地面的充分粘合，使道路表面平整，保持美觀；（2）在道路開通后的15d，對部分表面自然脫落的集料進行一周一次的深度清理，確保道路清潔。

4.4 注意事項

4.4.1 接縫的處理

在施工中，由于不能在一天內一次性完工，或者由于下雨等特殊原因，導致施工過程不能連續進行，從而導致出現接縫問題。因此，對施工中不可避免的接縫處理要求如下：上一次施工結束后，應盡可能地將防滑薄層的末端刮抹平整，在離頭部10~20cm的地方，無需使用輥子進行拔除。在二次施工中，應在防滑薄層尾部10~20cm處粘貼一條膠帶，以確保接縫的平整。

4.4.2 攪拌時間

從加入BPO粉開始計算時間，直到滾涂完全結束，每個桶的施工時間不得超過10min。

5 試驗段路面使用性能檢測

5.1 抗滑系數和構造深度

測試不同顏色抗滑薄層的結構深度、抗滑系數，并與新鋪設的瀝青路面進行比較，試驗結果如表1所示。

表1 路面構造深度和抗滑摩擦系數試驗結果

通過對比分析，彩色防滑薄層的抗滑摩擦力、抗滑性能和結構深度都明顯高于瀝青混合料層，且抗滑系數和結構深度分別比普通瀝青混合料高出34%、78%。

5.2 平整度

在彩色防滑層施工中，集料的分布要均勻，否則會對鋪面造成很大的影響。性能檢測中對彩色防滑膜的平整度進行了測試，其結果見表2。

表2 路面平整度試驗檢測

從表2可以看出，試驗段的平整度合格率為100%。在試驗段鋪設完畢后，隨機抽取隨行車輛和工作人員，司機們反映，在此路段開車不但能減輕疲勞，還能起到警示的效果，同時剎車距離明顯縮短。總之，彩色抗滑功能層的應用，不但使駕駛員的疲勞程度有所下降，而且在客觀上使路面的抗滑性能（抗滑系數、結構深度）得到明顯改善，并且不會使道路平坦度及車輛舒適性下降。通過對試驗段鋪砌的分析，證明彩色防滑薄層技術在該隧道施工中是適用的。

6 結束語

本文針對該高速公路隧道工程的具體情況，簡單地分析了彩色抗滑功能層的配比設計，并對其施工工藝進行了全面的介紹，對其抗滑性和耐磨性能進行了測試。結果表明，該高速公路隧道施工中采用的彩色抗滑功能層施工技術是合理可行的，該技術的應用使路面施工質量得到明顯提高，并確保了行車的舒適度和安全性。