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浅谈特长公路隧道路面的类型选择

日期: 2017-04-19
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    摘 要:本文对特长公路隧道采用砼路面以及沥青路面所具有的优缺点进行了归纳总结,同时对两种结构形式的路面造价进行了对比分析,并通过调研相关项目以及上级单位的审批,最终确定了珠海连接线项目两个长隧道的路面结构形式。最后对未来特长公路隧道路面进行了展望。 
中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-8136027.htm
  关键词:隧道路面;砼路面;阻燃沥青路面 
  
  公路路面的技术状况、行车性能直接关系到隧道交通安全。由于特长公路隧道洞内空间狭窄,通风困难,视线差,加之特长公路隧道一旦洞内发生交通事故,救援及路面修补难度远高于隧道外路面。因此,对特长隧道内的路面要求不仅有良好的平整度、抗滑性、低噪音,而且要有长期的稳定性和耐久性,并且要便于维护。这是对隧道路面功能的要求,也是我们努力的方向。国内外目前对特长隧道采用水泥混凝土路面还是采用(阻燃)沥青混凝土路面存在两种不同的观点。事实上,这两种路面在隧道中使用仍然各有优缺点,有不同的适应条件和使用范围。 
  一、砼路面 
  隧道中使用普通水泥混凝土路面极其广泛,造价低,施工工艺简单,洞内反光效果较好,使用及管理经验成熟,施工过程中对空气污染较小、水稳定性相对沥青路面较好、从延长使用寿命及较少返修次数上面,砼路面较沥青路面有独特优势,防火性能优良。 
  但普通水泥混凝土路面存在抗滑性能不足缺点,特别是车辆行驶过程中滴漏的燃油和机油,在潮湿状态下形成滑腻性薄膜,降低了轮胎与路面的附着系数,其抗滑性能会急剧衰减;如果在洞口附近一定范围(100m~300m)内使用沥青混凝土可以提高进出洞口的抗滑性能。 
  二、沥青路面 
  特长隧道中使用沥青混凝土路面,考虑防火安全性能的提高,国内很多特长隧道在采用沥青路面时会在沥青中加入阻燃剂,形成阻燃沥青路面。沥青混凝土路面可显著增加路面平整度,提高路用性能,增加抗滑能力。但特长隧道采用阻燃沥青砼依然存在以下问题难以从根本上解决: 
  1.施工期间空气污染较严重:施工期间的空气污染主要来自以下几个方面:热沥青混合料挥发的气体、摊铺机发动机排放的尾气、运料汽车排放的尾气、施工发电机排放的尾气等。公路隧道铺设沥青路面时,由于隧道通风设施往往还没有来得及安装,致使整条隧道通风性能较差,即使在隧道口安装鼓风机,但由于隧道洞口尺寸过大,污染空气的排放效果往往比较差。热拌沥青混凝土施工时产生的浓烟很难迅速排除,不仅会严重影响施工人员的身体健康,还会直接影响隧道路面的施工质量。 
  2.防火灾问题:隧道内沥青燃烧会产生严重后果,如果在沥青中掺加阻燃剂可以在一定程度上避免车祸等引发沥青燃烧。但实际上,据国内外研究证明阻燃沥青只是将沥青的燃点提高10℃左右,但还是无法从根本上改变沥青燃烧的本质,因此,从防火安全性上讲,因优先选用砼路面。 
  3.运营期间的水破坏:公路隧道路面内的水主要来自4个方面:拱顶、拱壁的渗水和滴、漏水、沿道路纵坡流入的雨水、上涌的地下水或泉水、空气中凝聚的水分。由于上述因素的影响,隧道内路面经常处于潮湿状态,另外,沥青路面的水稳定性较差,易产生局部水损害和基础唧泥等,直接影响路面的使用性能和耐久性。 
  4.照度与采光问题:公路隧道光线较暗,行车视线较差,而沥青路面由于颜色黑,反射率低,会直接影响路面的亮度(照明度)。与此相反,砼路面的反光性能较好,因为它有助于提供道路标线或背景等能见度对比,从而防止眩光。照明能耗是隧道运营管理中的一项重要花费,水泥路面在相同条件下可减少隧道内照明要求和能耗,有助于节约照明能源,因此,从照度与采光两方面考虑,公路隧道内适宜采用水泥混凝土路面。 
  5.(阻燃)沥青造价较高。若采用沥青砼路面,隧道洞内路面类型一般为25cm C40混凝土+6cm沥青砼中面层+4cm沥青砼上面层;若采用砼路面,一般为28cm C40砼路面。以3km长双向六车道隧道为例,采用两种不同的路面结构类型,其造价差值约为880万。具体为:采用28cm厚C40混凝土作为水泥砼路面结构形式,单价约为110元/m2,3km里长双向六车道隧道路面约为76500m2,造价约为841.5万元;采用25cm厚C40混凝土+10cm厚阻燃沥青作为沥青路面结构形式,25cm厚C40混凝土单价约为100元/m2,10cm厚阻燃沥青单价约为125元/m2,3km长双向六车道隧道路面约为76500m2,造价约为1721万元。其中:沥青砼密度约为2430kg/m?,油石比一般为5%,1m3沥青砼用约120kg沥青,阻燃剂一般为沥青用量的10%,1m3沥青砼约用12kg,1kg阻燃剂约为4元,换算下来,1m2沥青砼添加阻燃剂后费用约增加5元。 
  三、调研情况 
  经过查阅大量的资料,特长公路隧道采用砼路面和阻燃沥青路面各存优劣。通过对省内外几条隧道进行的调研,大概情况如下:省内方面,如京珠北高速、博深高速、广乐高速、江罗高速特长隧道均采用洞口端沥青路面,洞内砼路面的结构形式;省外方面,厦门翔安隧道(长度为5.9km)上层采用10cm厚阻燃型沥青砼层,下层采用26cm厚的水泥砼路面,沥青砼和水泥砼之间铺设自粘式玻纤格栅。目前来看,广东省内绝大多数短隧道采用沥青路面、长隧道(特别是大于3km的特长隧道)采用洞口砼路面、洞内沥青的铺装形式。 
  四、珠海连接线项目隧道路面类型 
  根据省交通运输厅组织召开的港珠澳大桥珠海连接线路面工程施工图设计审查会议专家意见,以及全省高速公路路面结构及材料的相关调研情况,结合广东省及项目特点,最终确定了珠海连接线项目加林山隧道(全长3650m)洞口内400m采用沥青砼路面,主洞及紧急停车带采用水泥砼路面;拱北隧道(全长2375m)主洞路面全部采用阻燃沥青砼路面的结构形式。 
  五、未来隧道内路面展望 
  随着经济、社会的发展和人民生活水平的不断提高,公路使用的安全、舒适、美观方面的要求必将成为未来发展的方向,公路隧道技术也将不断创新发展来满足各方要求。可以预见,在未来较长一段时间内,出于安全方面的考虑,特长隧道路面类型仍以砼路面为主,但隧道砼路面施工工艺需进一步改进,以提高通车后的路面使用性能。比如采用滑模摊铺全幅一次性施工,可以大大提高路面平整度和行车舒适性。当然,随着沥青路面施工技术、阻燃技术的进步,彩色路面、降噪声路面、薄层复合式路面等新式沥青路面迅速发展和成熟,隧道中采用沥青路面具有更好的舒适度,新式沥青路面(包含阻燃沥青)也将成为未来特长隧道路面的一个重要的选择类型。 
  参考文献 
  [1]浅谈隧道内路面的选择[J].山西交通科技,2014(4):29-31. 
  [2]从降噪角度看隧道�嚷访娼峁沟难≡�[J].山西建筑,2008,34(12):286-287. 
  [3]隧道路面类型选择及调查研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2011,35(1):181-185.

      原文地址:http://www.xzbu.com/8/view-8136027.htm

 

师资力量 / Teacher
发布时间: 2018 - 09 - 27
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发布时间: 2017 - 04 - 27
【摘要】桥梁桥面的施工质量,是保证桥梁安全和平稳的前提条件。桥面铺装层作为桥梁系的一部分,相对于桥梁其他部分它直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用。桥面铺装层施工质量的好坏直接影响桥梁使用的耐久性和行车的舒适性、安全性。本文主要就桥梁桥面铺装病害及防治措施进行了分析,以供参考。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-6894584.htm  【关键词】桥梁;桥面铺装;病害;控制措施   1、桥面铺装的破坏形式   沥青混凝土桥面铺装与正常路面和水泥混凝土桥面铺装相比,损坏形式有所不同。主要有:①铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移、拥包等病害;②因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。   设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为拥包和推移现象。剪切破坏有两种情况:一是桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量,加之沥青混凝土层厚度较薄,沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形;二是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。   2、桥面铺装层病害分析   2.1 结构理论与设计。桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一直在备等级公路中运用了几十年。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。...
发布时间: 2017 - 04 - 27
摘 要:目前,随着我国现代化建设事业的蓬勃发展,桥梁使用年限的增长,以及交通荷载的增加,桥梁检测已成为重中之中,该技术是一个多学科交叉的系统工作,需要各个环节协调配合才能达到一个有效的效果,本文主要介绍了几种无损检测技术的概念、原理和特点,并通过实例进行无损检测的应用说明,为工程人员提供参考信息。中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-3198511.htm  关键词:检测;桥梁;工程    传统的方法是对公路桥梁随机选点,钻孔取样,在室内对所取样本进行分析和处理,从中获取各种有价值的工程参数。这种方法的局限性表现为以下几个方面:  a)因被测点是操作人员随机选择的,所以检测结果很难具有代表性;  b)由于检测点有限,覆盖面密度较小,使某些存在缺陷的不良区段反而被漏检,从而埋下质量隐患;  c)虽然钻孔取样精度高,但其会对路面造成破坏,且修补时费时费力。  无损检测技术作为快速、直观,且能够显示道桥内部状态的检测设备和技术手段,能够弥补传统方法的不足,它在开展道桥无损检测技术研究、建立科学的评价体系、改善路面设计等方面具有重要的意义,也必将带来道桥改造方案的优化和公路桥梁管养水平的提高。  桥梁的无损检测技术(NDT)有较大的发展空间,包括超声检测、红外检测、声发射、自然电位检测、冲击回波检测、X射线检测、光干涉、脉冲雷达、振动试验分析等。在公路桥梁结构中应用NDT,可以提高新建结构质量的安全性;可以提供结构损伤的标志,例如,污染程度,钢筋混凝土桥梁的氯侵蚀程度;可以记录支座处的声发射,反映了裂纹或过大的摩擦力或从垫层支座正在扩展的裂纹。无损检测的这些结果可以作为结构评估的辅助。  在一些情况下,与侵入检测相比,无损测试更快捷,缩短了测试期间的交通管制时间,从而降低了成本。雷达可以快速扫描潜在的结构空洞,雷达在NDT中的使用证明了NDT的速度和便捷...
发布时间: 2017 - 04 - 27
【摘要】交通情况的复杂让交通事故频发,其中超高车辆与桥梁上部结构的碰撞更是频繁发生,不仅对桥梁结构安全性产生较大威胁,同时对交通运行也有一定影响。目前我国关于对超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式与荷载计算的研究不仅存在数量上的不足,在研究深度上也存在一定不足,为此,本文将研究的重点放在超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式与荷载计算方面,了解超高车辆在撞击到桥梁上部结构的破坏模式与荷载,从而对后期的防护有一定指导意义。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-7030491.htm  【关键词】超高车辆-桥梁上部结构碰撞;破坏模式;荷载计算   引言   近几年,我国城市立体交通的发展越来越迅速,导致超高车辆碰撞桥梁上部结构的事故也越来越多。2008年在我国成渝高速公路,一辆超高货车强行通过一座正在建的跨线公路桥时将桥梁的主轴直接撞歪,直接导致前两个月的施工作废,金额损伤近百万元,其中还未包括对社会的影响。不仅是在我国,在发达国家这种超高车辆撞击桥梁上部结构的事件也频频发生。可以看出,导致桥梁损坏的主要原因就是受到超高车辆的撞击。对其破坏模式与荷载计算进行分析,从而对优化桥梁上部结构具有一定重要意义。   1.超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式   (1)破坏类型:通过对超高车辆-桥梁上部结构碰撞的事故调查与有限元仿真分析发现,其出现的破坏模式可以分为两种,一种是局部性破坏,另一种则是整体性破坏。局部性破坏是桥梁上部结构受到局部冲剪作用引起的损坏[1]。如果是钢筋混凝土T梁桥,这种局部破坏的程度将会更加明显,整个碰撞区域不仅会出现开裂、崩落,钢筋屈服,甚至整个腹板―面板交界处的混凝土出现纵向开裂。如果是T型钢梁桥,局部破坏也会十分明显,会产生严重的塑性变形。如果是钢箱梁桥,破坏形式表现为钢材屈服。...
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