提高水泥混凝土路面抗滑性能的方法及性能对比

发表时间:2020/3/2   来源:《防护工程》2019年19期   作者:莫雯杰
[导读] 在我国进入21世纪以来,我国的综合经济在快速的发展,社会在不断的进步,随着道路建设的高速发展、行车速度的提高和交通量的增长,相应地对道路的行车安全方面提出了更高要求。

莫雯杰
        枣庄市道桥工程有限公司  山东枣庄
        摘要:在我国进入21世纪以来,我国的综合经济在快速的发展,社会在不断的进步,随着道路建设的高速发展、行车速度的提高和交通量的增长,相应地对道路的行车安全方面提出了更高要求。特别是路面的抗滑性能,是确保道路交通行车安全的重要指标。本文通过对提高水泥混凝土路面粗糙度的多种施工工艺进行了论述,并进行了构造性能对比,提出该工艺虽然能显著提高混凝土路面的抗滑性能,但是也降低了路面的耐磨性能,这将是以后混凝土路面施工亟待解决的重要问题。
        关键词:水泥混凝土;路面;抗滑性能;方法;对比
       
       
        引言
        随着公路建设事业的发展,建设了越来越多的隧道。根据相关规定,公路隧道一般是使用水泥混凝土路面,在条件允许的情况下,也可以采用复合式路面,即上面层由沥青混凝土混合料组成,下面层为水泥混凝土。隧道是封闭环境,隧道内的空气湿度较大、路面较为潮湿,存在着一定的污染。水泥混凝土路面具有强度高、防火性能好、耐用性强等特点,因而在隧道路面中得到了广泛应用。再加上隧道内的光照较差,光线昏暗,采用白色的水泥路面更为合适。因此,近年来我国公路建设中的大部分隧道路面均采用水泥混凝土路面。但根据相关数据表明:水泥混凝土路面在经过一段时间的投入使用之后,会因为车辆对路面产生磨损、污染或水损害等原因,而导致水泥路面的抗滑性能减弱,进而导致隧道公路中的交通事故频发,影响人们的出行安全。为了确保车辆行驶安全,提高隧道水泥路面的抗滑性能是十分有必要的。对新建的路面来说,可以使用一些新型材料或施工工艺来改善路面的抗滑性能,延长水泥混凝土路面的使用寿命;对那些旧隧道水泥路面而言,可以采取一些抗滑处理技术来改善路面的抗滑性能。本文就对隧道水泥路面抗滑性能的改善技术进行了探究。
        1抗滑性能及降噪技术的概述
        一般公路单位在隧道施工时,会在路面设置纹理,从而使路表具有分散均匀、凹凸起伏的小颗粒,从而增加汽车轮胎与路面的摩擦力。但长期的车辆行驶会对路面造成磨损,再加之水损害和路表污染等问题,造成路面纹理被磨平,抗滑性能严重下降,存在较大的行车安全隐患。公路单位要对隧道路面抗滑性能加强重视,不仅要在新建路面中引进新材料和新工艺,有效提高路面抗滑能力,减缓抗滑能力的衰减,同时要采取有效抗滑处治措施修复旧隧道路面,使其保持良好的抗滑性能,延长道路的施工寿命。另外隧道属于封闭空间,在车辆行驶过程中,轮胎与路面剧烈摩擦产生噪声,对行车的舒适性造成严重影响。主要原因是隧道内路面噪声经过反射、共振和叠加作用,持续时间延长,噪声难以消散,造成隧道内部噪声比一般路段高很多,而驾驶者长期处于噪声水平较高的环境中,容易出现烦躁或疲劳情况,严重影响了驾驶者的心理或生理健康。合理选择路面结构施工材料和纹理方式能够提高路面使用性能,降低隧道内噪声水平,提高道路抗滑能力,从而确保公路隧道的安全运营。
        2水泥混凝土路面表面处理
        2.1对未硬结水泥混凝土撒布石屑
        水泥混凝土路面由于受板面混凝土砂浆本身强度的限制,路表纹理经过长时间的通车后,便出现磨损现象。在混凝土路面抹平工艺结束后,将石屑均匀撒布在板面上,然后进行拍压,使石屑嵌入混凝土板面中的深度大于2/3粒径,石屑颗粒外露出路面,并与混凝土粘结牢固,然后进行正常养护。测其初始构造深度为0.95mm,使用一段时间后,构造深度为0.9mm。
        2.2刻槽
        在旧水泥路面上刻槽时,一般会在刻槽机上装上金刚石刀片、碳化钨刀片或着碳化硅刀片,然后在旧水泥路面上铣成槽纹。槽纹可分为横向槽纹和纵向槽纹,槽宽3~6mm,深4~6mm,间距在25~40mm。


采用刻槽法所铣成的宏观构造有着清晰的纹理,耐磨性能强,不会对路面的平整度产生影响;刻槽边缘整齐美观,并且能够将路面水分及时排除,有效改善路面的抗滑性能。但刻槽法也有一些问题,比如施工成本高、效率较低、劳动力大、锯片损耗量大等。此外,虽然刻槽法所形成路面宏观构造的效果较好,但并不能对路面的细观构造进行恢复,刻槽的效果就像是在光滑的玻璃表面上进行刻槽,经过刻槽处理后的水泥路面抗滑性能可能无法得到改善。
        2.3槽间距的确定
        槽间距越小,则单位长度内的宏观构造(沟槽)增多,提高轮胎与路面的接触变形,从而增加胎/路的摩擦力阻滞分量与犁沟力。然而,槽间距过小时,不仅施工困难,槽边易造成类似啃边、掉边的病害,且由于有效接触面积减少,平均接触压力增大,缩短刻槽的磨耗寿命。综合考虑抗滑、构造耐久性及抑制交通噪音,选择刻槽间距12~25mm范围内随机调整,且50%的槽间距应不超过15mm。
        2.4表面构造对路面抗滑性能的影响。
        混凝土路面的具体构造包括细观构造和宏观构造,其中两方面都影响着表面的抗滑性。宏观构造将混凝土路面的抗滑持久性直接反映出来,而且宏观构造越粗糙,橡胶轮胎在车辆行驶过程中出现越多的振动变形或产生迟滞能量损失,也因此具有越大的摩擦力;如果路面处于潮湿状态,宏观构造能够利用排水通道对轮胎与路面的摩擦状态进行改变,而集料的形状、级配以及粒径是影响混凝土路面宏观构造的主要因素。细观构造对路面抗滑性能的影响程度较小,它可以使轮胎与路面之间的附着系数得到改善,其中表层砂浆和集料表面粗糙程度都是影响细观构造的因素。在构造水泥混凝土抗滑表面时,要严格按照《公路水泥混凝土路面设计规范》的行业技术水平进行施工,通过拉毛、压槽或刻槽等方式进行路面抗滑构造,完成施工后检测抗滑构造是否符合技术要求。
        2.5除去未硬结水泥混凝土表层(裸露)
        该施工工艺的具体作法是:将缓凝剂配成溶液,在混凝土路面浇筑完成,整平抹光压实后,将溶液均匀喷洒在混凝土路面上,然后覆盖养护4~5个小时之后,用清扫喷水用具将浮浆清除,露出抗滑性能好的石料即可。刷洗及冲水时间必须在施工现场视气温和湿度依经验而定,应注意刷洗操作容易,石料与混凝士砂浆要有足够的强度。混凝土表面清除表层后,其表面形态与撒布石屑相似。初始构造深度达0.7mm左右,摩擦系数在0.5左右。
        2.6薄层抗滑层材料铺装
        这种技术需要在开始施工前清除掉旧水泥路面表面的浮浆,再对基面进行打磨,保证基面的粗糙度;然后在相关容器中加入主要成分为环氧树脂的薄层环氧抗滑层进行搅拌混合,开始搅拌后再加入粒径小于0.6mm的填料,一般是加入天然砂或人工砂,将其拌和成薄层抗滑层的基料;完成上述操作后,在水泥路面的基面上均匀摊铺抗滑层基料,再铺上耐磨碎石,等到集料完全固化后便形成了薄层抗滑层路面。运用这一技术处理后的路面纹理构造深度可以达到1.6~1.8mm,相较于SMA沥青混凝土路面来说其抗滑性能更好,具备耐磨、耐腐蚀、防燃的优点,而且可以选择石料来实现不同的路面颜色。
        结语
        水泥混凝土路面经整平、抹光、压实后,再经过拉毛、撒布石屑、压槽、裸露及刻槽等工艺进行表面处理,粗糙度大大提高,抗滑性能明显增强。但是在抗滑方面取得明显效果的同时,也破坏了水泥混凝土路面表面致密的结构层,从而使路面的耐磨性大大降低。因此,在提高混凝土路面抗滑性能的同时,而不降低路面的耐磨性的问题,仍将是以后混凝土路面施工亟待解决的重要课题。
        参考文献
        [1]周和鸣.高速公路隧道水泥路面抗滑性能提升处治技术的探讨[J].建筑工程技术与设计,2017,5(33):24.
        [2]傅广文,许新权.隧道水泥路面抗滑性能改善措施及应用效果[J].广东公路交通,2015,41(6):9-13.
        [3]陈仲明,尤超,马胜军.公路隧道水泥混凝土路面抗滑处治技术研究[J].交通建设与管理,2014,51(12):225-227.

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