公路隧道路面结构设计及施工研究论文_谈利军

公路隧道路面结构设计及施工研究论文_谈利军

中交第一公路勘察设计研究院有限公司 陕西西安 710075

摘要:隧道环境是封闭的管状环境,空间比较局促,环境变化相对较少。隧道外的气候变化以及温度变化都不会对隧道内部环境产生很大影响。但是,与隧道外环境相比较,隧道内部湿度相对较大。在这种潮湿的环境,隧道内部空气具有很小的流动性,污染比较严重,特别是隧道中常年没有日照,能见度是非常低的。这就决定了公路隧道路面的结构设计中要区别于普通道路的路面结构,以使得路面结构设计符合施工要求。本论文针对公路隧道路面结构设计及施工进行研究。

关键词:公路隧道;路面结构设计;路面施工

引言:

中国高等公路建设不断发展,公路隧道工程量越来越大。根据有关统计数据显示,中国在改革开放时期,就已经修建公路隧道超过350座,通车的里程超过600公里。公路隧道的平均长度已经达到了370米。随着隧道设计技术和施工技术的发展,中国的隧道公路建设项目越来越多,不仅隧道长,而且还构建了隧道群,这使得公路里程中,隧道所占有的比重增大。进入到二十一世纪,中国超过公里的公路隧道近150座.目前中国的高等公路已经延伸到西部,到目前为止,公路隧道建设的总长度已经超过了150公里。公路隧道中,隧道路面结构形式以永久性路面为主,公路隧道路面使用寿命延长。特别是目前的公路隧道建设中,路面结构设计中采用了各种新的工艺技术和新材料,使得隧道路面结构结构设计更为合理,满足施工要求。

一、隧道路面结构所具备的特点

其一,隧道路基在山体中,路面必然会受到地下水位的影响。

其二,隧道作为构造物,呈现出管状,空间局促,车量运行中产生的废弃就会在隧道空间中积聚。隧道路面上还会粘附有粉尘、油烟等等,与外部环境中的路面相比,路面污染更为严重,使得路面抗滑系数降低[1]。

其三,如果隧道中有火灾发生,高温气体对路面具有非常大的负面影响。

其四,隧道内行车,由于光照效果不佳,就会产生不良视觉效果,不利于行车安全。

其五,隧道中的路面施工会受到隧道环境局限,导致路面维护具有很大的难度。

二、公路隧道路面结构的应用

(一)水泥砼路面结构

在中国的公路隧道建设中,水泥砼路面结构广为应用。这种路面结构所具备的优点是,具有良好的水稳定性,几乎不会受到地下水的影响。水泥砼路面结构具有很高的强度和承载力,具有良好的耐久性。从颜色效果来看,水泥砼路面结构颜色比较浅,有助于提升照明效果。

在应用水泥砼路面结构的时候,也会存在缺点。主要体现为以下几个方面。

其一,隧道中的路面潮湿度比较高,如果采用水泥砼路面结构,由于其摩擦系数比较小,就会使得车辆在制动的时候难以获得良好的效果。

其二,车辆行驶中,路面会产生很大的噪声。由于路面结构有很多的接缝,就会使得路面的平等度不够理想,影响车行质量。与沥青路面结构相比较,水泥砼路面行车的舒适度不够,特别是路面的抗滑性不够,甚至不符合技术要求。

其三,水泥砼路面的颜色比较浅,路面上所画的标线与路面之间没有形成鲜明的对比度,使得路面标线的作用难以充分发挥出来。

其四,水泥砼路面的养护难度是比较大的。如果路面产生破损,要进行维修就要消耗大量的人财物,特别是隧道中空间局促,且照明度不够,就会使得养护维修工作很难顺利展开,而且这种隧道环境也会给交通组织带来不利[2]。

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从中国的公路目前的隧道建设分情况来看,高速公路的隧道建设项目越来越多,而且对隧道行车的舒适度和安全可靠性都提出了更高的要求,同时还需要路面接受设计中,路面的抗滑性和所产生的噪声都要符合规定。通常水泥砼路面施工中,如果使用小型机具就很难保证施工顺利展开。

(二)沥青路面结构

公路隧道建设中已经很少采用沥青路面了,但是,由于隧道内的环境特殊,湿度比较高,环境温度稳定,如果在对沥青表面进行处治的过程中采用层铺法施工法、路拌法施工法、沥青贯入施工法,沥青是很难成型的。在潮湿的环境中,沥青路面的使用性能必然难以发挥出来,且不具有耐久性,这就使得隧道路面出现水损坏。从使用寿命上来看,沥青路面结构与水泥砼路面相比较存在诸多的不足。由于沥青路面的神色比较深,路面的亮度不够,就必然会对隧道中的照明度产生不良影响。但是,沥青路面结构也存在着优点,即沥青路面具有非常好的平整度,车辆行驶中,与路面的摩擦度能够满足技术要求,这种路面具有良好的抗滑性能。沥青路面上行驶汽车,安全性能良好,而且舒适度很高,不会产生很大的噪声。即便是沥青路面损坏了,进行路面的维护和修补也是非常方便的。从路面标线的颜色效应来看,由于路面的颜色与标线之间的颜色对比鲜明,对隧道公路车辆的分道行驶是非常有帮助的。

(三)复合式路面结构

复合式路面结构从设计上来看,是水泥砼基层上铺沥青混合料。水泥混凝土基层分为多种,较为常用的基层包括钢纤维混凝土基层、加筋水泥混凝土基层、连续配筋混凝土基层。

公路修筑技术的快速发展进程中,复合式路面结构在公路隧道建设中得以应用。连续配筋混凝土基层的应用技术上,使纵向配备钢筋发挥控制混凝土面板纵向收缩的功能,可以有效地避免混凝土面板产生裂缝[3]。这种结构形式的应用中,不需要对缩缝和胀缝进行设置,路面结构更为完整,而且路面非常平坦,使得汽车行驶的舒适度更高,而且不会存在普通混凝土路面接缝处出现破损的问题,可以延长道路的使用寿命。中国早期的公路隧道建设中并没有对这种连续配筋混凝土基层普遍使用,直到二十一世纪初期,江苏省和湖南省在部分高速公路建设中采用这种技术,获得了良好的效果。连续配筋混凝土基层的应用中,路面板具有更高的整体刚度,路面的承载也更高。

钢纤维混凝土是在基体混凝土中含有钢纤维,可以使得动态荷载减少,而应力都集中在基体混凝土上,使混凝土裂缝得要有效控制,而且复合材料具有更高的抗裂性。混凝土与钢纤维之间的粘结力是非常大的,可以将外力向钢纤维传递。钢纤维具有很浅的,拉度,有非常高的延伸率,使得钢纤维混凝土具有非常强的抵抗外力作用[4]。隧道路面结构设计中使用钢纤维混凝土,可以使路面的病害发生率降低,路面的使用寿命也得以延长。由于隧道中空气湿度比较高、空间局促而且亮度不足,进行路面施工是非常不方便的。使用小型的机械设备汉南满足施工需求,如果使用大型的机械设备在隧道环境中施工存在着诸多的不便。这就需要对施工技术进行深入研究,以保证公路隧道路面质量。

结束语:

综上所述,公路隧道的施工环境具有一定的特殊性,对于路面结构质量具有很高的要求,不仅需要路面结构更为密实,而且路面更为平整,具有良好的水稳性。这就要求隧道路面结构的设计中,要进行地质调查,对于公路隧道施工环境进行勘察,根据所获得的勘察信息剔除结构形式,以使隧道路面具有很高的使用性能,时期服务水平更高,而且公路隧道的使用寿命也有所保证,提高道路的行车质量。

参考文献:

[1]申俊敏,刘海,张翛.宝塔山特长公路隧道路面结构方案优化分析[J].山西交通科技,2013(04):46—48.

[2]陈剑锋.广西靖那高速坡荷隧道路面结构方案研究[D].长沙:长沙理工大学硕士学位论文,2015.

[3]李胜春.公路隧道进出口过渡段路面使用条件及设计建议[J].公路交通科技(应用技术版),2013(03):94—97.

[4]于进辉.如何有效控制桥梁隧道路面的施工质量[J].江西建材,2014(24):218、185.

论文作者:谈利军

论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期

论文发表时间:2017/11/27

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