圣小艷

（山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030031）

1 概述

20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)迅速發(fā)展，已成為世界上公路隧道數(shù)量和長(zhǎng)度最多的國(guó)家，但是隧道內(nèi)路面并沒(méi)有得到足夠的重視，僅是考慮安全性和耐久性，初始全部都采用了水泥混凝土路面，配筋水泥混凝土路面由于造價(jià)高采用很少，瀝青路面考慮洞內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)瀝青易燃且燃燒放出毒煙霧對(duì)人員和隧道都構(gòu)成安全威脅基本沒(méi)有采用。目前，水泥混凝土路面因抗滑性和耐磨性降低較快，導(dǎo)致隧道內(nèi)交通事故多發(fā)已成為隧道運(yùn)營(yíng)的一處惡痛，隧道內(nèi)水泥混凝土路面的安全問(wèn)題突顯且不好處理。瀝青路面抗滑性和耐磨性好，且養(yǎng)護(hù)維修方便，隨著瀝青阻燃技術(shù)的發(fā)展，瀝青路面現(xiàn)在被隧道內(nèi)路面采用的越來(lái)越多。因此，隧道路面類(lèi)型的選擇一直是一個(gè)較為有爭(zhēng)論的問(wèn)題，筆者核心就是材料性能和使用性的安全問(wèn)題爭(zhēng)論。

2 安全性和耐久性因素

2.1 水泥混凝土路面的抗滑性

對(duì)于水泥混凝土路面來(lái)說(shuō)，安全性的技術(shù)難點(diǎn)是保證路面的抗滑性和耐磨性。為了保證車(chē)輛在行駛中能及時(shí)剎車(chē)和防止側(cè)滑，通過(guò)在混凝土表面刻槽或壓槽增加路面表面的摩擦系數(shù)來(lái)提高抗滑性，現(xiàn)在主要采用刻槽方法?？滩鄯挚v向刻槽和橫向刻槽[1]，隧道內(nèi)路面應(yīng)采用縱向刻槽[2]。縱向刻槽能增加轉(zhuǎn)向摩擦力，利于方向控制，從而有效地降低事故，故從提高行車(chē)安全角度，對(duì)于長(zhǎng)大隧道、陡坡隧道等車(chē)輛易發(fā)生側(cè)滑的路段，應(yīng)首選縱向刻槽。縱向刻槽路面的橫向力系數(shù)要高于橫向刻槽路面約12.5%，相比橫向刻槽路面具有更好的橫向防側(cè)滑性能、抗滑持久力，縱向防滑方面也能達(dá)到優(yōu)良抗滑路面的標(biāo)準(zhǔn)，且比橫向刻槽路面噪聲低，利于提高隧道行車(chē)的舒適性。因輪胎與路面的接觸面不同，縱向刻槽水泥混凝土路面耐磨能力高于橫向刻槽路面。

2.2 路面的噪聲

隧道內(nèi)是一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境，洞內(nèi)的噪聲比隧道外要高許多，特別是長(zhǎng)大隧道中，時(shí)間長(zhǎng)會(huì)使駕駛員覺(jué)得煩躁和緊張，所以，隧道內(nèi)噪聲低相比洞外更重要。隧道內(nèi)噪聲按來(lái)源有汽車(chē)運(yùn)行發(fā)出的噪聲（包含發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)械部件噪聲、喇叭聲、車(chē)體的振動(dòng)噪聲和制動(dòng)噪聲）、輪胎與路面相互作用的噪聲、車(chē)身與空氣相對(duì)高速運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的空氣動(dòng)力性噪聲。通過(guò)隧道內(nèi)構(gòu)造能減少噪聲的方法就是改善路面結(jié)構(gòu)降低輪胎與路面摩擦產(chǎn)生的噪聲?，F(xiàn)在已經(jīng)證明，瀝青路面的隧道內(nèi)噪聲值要小于水泥混凝土路面的隧道內(nèi)噪聲值?，F(xiàn)在具有代表性的低噪聲瀝青路面種類(lèi)主要有OGFC（開(kāi)級(jí)配排水式瀝青磨耗層）和SMA（瀝青瑪蹄脂碎石混合料）路面[3]，都具有較好的降噪效果，但是它們降低的主要是車(chē)外的噪聲，對(duì)于車(chē)內(nèi)噪聲的改善不大。綜上所述，可知隧道內(nèi)采用低噪聲路面的目的與隧道外道路不完全相同，還要考慮車(chē)內(nèi)的感受，隧道路面的噪聲、耐久、抗滑等應(yīng)該綜合考慮。

2.3 路面的色彩

我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)，道路路面只有兩種顏色，即白色的水泥混凝土路面和黑色的瀝青路面，我國(guó)城市道路建設(shè)將彩色瀝青路面引進(jìn)才改變了這種情況。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的彩色路面鋪裝技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，并大量應(yīng)用。我國(guó)采用的彩色路面不多，是因給路面增色是在已經(jīng)滿(mǎn)足使用要求外的增加內(nèi)容，為額外投資，費(fèi)用上相比標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)要貴一些，施工也麻煩了一些。但是經(jīng)大量實(shí)踐證明，彩色路面在視覺(jué)上對(duì)心理的沖擊效果非常大，對(duì)駕駛員的警示和提醒作用要比標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)的效果好的多，特別是在特殊段落采用效果明顯。彩色路面可以起到以下的作用：

a）誘導(dǎo)車(chē)流使交通管理直觀化 不同路段和車(chē)道鋪筑不同色彩的車(chē)道代替標(biāo)線(xiàn)來(lái)區(qū)分其功能，要比在車(chē)道上劃標(biāo)志線(xiàn)好，能增加道路的通行能力。

b）增強(qiáng)注意力提高出行安全性 在隧道入口及出口段，采用不同色彩路面，使之清新醒目，自然地給駕駛員提醒信號(hào)，增強(qiáng)行車(chē)的安全性。瑞典在阿爾卑斯山上的某些危險(xiǎn)的路段涂上了紅顏色來(lái)警示小心駕駛，使交通事故減少了85%～90%。經(jīng)研究，鋪裝紅色等警示路面，駕駛員則會(huì)變得小心謹(jǐn)慎。

c）緩解疲勞提高出行舒適性 彩色路面豐富的色彩能刺激駕駛員大腦，緩解駕車(chē)疲勞程度、保持良好情緒、降低事故隱患。

d）提高路面亮度 采用亮色鋪裝提高隧道內(nèi)路面的亮度，提高行車(chē)安全性。黃色明視度高，視覺(jué)穿透性強(qiáng)，有較遠(yuǎn)地方就能看到的特點(diǎn)，常用來(lái)警告危險(xiǎn)和提醒注意，隧道采用黃色瀝青路面可以顯著提高照明效果，提高行車(chē)的安全性。亮色瀝青鋪裝也可以通過(guò)采用反光率較高的亮色骨料與無(wú)色瀝青結(jié)合料形成，同樣可以有效增加路面亮度，例如瀝青路面的填充材料中加入玻璃珠，能提高路面的光反射效果。

3 路面類(lèi)型

3.1 瀝青路面

目前國(guó)內(nèi)外，隧道內(nèi)采用的瀝青路面有復(fù)合式路面、改性瀝青復(fù)合式路面、薄層復(fù)合式路面。我國(guó)隧道內(nèi)采用瀝青路面都是從國(guó)外引進(jìn)和發(fā)展的，現(xiàn)在應(yīng)用的有復(fù)合式路面、改性瀝青復(fù)合式路面，薄層復(fù)合式路面還沒(méi)有采用。由于高分子材料阻燃技術(shù)現(xiàn)已發(fā)展成一門(mén)比較成熟的科學(xué)，將該技術(shù)應(yīng)用到瀝青阻燃中來(lái)，使瀝青阻燃技術(shù)很快成熟，推動(dòng)了瀝青路面在隧道中的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外眾多試驗(yàn)說(shuō)明，阻燃劑在瀝青改性過(guò)程中不會(huì)降低改性瀝青的性能，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了阻燃改性瀝青的工業(yè)化生產(chǎn)。瀝青優(yōu)良的阻燃性和使用性能夠大大減少交通事故帶來(lái)的損失。

薄層復(fù)合式路面是日本公路建設(shè)行業(yè)的一種最新路面結(jié)構(gòu)，為了減少投資，其較原結(jié)構(gòu)的復(fù)合式路面，可節(jié)約費(fèi)用約33%。薄層復(fù)合式路面就是將傳統(tǒng)的復(fù)合式路面的上面層和中面層2層變?yōu)?個(gè)結(jié)構(gòu)層的結(jié)構(gòu)形式，瀝青面層厚度減半，見(jiàn)圖1。在保證路面的耐久性、行車(chē)舒適性不變時(shí)，薄層復(fù)合式路面可以降低造價(jià)，將可能成為今后廣泛采用的路面型式。

圖1 路面圖（單位：cm）

3.2 水泥混凝土路面

我國(guó)隧道內(nèi)路面采用的主要是普通水泥混凝土路面、鋼筋混凝土路面、連續(xù)配筋混凝土路面，鋼纖維混凝土路面目前在公路路面方面采用的較少。現(xiàn)在，特別是在重工業(yè)和礦場(chǎng)能源為經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的地方，重載車(chē)輛比例的增加和載重重量的變大，使路面較早出現(xiàn)龜裂、破損以及斷板等問(wèn)題，需要新的路面技術(shù)來(lái)減少保養(yǎng)和維修費(fèi)用，提高公路的通行能力。鋼纖維混凝土路面能較好地解決這個(gè)問(wèn)題，將鋼纖維摻入混凝土中改變了混凝土的脆性破壞形態(tài)，能顯著地提高混凝土抵抗裂縫和抑制裂縫擴(kuò)展的能力，有效地減少路面的錯(cuò)臺(tái)和斷板等破壞現(xiàn)象，但由于使用了高標(biāo)號(hào)水泥，對(duì)其養(yǎng)護(hù)也提出了更高要求。鋼纖維混凝土的耐磨性是比較好的，其施工相對(duì)簡(jiǎn)單快速，相比其他水泥混凝土路面，筆者認(rèn)為鋼纖維混凝土路面作為隧道路面材料具有發(fā)展前景。

4 路面的合理選擇和建議

隧道內(nèi)空氣流動(dòng)性比洞外差，汽車(chē)尾氣的煙霧在隧道內(nèi)會(huì)有一定的聚集，導(dǎo)致隧道內(nèi)溫度、濕度、空氣中煙霧、災(zāi)害危險(xiǎn)源等與洞外相比都不同。由于隧道內(nèi)空間是一定的，對(duì)路面的施工和質(zhì)量也有影響。因此，隧道內(nèi)環(huán)境與外面有許多的差別。所以，合理的隧道路面是必須滿(mǎn)足正常的洞外路面要求外，還要滿(mǎn)足特殊環(huán)境下的耐磨性和安全性要求。

針對(duì)隧道路面特殊的工作條件，從反光性、燃燒性、平整度、抗滑性能、耐磨性能及修復(fù)難易程度等多個(gè)方面對(duì)瀝青和水泥兩種路面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，詳見(jiàn)表1，可以看出瀝青路面基本各方面都優(yōu)于水泥混凝土路面，亮色路面和瀝青阻燃技術(shù)將其反光性不好和易燃的缺點(diǎn)已經(jīng)基本上被克服，只是因費(fèi)用較高被采用的少。

表1 水泥混凝土路面與瀝青路面相比較

2000年以前我國(guó)隧道路面主要是水泥混凝土路面，隧道外部則多為瀝青路面。21世紀(jì)來(lái)中短隧道與洞外一致，采用瀝青路面；長(zhǎng)隧道采用洞口段不短于300 m采用瀝青路面與洞外一致[4]，中間采用水泥混凝土路面?，F(xiàn)在，因?yàn)r青路面的優(yōu)點(diǎn)和阻燃技術(shù)在瀝青混凝土中的成熟，好多長(zhǎng)隧道都采用了阻燃改性瀝青路面。因此，筆者認(rèn)為長(zhǎng)度小于3 000 km的單向行駛的隧道都可以采用瀝青路面，長(zhǎng)度小于1 000 km的單洞雙向行駛的隧道都可以采用瀝青路面。

對(duì)于提高現(xiàn)有隧道內(nèi)水泥混凝土路面抗滑性能，采用的措施一定要方便、易行且快速。對(duì)于中短隧道建議是在原水泥混凝土路面上加罩一層瀝青混凝土或樹(shù)脂類(lèi)材料罩面，厚度在2～4 cm，筆者認(rèn)為薄層復(fù)合式路面在今后水泥混凝土路面改造中將會(huì)發(fā)揮非常重要的作用；對(duì)于長(zhǎng)的隧道，應(yīng)以二次刻槽的方法來(lái)恢復(fù)路面抗滑力為主，對(duì)于損壞較為嚴(yán)重的面板要更換。

5 未來(lái)隧道內(nèi)路面展望

在建設(shè)和諧社會(huì)的今天，隨著經(jīng)濟(jì)文化和人民生活水平的不斷提高，公路使用的安全、舒適、美觀方面的要求必將成為未來(lái)的發(fā)展方向，公路隧道技術(shù)也將不斷創(chuàng)新發(fā)展來(lái)滿(mǎn)足各方要求。以前隧道內(nèi)路面鋪裝仍主要局限于水泥混凝土，但是現(xiàn)在水泥混凝土路面已經(jīng)很難滿(mǎn)足隧道路面發(fā)展的要求。由于瀝青路面技術(shù)的快速發(fā)展和成功應(yīng)用，已經(jīng)逐漸成為隧道路面發(fā)展的主要方向。因此，隨著瀝青路面施工技術(shù)、阻燃技術(shù)的進(jìn)步，彩色路面、降噪聲路面、薄層復(fù)合式路面等新式瀝青路面迅速發(fā)展和成熟，隧道中采用瀝青路面具有更好的安全性和舒適度，瀝青路面將逐漸取代水泥路面成為隧道內(nèi)的主要路面結(jié)構(gòu)。