隧道路面结构与材料浅析

乔艳妮

（西安工业大学建筑工程学院 陕西西安 710041）

【摘要】随着我国公路建设的迅速发展，公路隧道不断增多，分析隧道内特殊气候环境对路面结构与材料的要求是十分必要和及时的。本论文主要分析了影响隧道内环境对路面结构与材料的影响，并对水泥混凝土路面，沥青路面和连续配筋路面这三种适用于公路隧道内的路面结构进行了分析。

【关键词】隧道路面结构；混凝土路面；沥青路面；连续配筋

混凝土路面

随着我国公路建设的迅速发展，公路隧道不断增多。然而我国对隧道路面结构和材料的研究比较薄弱，隧道路面大多采用水泥混凝土路面，结构型式单一，因此，开展隧道内路面结构与材料研究是十分必要和及时的。

1. 隧道内环境对路面结构与材料的影响

隧道内没有日晒雨淋对路面结构的影响。隧道内气温，一般夏季隧道内比洞外气温低，冬季气温较洞外高，全年气温相对稳定，温度变化幅度小，温差小，气温的年周期变化、日周期变化小，水泥混凝土路面板内的温度应力也小，路面结构的收缩变形小，不易开裂。隧道内潮湿、地下水丰富，路面材料须有较好的水稳定性，抗水损害的能力要强，同时要求材料的抗滑性能优良，一般选用水泥混凝土路面；隧道内交通噪声大，路面材料最好具有吸收噪声的功能，或者具有一定的减噪能力；隧道内基础强度不均匀，路面材料的整体强度很重要；隧道内空间小，不利于大型机械化施工，路面须具有良好的施工性能。隧道内是一个相对封闭、空间狭小的管状环境。隧道内不利于大型施工机械作业，对需要大型施工设备的路面结构不适合，同时给施工及养护造成困难，尤其养护作业时交通组织与交通安全维护问题较大。

2. 隧道路面结构与材料类型分析

隧道路面类型按路面材料来分，可分为水泥混凝土路面、沥青路面和复合式路面

2.1 隧道水泥混凝土路面

目前及多年来隧道内主要采用水泥混凝土路面结构型式，其主要优点是：水稳定性好，地下水对其影响小；结构强度高，承载能力强，耐久性好；颜色浅亮对照明有利。但水泥混凝土路面洞内噪声大，路面结构接缝造成平整度相对较差，行车舒适程度不如沥青路面，一般路面抗滑性能难以满足技术要求；由于颜色浅，路面标线与路面的对比度低，路面标线的效果受到影响；水泥混凝土路面一旦损坏，养护维修困难，由于空间狭小、亮度低，不利于作业和交通组织。

隧道内路面抗滑性能不足应引起重视。山西晋城至阳城高速公路中的牛王山隧道，长1860m，双洞、路面各宽8m，路线纵坡2.2%，水泥混凝土路面，1997 年底建成通车。而南线混凝土路面抗滑性能急剧下降，表面构造深度由竣工初期的0.72mm 下降到1999 年6月（一年半）的不足0.2mm，从外观来看，路面横向拉槽逐渐变浅或消失，表面光滑，手感油腻，呈镜面现象；而交通事故大幅上升，1999 年占全线交通事故的50%。养护单位采用纵向刻槽方式进行抗滑能力的恢复，效果良好。

2.2 隧道沥青路面

以前隧道内路面较少采用沥青路面，由于隧道内温差小、潮湿，全年保持在一个较低、较恒定的温度，如采用层铺法或路拌法施工的沥青表面处治、沥青贯入式、乳化沥青混合料等，一般不容易成型良好；潮湿的使用环境直接影响沥青路面的使用性能与耐久性，容易产生水损坏，耐久性不如水泥混凝土路面；沥青路面颜色黑，反射率低，直接影响路面的亮度（照明度），其优点是平整度好、抗滑性能易保障、噪声低，行车舒适、安全，且损坏维修方便，与路面标线颜色对比强烈，利于高速公路中的分道行驶。因此，《公路隧道设计规范》（JTJ026-90）中，一般情况下，建议采用水泥混凝土路面。隧道内干燥无水、施工方便时也可采用沥青路面。

近年来，随着我国公路建设的迅速发展，公路隧道越来越多，尤其是高速公路中的隧道建设，并对隧道路面的汽车行驶的安全性与舒适性、对隧道路面的表面抗滑性能和噪声要求比一般公路隧道提出了更高的要求，特别是行车安全性、舒适性和环保上的要求。因此，一般小型机具施工的水泥混凝土路面难以满足这方面的要求。在国外大多数的公路隧道路面采用沥青路面。在我国也有专家提出，一般公路隧道采用水泥混凝土路面，但高速公路隧道宜采用沥青路面，特别是高性能的沥青混合料，如SAC、SMA、OGFC 等。如福建省章龙高速公路中的东家畲隧道，长205m，路面结构为：4cmSBS 改性沥青SMA-10+ 改性乳化沥青粘层及自粘式玻璃纤维格栅+4cm 改性沥青AC-13+25cmC35 水泥混凝土基础+C10 贫混凝土找平层，通过年半年的通车运行，效果良好。而旁边的如山头隧道的水泥混凝土路面，抗滑性能急剧下降，短短3 个月时间发生了近20 起交通事故。

2.3 连续配筋混凝土路面

美国最先使用连续配筋混凝土路面，早在1921 年，在华盛顿特区修建了第一条连续配筋混凝土路面，以探索其工作原理与使用效果，随后德克萨斯州、弗吉尼亚州、宾夕法尼亚州、马里兰州等地开展了大规模的工程试验，得到了比较满意的结果。现行的设计规范为1990 年美国联邦公路局（FHWA）颁发的刚性路面规范。在美国全国大量修建高速公路和机场道面时（州际公路与国防公路系统）大量采用了连续配筋混凝土路面，据统计，这种路面的总里程已超过32000km。经过20 多年的使用实践，绝大部分路面完好无损。在亚洲，除日本之外，泰国于1988 年在南北高速公路上铺筑了150km 的连续配筋混凝土路面，采用了英国交通部的设计规范进行设计。在我国，由于连续配筋混凝土路面用钢量较大，造价较高，一般公路建设中受投资的影响极少采用，2000 年以前，仅在江苏省的盐城和镇江等两地各修筑了1km 的试验工程。现行《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTJ012—94）也只建议在高速公路与一级公路建设中使用。规范提出的连续配筋混凝土路面设计方法主要参考国外的设计方法和试验路的成果，同时，规范也指出许多问题有待深入研究。2002 年湖南省耒宜高速公路建设有限公司在京珠主干线湖南耒阳至宜章段修筑了44km 的连续配筋混凝土路面，通过近一年的使用，目前状况良好，行车性能舒适。由于连续配筋混凝土路面是一种在路面的纵向配置了足够的钢筋，取消了横向接缝的路面形式，它对减少路面水损害破坏，改善隧道路面的使用品质有明显的成效。

3. 小结

近年来，随着我国高等级公路的发展，公路隧道建设的规模越来越大，隧道内路面的好坏直接影响到隧道的使用质量与使用效果。合理的隧道路面结构、和结构组合能更好地提高隧道内路面行车舒适性、行车安全与通行能力。

参考文献

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[2] 李福普，陈景，严二虎. 新型沥青路面结构在我国的应用[J]. 公路交通科技，2006，3（23）

[3] 杨良，郭忠印，杨学良等. 公路隧道路面工作环境调研与分析[J]. 公路，2004.3

作者简介：乔艳妮（1978-），女，陕西西安，西安工业大学建筑工程学院讲师。__