隧道沥青路面抗滑性能研究及养护建议

隧道沥青路面抗滑性能研究及养护建议
摘要：针对广东省内高速公路建成通车后，隧道路面抗滑性能（SFC）衰
减较快，竣工验收复测时SFC较低的情况。

文中通过大量的调研及比对试验，深
入分析隧道沥青路面抗滑性能（SFC）衰减较快的原因，结果表明隧道内温湿度
以及车辆尾气等因素的影响促使路面抗滑性能衰减加快，针对性提出养护对策为
后续隧道沥青路面的建设及养护提供科学依据。

关键词：隧道工程；沥青路面；抗滑性能；横向力系数
中图分类号：文献标识码：A
Research and Maintenance Advice on Anti-sliding Performance of Asphalt Pavement of Tunnel
XU Mu-zhao
（Guangdong Transportation Construction Engineering Quality
Testing Center,Guangzhou 510420）
Abstract: For guangdong province highway opened, the tunnel pavement anti-sliding performance (SFC) decay faster, reiteration of SFC is lower when the final acceptance of the situation. In this paper, through a large number of investigation and comparison test, the thorough analysis of tunnel pavement anti-sliding performance attenuation fast (SFC), the results show that temperature and humidity inside the tunnel and the influence of factors such as vehicle exhaust spur pavement anti-sliding performance attenuation, pertinence maintenance countermeasures for subsequent tunnel will provide a scientific basis for asphalt roadbed construction and maintenance.
Key words: Tunnel engineering; Asphalt pavement; Anti-sliding performance;SFC
0 问题的提出
近年来，广东省内高速公路的建设发展速度迅猛，截止2020年底，全省高速公路通车里程已突破1万公里。

随着高速公路的不断发展，省内高速公路建设广布山区地带，隧道工程也越来越多。

由于隧道里特殊的环境条件，容易导致路面产生各种病害，影响行车的安全与舒适。

目前，省内的高速公路隧道路面大多数都采用沥青路面结构形式，然而，隧道沥青路面最突出的问题就是抗滑性能衰减快、抗滑耐久性差，极大影响了行车的安全性。

文中选取了广东省内2018年建成通车的3条高速公路（记为高速A 、高速B 、高速C ），其中包含31个隧道（记为隧道1~隧道31）进行研究分析，表1及图1~图3为选取的3条高速公路沥青路面的抗滑性能（SFC ）的检测情况。

表1 路基段路面及隧道路面的SFC 代表值测试情况统计表
检测对象 SFC 代表值
通车2年SFC 衰
减(%)
高速公路 合
同段
路面类型
通车前
通车2
年
高速A
LM
1 路基段路面 65 46 29.2
隧道1
63 38 39.7
隧道2 64 41 35.9
LM 路基段
66 47 28.8
2路面
隧道3623641.9
LM 3
路基段
路面
664728.8隧道4623937.1隧道5623740.3
高速B
LM
1
路基段
路面
654826.8隧道6663940.9
隧道7663842.4
隧道8643742.2
隧道9643939.1
LM
2
路基段
路面
664728.8
隧道
10
673547.8
隧道
11
613542.6
隧道
12
633642.9
隧道
13
623543.5
隧道
14
653546.2
LM 3
路基段
路面
664728.8
隧道
15
633741.3
隧道
16
643643.8
隧道
17
623641.9
隧道
18
653841.5隧道653841.5
19
高速C
LM
1
路基段
路面
634528.6
隧道
20
693647.8
隧道
21
704437.1
隧道
22
643939.1
隧道
23
653940.0
隧道
24
703648.6
隧道
25
694436.2
隧道
26
674040.3
隧道
27
614132.8
隧道
28
644135.9
LM 2
路基段
路面
624724.2
隧道
29
623937.1
隧道
30
623838.7
隧道
31
643939.1
由上述可知，所选取的3条高速公路，经过2年时间通车后，路基
段路面的横向力系数下降约30%，而隧道路面横向力系数下降约40%～50%。

通车
2年后的路面SFC检测结果中，其中25个隧道路面的SFC代表值在35～39之间，6个隧道路面的SFC代表值在40～44之间，而路基段路面的SFC均介于45～48
之间。

目前，广东省高速公路竣工复测路面SFC根据《公路养护技术规范》
（JTG H10-2009）的要求，路面横向力系数SFC代表值应不小于40[2]。

也就是说
选取的3条高速公路在通车2年后进行横向力系数复测，31个隧道中的25个隧
道路面横向力系数不满足养护要求。

结合目前广东省内其他高速公路隧道路面的
竣工复测情况，普遍存在隧道路面横向力系数衰减较快，通车2年后竣工复测时，路面横向力系数偏低。

基于这种情况，对于广大的公路建设单位以及养护单位来说，隧道路面抗滑性能的养护问题就显得十分重要。

文中结合实际的工程检测数据，分析研究隧道路面横向力系数衰减快的原因，提出有利于隧道路面保持较好
的抗滑性能的措施，为后续隧道沥青路面的建设及养护提供科学依据。

1 研究方案拟定
选取广东省内2018年建成通车的3条高速公路，其中包含31个隧道作为本次研究对象。

研究内容包括隧道内温湿度变化、车辆尾气排放情况、各车道在不同时间段及不同条件下的横向力系数等。

本次横向力系数检测以每车道连续检测，每20m输出一个数据进行统计计算其代表值。

2 隧道概况调查研究
2.1 隧道路面结构类型
本次研究的3条高速公路路面上面层的结构均为GAC-16C沥青混合料。

2.2隧道长度分布情况
依据《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）中隧道长度分类[3]，对本次选取的隧道分为特长隧道（L＞3000m）4座、长隧道（3000m≥L＞1000m）13座、中隧道（1000m≥L＞500m）7座、短隧道（L≤500m）7座。

2.3 隧道内温湿度及车辆尾气排放
根据调查研究显示，隧道内湿度比隧道外的湿度平均要高10%左右，白天隧道内路面温度基本维持在17～30℃（冬天时温度较低，夏天温度较高）；由于隧道内空气流通速度有限，洞内的一氧化碳、二氧化碳及其他尾气的浓度要比洞外高。

[5]
3 隧道路面横向力系数检测分析研究
基于隧道洞内与洞外的各种环境条件测差异，进行以下试验对比：
3.1 隧道内外路面横向力系数对比
由上述表1可得，通车前，隧道内路面与隧道外路基段路面的横向力系数没有明显的差异；而通车2年后隧道内路面比隧道外路基段路面的横向力系数小，分析其原因主要是由于隧道内路面长期所处的环境条件（湿度较大、车辆尾气浓度较高等）导致。

3.2 不同车道间的横向力系数对比分析
通过选取隧道1、5、15、16、21、25进行每车道横向力系数测试，测试结果见表2.
表2 不同车道间SFC代表值测试结果对比
检测对象
左
超车
道
左
主1车
道
左
主2
车道
右
超车
道
右
主1
车道
右
主2
车道
可见，车道的不同与其横向力系数的大小没有呈现出明显的相关性。

究其原因主要跟行驶交通量有关，行车荷载对路面造成冲击与磨损，降低路面表层微观构造，累计行车荷载作用越大，路面抗滑性能下降越大，国外有研究表明公路累积交通量与抗滑性能呈对数关系[4]；还有就是车辆行驶速度的影响，行车速度越大，对路面的冲击力越大，促使路面抗滑性能逐渐降低。

因此在交通量与行驶速度的双重影响下，不同车道间的横向力系数并没有呈现出明显的相关性。

3.3 不同隧道长度间横向力系数对比分析
根据不同长度的隧道的横向力系数测试结果对比分析，如图1，可见隧道的长度与其路面横向力系数没有明显的相关性。

图1 不同隧道长度的SFC 测试结果对比分析 3.4 表面污染对路面横向力系数的影响
针对隧道3、隧道14、隧道23采用带压力喷水枪以及路面清扫机器对隧道路面粉尘污染进行清洗，对比清洗前后路面的横向力系数测试结果，如表3所示。

表3 路面清洗前后SFC 测试结果对比
路面
通车前 通车2年
清清洗清
清洗
洗前后洗前后
隧
54623436
道3
隧
55653435
道14
隧
55653639
道23
可见，路面在通车前进行路表污染物的清洗可以较大提高横向力系数的测试值，而随着通车2年时间后，路表污染物的清洗对横向力系数SFC的测试结果影
响比较小。

分析其原因是由于污染物长时间处在路表得不到清理而逐渐累积，在
路面形成固化难以清洗，影响路面的抗滑性能。

4 结论
综上所述，隧道沥青路面通车后横向力系数衰减较快，主要是由于隧道内汽
车尾气（含一氧化碳、二氧化碳等）较高，环境湿度较大以及温度较低，以及交
通车辆行驶对路面的磨耗，不利于隧道内沥青路面长期保持较好的抗滑性能。

综合上述的调查研究结果，提出以下建议以改善隧道内沥青路面的抗滑性能：①增强通风系统的效能，特别是长隧道以及特长隧道，严格控制汽车尾气浓度偏
高与路面表层沥青发生化学作用，形成油膜，减小路面抗滑性能；②定期清洗路
面表层污染，防止泥土等污染长期黏附在路面，削弱路面抗滑性能；③对于抗滑
性能衰减较快的路面，横向力系数已达不到《公路养护技术规范》（JTG H10-2009）的要求时，可以考虑加铺约2cm后的超薄磨耗层，或者对原沥青路面进行
铣刨处理，铣刨处理后的路面可以大幅度改善其抗滑性能，但是由于铣刨处理技
术破坏了路面表层的结构，后期需要定期跟踪路面的行驶状况，如路面出现局部
坑槽或者集料松散等病害时，应及时修复处理。

参考文献：
[1]JTG 3450-2019，公路路基路面现场测试规程[S].2020.
[2]JTG H10-2009，公路养护技术规范[S].2010
[3]JTG B01-2003,公路工程技术标准[S].2004
[4]韦涛. 基于沥青路面抗滑性能衰变规律的抗滑处置决策研究[D].长安大学,2020.
[5]许新权,吴传海,李善强.湿热地区隧道路面抗滑性能衰减原因分析及对策研究[J].广东公路交通,2016(05):1-6.
作者简介：许木照（1989-），路桥工程师，硕士，研究方向为道路与桥梁工程检测技术研究。