一种耐磨抗滑型隧道水泥混凝土路面实施方法技术

本发明专利技术提供了一种耐磨抗滑型隧道水泥混凝土路面实施方法，属于建筑技术领域。本发明专利技术的方法通过水泥混凝土配方与特殊弧形槽纹设计，并调整养生环境指标，能够改善水泥混凝土路面耐磨性能，提高路面摩擦力，可以有效提高水泥路面在隧道特殊环境条件下的抗滑耐久性能和行车稳定性，保证隧道行车安全，具有良好的社会与经济效益。的社会与经济效益。的社会与经济效益。

An implementation method of wear-resistant and skid resistant tunnel cement concrete pavement

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨抗滑型隧道水泥混凝土路面实施方法


[0001]本专利技术涉及建筑
，尤其涉及一种耐磨抗滑型隧道水泥混凝土路面实施方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着高速公路规划网的加速建设，高速公路建设向山岭重丘区进一步发展，长大隧道的数量和里程呈加速增长。隧道属于半封闭式构造物，在长隧道中往往存在空气流动性较差、水系丰富导致洞壁长期渗水等问题，使得沥青路面的施工环境极其恶劣、铺筑后长期处于潮湿环境下而极易出现水损害。相较之下水泥混凝土路面具有水稳定性好、结构强度高和耐久性好的特点，且其在隧道灯光照明下光线反射更加均匀、明亮，从而广泛应用于国内外隧道路面建设中。
[0003]由于隧道的半封闭环境、无应急车道且湿度较大等因素，隧道内事故的危险性远高于隧道外，极易造成连续性交通事故。而隧道水泥路面相较于常规公路水泥路面，其路面抗滑性能衰减更快：汽车驶入隧道时，因视线变化、限速等因素，车辆往往制动操作频繁，与路面摩擦较大，导致水泥混凝土表面抗滑构造磨损较快；其次，隧道洞口范围环境与隧道内相比，温差更大、受阳光直射、夜晚热量损失大、空气流动速度高、水分蒸发快，路面养生效果较差，力学性能达不到预期，抗滑构造耐磨性能显著下降。
[0004]为保证水泥路面行车安全性，根据现行的施工技术规范和施工经验，隧道水泥混凝土路面通常采用矩形刻槽形式，包括横向刻槽和纵向刻槽，其刻槽参数在设计与施工技术规范均有明确的要求，但是在交验初期便存在摩擦系数偏低的问题，采用横向力系数车测试的摩擦系数比沥青路面低约20SFC，刚达到规范要求的54SFC值。隧道水泥混凝土路面近年采用了一些特殊的刻槽形式，包括“V”型、弧形等刻槽，可以提高路面摩擦力。但是，由于隧道的半封闭环境、行车噪声大、湿度高等因素，且过度的渠化交通与频繁的加速、制动等作用下，特殊的刻槽形式存在槽壁薄、轮胎应力集中严重的问题，极容易破坏槽壁结构，导致构造磨损过快。因此，特殊的刻槽形式需要依托高强、耐磨水泥混凝土，方能发挥出特殊构造的抗滑、降噪、耐久性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种耐磨抗滑型隧道水泥混凝土路面实施方法，所构建的隧道水泥混凝土路面具有优异的耐磨抗滑性能。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种耐磨抗滑型隧道水泥混凝土路面实施方法，包括以下步骤：
[0008]在隧道路面铺筑普通水泥混凝土，完成养生期后，形成水泥混凝土下面层；
[0009]在所述水泥混凝土下面层上铺筑高性能水泥混凝土，形成水泥混凝土上面层；所述高性能水泥混凝土包括以下质量份数的制备原料：水泥95～105份，矿渣微粉22～26份，硅灰6～10份，钢渣微粒70～75份，金刚砂45～55份，机制砂52～56份，钢渣粗粒64～68份，
碎石260～270份，聚甲醛纤维0.5～1份，减水剂0.4～0.8份，消泡剂0.4～0.8份和水22～26份；
[0010]对所述水泥混凝土上面层进行刻槽，形成水泥混凝土路面弧形刻槽；所述刻槽的参数包括：单个刻槽宽度独立为7～9mm，刻槽深度独立为2～4mm，有效刻槽组间距独立为14～16mm，有效连续刻槽宽度独立为45～65mm；刀片直径为8～12mm；
[0011]将所述刻槽后所得隧道路面进行养生，形成耐磨抗滑型隧道水泥混凝土路面；所述养生的时间根据隧道环境的平均温度确定：隧道平均温度(℃)
×
养生时间(h)＝4200(℃
·
h)。
[0012]优选的，所述水泥混凝土上面层的施工厚度为5cm。
[0013]优选的，所述矿渣微粉的活性等级≥S95级，比表面积为400～420m2/kg；所述硅灰中二氧化硅含量≥90％，活性指数＞105％。
[0014]优选的，所述钢渣微粒的粒径为0.2～0.6mm；所述金刚砂的粒径为0.6～1.18mm，显微硬度≥3000kg/mm2，比表面积≥500m2/kg；所述机制砂的粒径为1.18～3mm。
[0015]优选的，所述钢渣粗粒的粒径为5～10mm；所述碎石为耐磨骨料，所述耐磨骨料的磨光值≥45、磨耗值≤15％；所述碎石的粒径为10～15mm。
[0016]优选的，所述聚甲醛纤维为单丝纤维，所述聚甲醛纤维的长度为6～10mm，直径为0.03～0.05mm，弹性模量≥8000MPa，断裂强度≥5.0cN/dtex；所述减水剂为聚羧酸系减水剂，所述消泡剂为改性聚硅氧烷。
[0017]优选的，所述高性能水泥混凝土的制备方法包括以下步骤：
[0018]将水泥、矿粉微粒、硅灰、钢渣微粒、金刚砂、机制砂、钢渣粗粒、碎石和聚甲醛纤维进行第一拌合，得到第一混合物料；
[0019]将水和减水剂混合后，将部分所得减水剂溶液与第一混合物料进行第二拌合，得到第二混合物料；
[0020]将剩余减水剂溶液与消泡剂混合，将所得混合物与第二混合物料进行第三拌合，得到高性能水泥混凝土。
[0021]优选的，所述第一拌合、第二拌合和第三拌合的转速独立为25～35r/m，所述第一拌合的时间为90～120s；所述第二拌合和第三拌合的时间独立为60～90s；所述高性能水泥混凝土的坍落度≤10mm。
[0022]优选的，所述养生所用养护剂的喷撒高度为0.1～0.2m。
[0023]本专利技术提供了一种耐磨抗滑型隧道水泥混凝土路面实施方法，本专利技术提出高强耐磨水泥混凝土材料配方，同时配合特殊设计的弧形刻槽构造，可以提升水泥路面的构造耐磨寿命为普通水泥混凝土路面的2～3倍；摩擦力比普通水泥混凝土矩形刻槽路面高10～15BPN。
[0024]本专利技术采用钢渣与金刚砂细集料、粗粒式钢渣和耐磨碎石，结合耐磨性优异的水泥、矿渣微粉、硅灰，使得水泥混凝土强度比普通水泥混凝土强度高10～17MPa，从细集料和粗骨料的角度双重提高混凝土耐磨性能，相比普通水泥混凝土，本专利技术耐磨性能提升5倍以上。本专利技术采用价格低廉的钢渣微粒替代部分金刚砂、采用价格低廉的钢渣粗粒代替优质碎石、采用矿渣微粉和硅灰替代部分水泥，可以降低原材料成本，且具有工业垃圾再利用的环保意义；本专利技术对水泥混凝土路面采用分层实施方案，上面层采用高性能水泥混凝土，可
以有效节约资源，进一步在保障隧道路面性能前提下降低高性能混凝土路面工程成本。
[0025]本专利技术精确设计弧形刻槽参数，可以增加轮胎接地面积，提高轮胎的摩擦阻力；同时设置一定的缓冲间距，减少轮胎纵沟与致密弧形刻槽槽壁的嵌入机率，降低轮胎纵向沟槽与刻槽侧壁的啮合数量。在兼顾路面抗滑性能前提下有效缓解行车转向振动问题，降低行车噪音，保证行车舒适性与安全性。
[0026]本专利技术提出隧道水泥路面养生时间的确定标准，能够减少隧道洞口温度、湿度变化对高性能水泥混凝土养生强度的影响，保证路面强度耐久性。
[0027]本专利技术的方法通过水泥混凝土配方与特殊弧形槽纹设计，并调整养生环境指标，能够改善水泥混凝土路面耐磨性能，提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨抗滑型隧道水泥混凝土路面实施方法，其特征在于，包括以下步骤：在隧道路面铺筑普通水泥混凝土，完成养生期后，形成水泥混凝土下面层；在所述水泥混凝土下面层上铺筑高性能水泥混凝土，形成水泥混凝土上面层；所述高性能水泥混凝土包括以下质量份数的制备原料：水泥95～105份，矿渣微粉22～26份，硅灰6～10份，钢渣微粒70～75份，金刚砂45～55份，机制砂52～56份，钢渣粗粒64～68份，碎石260～270份，聚甲醛纤维0.5～1份，减水剂0.4～0.8份，消泡剂0.4～0.8份和水22～26份；对所述水泥混凝土上面层进行刻槽，形成水泥混凝土路面弧形刻槽；所述刻槽的参数包括：单个刻槽宽度独立为7～9mm，刻槽深度独立为2～4mm，有效刻槽组间距独立为14～16mm，有效连续刻槽宽度独立为45～65mm；刀片直径为8～12mm；将所述刻槽后所得隧道路面进行养生，形成耐磨抗滑型隧道水泥混凝土路面；所述养生的时间根据隧道环境的平均温度确定：隧道平均温度(℃)
×
养生时间(h)＝4200(℃
·
h)。2.根据权利要求1所述的实施方法，其特征在于，所述水泥混凝土上面层的施工厚度为5cm。3.根据权利要求1所述的实施方法，其特征在于，所述矿渣微粉的活性等级≥S95级，比表面积为400～420m2/kg；所述硅灰中二氧化硅含量≥90％，活性指数＞105％。4.根据权利要求1所述的实施方法，其特征在于，所述钢渣微粒的粒径为0.2～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，赵升辉，陈振宇，高世强，雷志琼，刘艳军，李亮，魏俊伟，杨运辉，陈志广，
申请(专利权)人：中交路桥华南工程有限公司，
类型：发明
国别省市：