抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法

抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法由武汉市市政建设集团有限公司、武汉理工大学完成的工法01形成原因操作原理质量控制工法特点材料设备安全措施目录030502040607环保措施应用实例效益分析荣誉表彰目录0908010基本信息《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》是武汉市市政建设集团有限公司、武汉理工大学完成的建筑类施工工法；作者分别是胡曙光、谢先启、丁庆军、黄小霞、吕杰；适用范围是大型跨江海、公路、城市道路隧道的路面铺装施工。《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》主要的工法特点是：下层铺设5厘米阻燃、抗车辙改性沥青拌制的AC-20沥青混合料+上面层铺设4厘米AFNA（抗滑、阻燃、降噪多功能隧道路面）的组合结构形式；在阻燃高黏度改性沥青的基础上加入沥青改性剂；下层混凝土板上铺洒阻燃，高黏度改性沥青加预拌碎石。2009年10月19日，《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2007-2008年度国家一级工法。形成原因形成原因大型跨江海隧道项目建设技术难度高、投资大，其建设质量与水平对隧道耐久性，保证行车安全、舒适度以及经济效益和社会效益有着重要的作用。路面结构设计与铺装技术是跨江海隧道工程建设的关键技术之一，隧道路面的结构耐久性与功能性对隧道安全性具有重要意义。针对跨江海隧道距离长、纵坡大、湿度大，易发生交通事故且火灾后果严重等特点，因此必须提高隧道沥青路面的抗滑、阻燃性能。武汉市市政建设集团有限公司和武汉理工大学合作开展了科技创新，提出并总结形成了《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》。

工法特点工法特点《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》的工法特点是：一、根据隧道路面大纵坡，混凝土底板作为基层材料等特点，武汉市市政建设集团有限公司、武汉理工大学提出下层铺设5厘米阻燃、抗车辙改性沥青拌制的AC-20沥青混合料+上面层铺设4厘米AFNA（抗滑、阻燃、降噪多功能隧道路面）的组合结构形式。在保证路面抗车辙性能的同时采用钢轮非起振状态即可保证压实度，保证了盾构隧道结构的安全性。二、在抗滑、阻燃、降噪多功能隧道路面材料设计方面，武汉市市政建设集团有限公司、武汉理工大学有以下技术：首先，通过加入无毒溢烟剂将施工过程中的烟气密度等级控制为32，减小其对施工人员的危害。第二，通过加入无毒的无机阻燃矿粉和无机阻燃矿物纤维代替石灰石矿粉和有机纤维，在材料方面降低火灾发生的可能，并且降低了火灾时有毒气体的排放，烟气毒性等级达到安全二级。第三，通过设计大空隙路面结构形式，从结构方面降低了火灾发生的可能，并较好地解决了路面噪声大和抗滑性能差等问题。三、在阻燃高黏度改性沥青的基础上通过加入沥青改性剂，降低沥青混合料的拌合温度和铺装温度，改善施工环境延长连续施工时间，适合于隧道或其他半封闭场所铺装使用。操作原理适用范围施工工艺工艺原理操作原理适用范围《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》适用于大型跨江海、公路、城市道路隧道的路面铺装施工。

工艺原理《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》的工艺原理叙述如下：抗滑、阻燃、降噪多功能隧道路面材料采用经过无机阻燃剂改性的高黏度改性沥青，其阻燃机理为：无机阻燃剂在230~350℃的温度范围内会脱水分解，并吸收大量的热量，无机阻燃剂在250℃和315℃形成2次吸热峰，吸收大量的热量，抑制有机聚合物的温升；同时无机阻燃剂受热分解释放出大量的水蒸气，稀释了可燃性气体和氧气的浓度，阻止燃烧。抗滑、阻燃、降噪多功能隧道路面结构形式，采用了18%~22%的大空隙路面结构形式：一、大空隙路面材料构造深度大于1.7毫米，摆值大于75BPN，附着系数可达1.10以上，降低了汽车的制动距离，降低交通事故发生率20%以上，行车安全性提高。二、当声波入射到大空隙路面材料中时，材料内空隙中的空气和细小纤维受声波激励产生振动，散射声波。由于摩擦和黏滞阻力，声能转变为热能，而被吸收和耗散掉。由于大空隙路面结构表面孔与孔之间相互贯通，并深入到材料的内层，因此这种结构形式具有优良的吸声性能。三、大空隙沥青路面有很好的透水、透油性能。因此，当隧道内发生液体燃料泄漏时，液体燃料能够通过空隙迅速渗入排水面层，最终排入道路两侧的边沟。施工工艺《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》的工艺流程见图1。

图1施工工艺流程图《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》的操作要点如下：一、混合料的拌合1.准备工作沥青的准备：高黏度改性沥青加热温度为160~175℃，同时应使其循环，避免改性剂离析。集料准备：开工前应检测含水量，以便调节冷料进料比例和燃烧器的火焰长度，集料经过烘干后的残余含水量应小于0.2%。集料级配发生变化时应及时调整生产配合比，换用新材料时应重新进行配合比设计。2.拌合工艺（1）阻燃矿物纤维的投放。纤维应与集料同时投入拌合仓；纤维投入方式分为两种：人工或絮状纤维投料机，人工投放时纤维应采用小包装。（2）拌合温度和施工温度。应符合表1的规定。（3）拌合时间（表2）。材料设备材料设备一、原材料《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》所用的原材料明细如下：1.阻燃改性沥青技术指标及阻燃性能指标见表6和表7。2.集料集料性能指标见表8。3.阻燃矿粉阻燃矿粉性能指标见表9。4.矿物纤维性能指标见表10。二、设备质量控制质量控制《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》的质量控制要求见表12。安全措施安全措施采用《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：一、沥青拌合站必须严格按照相应的规范操作，严禁违章作业。二、沥青混合料在运输过程中必须保证车辆性能完好，遮盖保温，避免在运输途中洒料。三、对机械设备应在作业前进行必要的维修保养与检测，使其运行状况良好，保证设备正常使用。在隧道内发生故障的机械设备，应拖移至隧道外维修；禁止灯光不齐备的车辆和机具进入隧道内作业。四、施工工程中应通过采用鼓风机等方式保证施工现场空气流通，且应通过调整鼓风机风向使摊铺沿顺风向，以减少碾压作业场所的沥青废气量和烟雾，增加能见度，清新空气，保证施工人员职业健康。五、隧道内作业严禁吸烟用火，洞内作业2小时换班一次，轮流作业。六、隧道内照明电源由外部供应与自备发电机相配合，供电线路、配电箱、闸刀的安装架设必须符合TN一S系统要求及电力部门的其他相关规定。用电器具要安装好漏电保护器，现场照明采用安全电压。七、配备对讲设备，以确保隧道内施工人员与隧道外人员通信畅通。环保措施环保措施《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》的环保措施如下：一、遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章。二、按环保体系的要求来管理工地的工程材料、设备，并定期进行检查。三、拌好的沥青混合料在运输过程中必须遮盖严密，同时保证车厢完好，避免在道路上洒料，如有洒落，及时清理干净。四、施工工程中应采用鼓风机保证施工现场空气流通，通过调整鼓风机风向使摊铺沿顺风向，以减少碾压作业场所的沥青废气量和烟雾，增加能见度、清新空气，保证施工人员职业健康。

效益分析效益分析《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》的效益分析如下：2007年前，大型跨江海隧道和公路隧道一般采用阻燃SMA作为铺装材料，两种材料的造价和性能对比见表13和表14。注：施工费用以2007-2008年施工材料价格计算应用实例应用实例《抗滑、阻燃、降噪多功能隧道沥青路面施工工法》的应用实例如下：沪蓉西高速公路（恩施至利川段）把水寺隧道全长1375米，宽8.45米。设计方案为上面层5厘米厚抗滑阻燃降噪沥青混合料（AFNA-13）+下面层6厘米厚AC-20沥青混合料，在整个施工过程中未出现由于掺加阻燃材料带来的工作人员身体不适的情况。检测结果表明，冻融劈裂残留强度比在90%以上，谢伦堡肯塔堡飞散损失小于2%，稳定度在7.0千牛以上，沥青胶浆氧指数大于28%，在混合料摊铺完成后，压实空隙率为19.0%，厚度为49~51毫米，摆值75BPN，构造深度1.64毫米，与混凝土路面相比降低噪声可达6分贝（A），平整度提高0.5毫米。

武汉长江隧道全长3600米，其中盾构段2450米。设计采用4厘米厚抗滑阻燃降噪多功能沥青混合料（AFNA-13），在整个施工过程中未出现由于掺加阻燃材料带来的工作人员身体不适的情况。检测结果表明，冻融劈裂残留强度比在90%以上，谢伦堡肯塔堡飞散损失小于2%，稳定度在7.0千牛以上，沥青胶浆氧指数大于30%，在混合料摊铺完成后，压实空隙率为19.7%，厚度为39~41毫米，摆值75BPN，构造深度1.62毫米，与混凝土路面相比降低噪声可达6分贝（A）。

武汉武昌火车站改造工程中山路隧道，试验段长度共998米，设计方案为上面层5厘米厚抗滑阻燃降噪沥青混合料（AFNA-13）+下面层6厘米厚AC-20沥青混合料。沥