CN211171472U - 一种抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构，铺装结构、素水泥混凝土调平层、刚塑复合土工格栅及基岩自上到下依次设置，素水泥混凝土调平层的两侧均设置有纵向排水盲沟，其中，铺装结构位于素水泥混凝土调平层两侧的纵向排水盲沟之间；素水泥混凝土调平层的上表面设置有纵向假缝，素水泥混凝土调平层内设置有拉杆，其中，拉杆位于纵向假缝的下方，中心排水沟的顶部与素水泥混凝土调平层相接触，中心排水沟的下部穿过基岩，且中心排水沟的底部设置有双壁单侧打孔波纹管，中心排水沟内填充有3‑5mm级配碎石；纵向排水盲沟由自上到下依次分布的沥青填缝料层及3‑5mm级配碎石层，该结构在低温条件下的抗冻性能、防水抗渗性及抗腐蚀性能优异。

Description

一种抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构

技术领域

本实用新型涉及一种海底隧道路面结构，具体涉及一种抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构。

背景技术

海底隧道使得海域两岸交通运输更加高效快捷，营运期不干扰海面通航，也可避免受到海面以上台风、雨雪、浓雾等自然条件的影响，具有相当稳定的运行能力。因此，公路隧道在跨越海域的工程中更多采用海底隧道方案，而隧道路面结构的设计应考虑隧道内特殊的使用条件。

冬季当海域处在0℃以下时，海底隧道路面结构要同时克服低温与海水腐蚀对通行能力的影响，路面结构所处气候条件与行车条件更为复杂不利。受外界低气温的影响，冰冻海域隧道会出现路面结构层冻融剥蚀破坏和路面低温开裂等病害，使路面结构达不到设计使用年限。同时由于地处海域，周围空气湿度大，地下水位较高，水分会通过结构层上涌至结构表面，加之空气和渗入的水分含盐量高，造成隧道路面结构长期处于潮湿腐蚀环境，对隧道路面造成严重侵蚀，不仅路面湿滑其层间粘结性能大大降低，影响构造物承载能力及服务水平，容易引发交通事故。

面对上述海底隧道路面结构所处不利条件，普通公路隧道所采用的路面结构难以满足要求。水泥混凝土路面结构虽强度高、承载能力强，耐久性良好，但存在抗滑性能衰减较快、低温抗裂性差、平整度较差、行车舒适程度不高、吸噪降噪能力差、维修养护困难等问题；沥青混凝土路面结构具有抗滑性能好、平整度佳、吸噪音性能优良、易于养护等诸多优点，但通常沥青混凝土路面存在水稳定性差、抗腐蚀性差、耐油性不高等弊端，在封闭的海底隧道路面结构应用中也受条件限制。在低温海域海底隧道因其特殊的地理位置、复杂的环境及气象条件对汽车行驶的安全性与舒适性、对隧道路面结构的抗冻性能与抗腐蚀性能比一般公路隧道要求更高。目前，未见对低温海域隧道路面结构进行专门的设计与处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构，该结构在低温条件下的抗冻性能、防水抗渗性及抗腐蚀性能优异，使用寿命较长。

为达到上述目的，本实用新型所述的抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构包括铺装结构、素水泥混凝土调平层、刚塑复合土工格栅、基岩及中心排水沟；

铺装结构、素水泥混凝土调平层、刚塑复合土工格栅及基岩自上到下依次设置，素水泥混凝土调平层的两侧均设置有纵向排水盲沟，其中，铺装结构位于素水泥混凝土调平层两侧的纵向排水盲沟之间；

素水泥混凝土调平层的上表面设置有纵向假缝，素水泥混凝土调平层内设置有拉杆，其中，拉杆位于纵向假缝的下方，中心排水沟的顶部与素水泥混凝土调平层相接触，中心排水沟的下部穿过基岩，且中心排水沟的底部设置有双壁单侧打孔波纹管，中心排水沟内填充有3-5mm级配碎石；

纵向排水盲沟由自上到下依次分布的沥青填缝料层及3-5mm级配碎石层；

铺装结构包括自上到下依次分布的SMA-13沥青玛蹄脂表面磨耗层、AC-20C改性沥青混凝土承重层及SMA-5改性沥青砂多功能防水层3，其中，AC-20C改性沥青混凝土承重层与SMA-13沥青玛蹄脂表面磨耗层及SMA-5改性沥青砂多功能防水层均设置有粘结层；

素水泥混凝土调平层与SMA-5改性沥青砂多功能防水层之间设置有防水粘结层。

纵向假缝的深度及宽度分别为5cm及5mm。

拉杆位于素水泥混凝土调平层的中间位置处。

纵向排水盲沟的宽度及深度分别为2cm及10cm-15cm。

沥青填缝料层的厚度为3cm。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构在具体操作时，AC-20C改性沥青混凝土承重层与SMA-13沥青玛蹄脂表面磨耗层及SMA-5改性沥青砂多功能防水层均设置有粘结层，素水泥混凝土调平层与SMA-5改性沥青砂多功能防水层之间设置有防水粘结层，以形成严密防水体系，有效提高低温条件下的抗冻性能、防水抗渗性及抗腐蚀性能，另外，素水泥混凝土调平层的上表面设置有纵向假缝，素水泥混凝土调平层内设置有拉杆，保证两侧板不致被拉开而失掉缝下部的颗粒嵌锁作用，避免结构层产生低温开裂，另外，通过中心排水沟和纵向排水盲沟形成立体排水体系，能够及时将进入铺装结构的水分排出铺装结构，保证隧道路面结构的使用寿命，结构简单，操作方便，实用性极强。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中刚塑复合土工格栅10的结构示意图。

其中，1为基岩、2为素水泥混凝土调平层、3为SMA-5改性沥青砂多功能防水层、4为AC-20C改性沥青混凝土承重层、5为SMA-13沥青玛蹄脂表面磨耗层、6为防水粘结层、7为粘结层、8为纵向假缝、9为拉杆、10为刚塑复合土工格栅、11为3-5mm级配碎石层、12为沥青填缝料层、13为纵向排水盲沟、14为中心排水沟、15为双壁单侧打孔波纹管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1及图2，本实用新型所述的抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构包括铺装结构、素水泥混凝土调平层2、刚塑复合土工格栅10、基岩1及中心排水沟14；铺装结构、素水泥混凝土调平层2、刚塑复合土工格栅10及基岩1自上到下依次设置，素水泥混凝土调平层2的两侧均设置有纵向排水盲沟13，其中，铺装结构位于素水泥混凝土调平层2两侧的纵向排水盲沟13之间；素水泥混凝土调平层2的上表面设置有纵向假缝8，素水泥混凝土调平层2内设置有拉杆9，其中，拉杆9位于纵向假缝8的下方，中心排水沟14的顶部与素水泥混凝土调平层2相接触，中心排水沟14的下部穿过基岩1，且中心排水沟14的底部设置有双壁单侧打孔波纹管15，中心排水沟14内填充有3-5mm级配碎石；纵向排水盲沟13由自上到下依次分布的沥青填缝料层12及3-5mm级配碎石层11；铺装结构包括自上到下依次分布的SMA-13沥青玛蹄脂表面磨耗层5、AC-20C改性沥青混凝土承重层4及SMA-5改性沥青砂多功能防水层3，其中，AC-20C改性沥青混凝土承重层4与SMA-13沥青玛蹄脂表面磨耗层5及SMA-5改性沥青砂多功能防水层3均设置有粘结层7；素水泥混凝土调平层2与SMA-5改性沥青砂多功能防水层3之间设置有防水粘结层6。

纵向假缝8的深度及宽度分别为5cm及5mm；拉杆9位于素水泥混凝土调平层2的中间位置处；纵向排水盲沟13的宽度及深度分别为2cm及10cm-15cm；沥青填缝料层12的厚度为3cm；为刚塑复合土工格栅10的长度和宽度均为12.5cm。

为了保证素水泥混凝土调平层2与SMA-5改性沥青砂多功能防水层3及AC-20C改性沥青混凝土承重层4之间界面达到较好的连接效果，对素水泥混凝土调平层2表面采用抛丸处理，表面处理前，新浇注的混凝土需养护28天以上，使混凝土表面含水率及酸碱度等符合要求，保证防水粘结层6与素水泥混凝土调平层2之间的粘结性。采用清洁剂或溶剂及工具清洗和清除表面的油污、锈迹、脱模剂、杂物及尘土等附着物，以防止在抛丸过程中污染磨料，使防水粘结层6与素水泥混凝土调平层2表面结合牢固。

采用多台抛丸机并行直线连续抛丸的方式，抛丸设备两次施工行车道之间搭接3～5cm，抛丸处理的深度控制在2～3mm内，应使素水泥混凝土调平层2表面露出新鲜的集料和混凝土层。抛丸处理后的表面露骨率大于20％。施工过程中确保不破坏混凝土表面的平整度及结构稳定性，实现表面处理均匀，处理后粗糙度要求控制在0.4～0.8范围内。

素水泥混凝土调平层2上设置有深度为5cm、缝宽为5mm的不贯通的纵向假缝8，在浇筑混凝土后用切割机进行切割，槽口内填充填缝料。横向上每间隔4～6米设置一道。拉杆9长为50-70cm，直径为18-20mm，采用螺纹钢筋，对拉杆9中部10cm进行防锈处理，摊铺时由机械自动插入混凝土内。

防水粘结层6采用热SBS改性沥青，采用带智能喷量控制系统的沥青洒布车喷洒施工，洒铺温度控制到170℃～180℃左右，按1.2～1.6kg/m²范围进行洒布。洒布前应在素水泥混凝土调平层2表面处理后3～5天内进行，保持干净及干燥。洒布车应保持稳定转速，匀速行驶，以实现防水粘结材料的均匀洒布。

热SBS改性沥青上撒布一层粒径5～10mm单一尺寸预拌沥青碎石，沥青预拌碎石采用0.4％沥青预拌，碎石采用洁净、干燥玄武岩集料，超粒径范围的石料含量不应超过10％，撒布量一般为6m³/km²，采用碎石自动撒布车进行作业，碾压过程中使用胶轮压路机。预拌碎石撒布过程中局部会出现露白现象，可由人工涂刷热沥青之后重新撒布单粒径碎石，为利于粘结稳定可用喷灯烘烤；如局部遇碎石重叠的现象，由人工用扫帚进行均匀散开处理。

两次粘结层7沥青洒布过程中在衔接时素水泥混凝土调平层2表面会形成接头现象，施工过程中要严格对纵向接头和横向接头位置进行处理，将铁皮或油毛毡等覆盖物铺在已洒布完粘结层7的路段，避免造成沥青的重复洒布，保证前次施工与第二次施工时衔接紧密。

SMA-5改性沥青砂多功能防水层3、AC-20C改性沥青混凝土承重层4及SMA-13沥青玛蹄脂表面磨耗层5均采用沥青混合料，低温条件下，对沥青混合料的施工工艺要求更高，采取以下施工方式：

1)外界气温较低时，沥青混合料降温速度加快，有效碾压时间变短。为充分利用有效碾压时间，将碾压效果最佳的重型及新型压路机排在前面施工，其它压路机全部紧跟梯队作业，待之前压路机前行错开之后，后续压路机即刻跟上，前面的压路机错开或前行，后面的立即跟上，确保无缝对接，不允许停驶；

2)钢轮压路机振动要提早开启，除了首0.5遍和终压时不开振动外，其于遍数碾压时振动均需开启；

3)由于混合料表面速度下降较快，外界环境气温较低，钢轮压路机的喷水设置应采取进开退关的作业模式，或喷水量设置相对于常温条件下施工减小一半，采用植物油作为胶轮压路机的隔离剂；

4)所有压路机在摊铺过程中均不允许无故停驶，如遇沥青混合料摊铺被迫临时中断，为避免轮胎面冷却，胶轮压路机必须保持在热的摊铺面慢速行驶，以保持轮胎面温度。

沥青混凝土层间采用改性乳化沥青作为粘结层7，改性乳化沥青的洒布量为0.2～0.3kg/m²，洒布时间在沥青混合料摊铺作业开始前l～2天。采用沥青洒布车来保证洒布的均匀性与快速性，粘结层7的主要作用是保证铺装底层界面新鲜，结合良好。

中心排水沟14设置在隧道铺装底部，且在素水泥混凝土调平层2的下方，在基岩1内按照设计尺寸进行开挖，断面形式为倒梯形，宽度为15-30cm，两侧坡度均为1:0.3，内采用直径5-10cm的双壁单侧打孔波纹管15，外裹无纺布，双壁单侧打孔波纹管15上填筑3-5mm级配碎石。

纵向排水盲沟13设置在铺装结构两侧边缘处，素水泥混凝土调平层2的上方，宽度为2cm，深度为10-15cm。在沥青混合料摊铺前，边侧位置安装2cm厚钢膜(涂刷隔离剂)，铺装层碾压并冷却后取出钢膜，在结构层铺装完成后下部填入3-5mm级配碎石层11，在碎石上灌入3cm厚的沥青填缝料层12，确保排水盲沟与沥青层路面衔接紧密平整。

刚塑复合土工格栅10铺筑于基岩1上，要求基岩1平整，无尖刺凸起异物，刚塑复合土工格栅10铺设要平整无皱折，张紧绷直，搭接宽度为15cm，搭接处进行人工绑扎，每隔25cm用U型钉均匀固定于基岩1上。

Claims (5)

1.一种抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构，其特征在于，包括铺装结构、素水泥混凝土调平层(2)、刚塑复合土工格栅(10)、基岩(1)及中心排水沟(14)；

铺装结构、素水泥混凝土调平层(2)、刚塑复合土工格栅(10)及基岩(1)自上到下依次设置，素水泥混凝土调平层(2)的两侧均设置有纵向排水盲沟(13)，其中，铺装结构位于素水泥混凝土调平层(2)两侧的纵向排水盲沟(13)之间；

素水泥混凝土调平层(2)的上表面设置有纵向假缝(8)，素水泥混凝土调平层(2)内设置有拉杆(9)，其中，拉杆(9)位于纵向假缝(8)的下方，中心排水沟(14)的顶部与素水泥混凝土调平层(2)相接触，中心排水沟(14)的下部穿过基岩(1)，且中心排水沟(14)的底部设置有双壁单侧打孔波纹管(15)，中心排水沟(14)内填充有3-5mm级配碎石；

纵向排水盲沟(13)由自上到下依次分布的沥青填缝料层(12)及3-5mm级配碎石层(11)；

铺装结构包括自上到下依次分布的SMA-13沥青玛蹄脂表面磨耗层(5)、AC-20C改性沥青混凝土承重层(4)及SMA-5改性沥青砂多功能防水层(3)，其中，AC-20C改性沥青混凝土承重层(4)与SMA-13沥青玛蹄脂表面磨耗层(5)及SMA-5改性沥青砂多功能防水层(3)均设置有粘结层(7)；

素水泥混凝土调平层(2)与SMA-5改性沥青砂多功能防水层(3)之间设置有防水粘结层(6)。

2.根据权利要求1所述的抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构，其特征在于，纵向假缝(8)的深度及宽度分别为5cm及5mm。

3.根据权利要求1所述的抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构，其特征在于，拉杆(9)位于素水泥混凝土调平层(2)的中间位置处。

4.根据权利要求1所述的抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构，其特征在于，纵向排水盲沟(13)的宽度及深度分别为2cm及10cm-15cm。

5.根据权利要求1所述的抗冻抗腐蚀海底隧道路面结构，其特征在于，沥青填缝料层(12)的厚度为3cm。

Images