港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,全55km,主体工程“ 海中桥隧” 长35.578km,是同期世界最长的跨海大桥。 港珠澳大桥沉管隧道是我国建设的第一座外海沉管隧道,也是全球最长的公路沉管隧道和全球唯一的深埋沉管隧道,是大桥建
设中技术最复杂、建设难度最大的部分。 该工程具有体型大、管节多、构造复杂、精度要求高等特点。上海昌吉地质仪器有限公司通过分析沉管隧道路面使用条件,开展路面铺装方案优化设计及结构验算、材料性能测试,提出路面细部构造处治方案,并付诸于实际工程实施,以期为类似工程提供借鉴。
对隧道路面方案的优化设计主要是基于以下几方面原因:
(1) 沥青路面厚度从10cm提升到13cm,增强了路面结构的整体刚度和抗反射裂缝能力,同时也保障了路表平整度。
(2) 相对改性沥青SMA20,采用SMA16能便于实际施工中控制空隙率为3%~4%,且压实度易于保证。
(3) 采用3cm温拌改性沥青AC10铺装沉管隧道混凝土路面的调平层,可避免混凝土路面不平导致SMA16铺装厚度不均、不易压实的问题。
(4) 受隧道封闭环境条件干扰,加之基面潮湿,在对混凝土基面抛丸处理后,采用改性沥青碎石封层作为防水黏结层,能起到良好的承上启下功能。
(5) 上面层采用4cm阻燃温拌改性沥青SMA13,其氧指数应不小于23%,混合料拌合温度为150~170℃,摊铺温度为150℃,使隧道路面具有阻燃、抗滑、耐磨等功能,且能够保证沥青路面的压实度。
结论与讨论
(1)在无类似工程实践经验情况下,提出了3cm温拌改性沥青AC10铺装调平层+6cm温拌改性沥青SMA16铺装下层+4cm温拌阻燃改性沥青SMA13铺装上层的组合方案,既能满足沉管隧道内低温、高湿度条件下路面的施工质量要求,又赋予了路面阻燃、抗滑、耐久等功能。 路面结构验算及混合料性能检测结果显示,该方案满足设计要求。
(2)管节接头路面采用了由高黏改性沥青及集料配置而成的无缝伸缩缝处治技术,能够适应沉管结构变形。
(3)沉管节段采用了SBS卷材双层叠加方案进行处治,能有效防止基面反射裂缝。
(4)路缘边缘采用碎石盲沟防水排水方案,既实现了防排水,又避免了施工机械对路缘石的损伤。
(5)从实施效果和检测结果来看,隧道路面达到了较高的质量水平,并取得了良好的环保效益。港珠澳大桥于2018年10月正式通车,沉管隧道作为港珠澳大桥工程中技术难度最大的节点工作,这些处治方案对我国未来沉管隧道路面设计具有重要的借鉴意义。 同时,受现场工期及技术等限制,性能更优、寿命更久的浇注式沥青铺装材料未能被采纳实施,下阶段有必要就温拌浇注式沥青混合料应用技术开展研究,并对沉管节段区域路面使用状况加强监控。
以上内容仅供参考。
