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抛丸设备在隧道防滑中的应用

文章出处:抛丸机技术员 人气:发表时间:2018-09-26 09:52

   高等级公路隧道能够有效地改善公路的路线技术指标,缩短公路里程和行车时间, 但其不可避免的封闭性、 行车环境的复杂性,给公路安全管理工作也带来了一定的难度。隧道路面有混凝土和沥青两种, 因为短距离隧道的通风条件比较好,消防要求不是特别的高,隧道内温度、湿度和隧道外的差别不大,所以可以采用粗粒式沥青混凝土路面,而对于长隧道,由于隧道内部环境以及消防的原因,大多采用水泥混凝土路面。

1、隧道事故原因分析:
   2001 年,浙江省高速公路隧道事故 433 起,占全省高速公路交通事故总数 13.7% , 每公里事故发生率 13.18起/公里,远远高于其他路段 4.14 起/公里的事故发生率。
   分析以上事故发生的特征和路段的特点, 可以发现隧道路面的摩擦系 数低是导致事故多发的首要原因 :
(1)发生的路段集中在长隧道内。 因为相对长隧道,短隧道由于路面状况相对较好, 路面附着系数相对稳定,透光性较好。上述433起事故中,按隧道长度分类列表如表 1。


隧道长度 1000m以下 1000-3000m 3000m以上
隧道数量 14 9 2
事故数量 73 305 55

(2)事故在隧道内发生的地点有规律性, 集中在隧道入口处200~400米路段范围内。 主要是因为车辆在进入隧道的时候, 由于路面工况的瞬间改变造成车辆侧滑, 以及受光线影响。2001 年的433起事故中,发生在隧道入口处 200~400米路段的有341 起,占总数的 78.8% 。
(3)事故发生的形态中,侧滑后造成的单车碰撞隧道壁或侧翻占总数的42.3%;侧滑后导致方向失控而被后方来车碰 撞的占总数的 38.7% ;可见由于路面摩擦系数的降低导致的侧滑是隧道交通事故的主要原因。
 
(4)事故车型比例 :小型货车43.5% ,小型客车 37.5% ;可见除行车速度影响外, 和小型车辆底盘轻、胎面窄、 抗滑性能较差也有关。
(5)雨天的事故发生率明显高于晴天。雨天隧道路面潮湿,车辆在高速行驶状态下, 进入隧道瞬间路面摩擦系数的突然变化, 导致车辆侧滑,导致本车失控或和其他车辆发生事故, 同时非事故车辆的制动距离也大大增加。
   据测试,盘龙峙隧道晴天干燥路面的实测摩擦系数为 0.35 ,雨天潮湿路面的实测摩擦系数为 0.25. 全部低于0.7~0.6水泥路面的正常摩擦系数值。
   因为隧道是一个封闭的特殊环境,使大量的尘埃不能及时排除在洞外而是沉积在路面上, 车辆排出的废气以及遗洒在地面的汽油, 机油等得不到清理, 大量附着在路面上,大大降低了路面的摩擦系数, 所以提高隧道内车道的摩擦系数是减少隧道交通事故的关键。

2、解决隧道防滑问题的新方法:
   当前提高隧道内车道摩擦系数的一个有效的新工艺就是采用抛丸机设备作表面的抛丸处理抛丸是指通过机械的方法把丸料 (钢丸或砂粒)以很高的速度和一定的角度抛射到工作表面上,让丸料冲击工作表面,然后在机器内部通过配套的吸尘器的气流清洗作用, 将丸料和清理下来的杂质分别回收 ,并且使丸料可以再次利用的技术。机器配有除尘器,做到无尘、无污染施工,既提高效率,又保护环境。
表2

方法 缺点
防滑刻槽 a、不能在沥青路面进行;b随时间推移由于没有雨水冲刷,油污得不到清理,沟槽被填平,同样造成摩擦系数的降低。需要定期对隧道路面进行清洁。
人工高压水清理 人工和设备费用较高,水资源浪费严重,效率低。
喷洒水,行车过程中自然清洗 水资源浪费严重,效果不稳定,北方地区冬季不能开展
凿面 对原有路面造成损坏,清理不干净,效率低
曾经的实验方法

目前浙江省在三线高速采用了人工“打毛”,让人工的刀斧痕迹遗留在路面,从而增加路面的粗糙程度。效果:从后两个月统计,和同期相比,事故总数降低了72.25%,效果十分显著。缺点:a不能去除表面的油污,只是形成不规则的突起;b施工效果慢

   机器操作时通过控制和选择丸料的颗粒大小、形状,以及调整和设定机器的行走速度, 控制丸料的抛射流量,得到不同的抛射强度,获得不同的表面处理效果。
2.1、抛丸设备的常见类型:
(1)手扶式自行走抛丸设备(电机驱动),效率从100  至 800 m 3/h。
(2)一体的自行式设备(汽油机驱动),效率从200  至 2000 m 3/h。
   近年来在使用抛丸工艺处理隧道的工程也越来越多, 抛丸工艺已经是欧美国家工艺规范的要求, 在中国也正在被逐渐接受。 在隧道保养上,例如:重庆通渝隧道、贵阳营盘坡隧道、昆石高速清水沟隧道等等,均采用抛丸工艺对混凝土路面进行维护。

路面抛丸机在隧道防滑中的应用
2.2、施工方法;
(1)可以根据需要对隧道路面全部进行机械抛丸打毛清理, 全面清理表面遗留杂质, 恢复表面摩擦系数;
(2)可以每间隔一定距离进行一条抛丸处理 ;当处理的抛丸带摩擦系数降到临界状态后再交替打毛以前未处理过的表面。
2.3、设备优点:
   完全自动清理, 均匀整齐;效率高;摩擦系数完全恢复, 对表面没有损伤;设备机动灵活, 操作简单;环保设计, 没有任何污染;清理过的表面不需要进行额外的清洁工作;随时进行, 随时撤离,操作成本低。
   其他功能:标志线清理;市政道路及铺装路面的清洁 ;高速公路及转弯路段表面抗滑性能恢复。