公路隧道由于特殊的工作环境,当隧道内部采用沥青路面结构时,施工过程中会产生大量烟雾和有毒气体,增加了施工技术难度和环境污染;并且,长大隧道内部混凝土路面表面通常有水膜存在,沥青路面长期在水膜作用下容易发生水损坏,影响沥青路面在后期使用过程中的耐久性。因此,我国公路隧道多采用水泥混凝土路面结构形式,其抗滑构造近乎全部采用刻槽形式。然而,隧道水泥混凝土路面同样存在许多的技术难题,突出表现在车辆行驶的安全性和交通噪声两个方面。已建隧道水泥混凝土路面参照普通水泥混凝土路面结构设计方法和施工工艺,没有充分考虑隧道内部环境的影响以及隧道水泥混凝土路面对结构、材料等方面的特殊要求,不论采用三辊轴施工或是滑模施工方式,均会在路面结构表层形成较厚的缺少骨料的浮浆层,加之长大隧道内部较为潮湿,路面抗滑构造迅速衰减、行驶车辆溜滑、交通事故频发已然成为隧道水泥混凝土路面亟待解决的难题之一。此外,隧道内部环境相对较为密闭,车辆行驶过程中轮胎与路面之间产生的泵吸噪声和空气动力学噪声,以振动波的形式在隧道内部传播,经过多次反射、共振及叠加后,噪声在长大隧道内部的传播形式接近于喇叭效应,导致隧道内部噪声水平远高于一般路段。心理声学研究表明,驾驶者长期处于噪声水平较高的环境中,很容易产生疲劳,会对驾驶者的心理和生理健康产生不利影响。本文对常见公路隧道水泥混凝土路面的抗滑与降噪功能进行了系统调查与分析,结合依托项目工程试验路段对隧道刻槽混凝土路面、露石混凝土路面及聚合物改性纤维混凝土路面的抗滑性能、噪声特征和施工技术展开深入研究,主要研究内容及成果如下:1)通过对多条隧道水泥混凝土路面的纹理类型、构造深度、横向力系数、抗滑摆值和噪声水平进行同步测试,统计分析隧道内部、外部混凝土路面抗滑性能和噪声特征的变化规律。调查表明,隧道水泥混凝土路面普遍存在抗滑力不足的现象,隧道入口、出口路段抗滑性能最低,局部水泥混凝土路段横向力系数<40;空气湿度对轮胎与路面之间的摩擦系数影响显著;隧道内部混凝土路面的噪声水平远高于一般路段,当采用以dB(A)为度量单位的A计权噪声计时,在隧道不同位置处测试隧道噪声水平,不论是沥青路面还是水泥混凝土路面,其轮胎/路面噪声水平较隧道外部路段高出10~20 dB(A),且噪声在隧道内部传播过程中衰减速率十分缓慢。2)基于依托工程项目建立Abaqus抗滑力模型与Comsol Multiphysics噪声模型,研究干燥、潮湿、积水、结冰条件下隧道混凝土的抗滑性能;找出隧道横截面声场分布特征及纵向声场衰减规律。研究表明:路面潮湿或积水时,纵向刻槽的抗滑性能更加优越;隧道内横截面上噪声主要分布在隧道下方及隧道内壁周围,距离声源位置相等时,噪声高低顺序为:横向刻槽>纵向刻槽>纵横组合刻槽;隧道纵向声场衰减十分缓慢,距离声场100m时噪声水平保持在70dB(A)以上。3)系统研究了刻槽间距、刻槽宽度、刻槽走向及组合方式对刻槽混凝土路面的抗滑性能和噪声特征的变化规律。研究表明,隧道内采用纵向刻槽更有利于防止车辆侧滑,适当增加刻槽宽度、减小刻槽间距,有助于提高路面的横向力系数;纵向刻槽比横向刻槽在峰值区域附近声压级降低约4~6dB(A),噪声水平随着行驶速度的增加近似线性增加,随刻槽间距的增大呈减小趋势。4)深入探讨了集料粒径、级配类型、露石深度、露石面积,表面水膜对露石混凝土的露石效果、抗滑性能和噪声特征的影响规律。研究表明,最大公称粒径为16mm的间断级配噪声水平较其他粒径低,具有良好的露石效果;露石度、露石面积与抗滑摆值、摩擦系数之间均具有显著的正相关性;露石混凝土的抗滑性能受表面水膜的影响较小;随着集料粒径、构造深度的增加,露石混凝土的声压水平呈降低趋势;露石度与声压水平存在反向抛物线关系,即露石混凝土存在一个最佳露石度,这对于控制露石混凝土表面的露石效果和噪声水平提供了重要依据。5)探究粗聚合物乳液、有机纤维及粗集料含量对聚合物改性纤维混凝土的力学性能、弯曲韧性、抗滑性能和噪声特征的影响规律。研究表明:添加聚合物乳液和有机纤维能够有效提升水泥混凝土的力学性能和弯曲韧性,其抗弯拉极限强度比普通混凝土提高40%,弯曲韧提高约200%,具有优越的抵抗开裂和变形能力;适当增加粗集料数量有利于形成“骨架密实结构”和粗糙的宏观构造,其构造深度大于横向、纵向刻槽混凝土;粗集料含量为45%时(与43%、40%相比),使用轮胎落下法测得其噪声水平最小。6)引入TOPSIS多目标决策分析方法,综合考虑隧道水泥混凝土路面的舒适度、抗滑性能、噪声水平及工程造价,优选出“安全、舒适、安静、经济”的隧道水泥混凝土路面纹理构造。分析表明:露石混凝土是隧道水泥混凝土路面纹理构造的最佳方案;刻槽间距对其抗滑性能和噪声水平均有不同程度的影响,刻槽间距较大的纵向刻槽(深度×宽度×槽间距)(5mm×5mm@25mm)是隧道水泥混凝土路面较为合理的抗滑构造参数;刻槽间距较大的横向组合刻槽兼顾了隧道水泥混凝土路面的抗滑性能和噪声水平,5mm×5mm@20/40mm的横向组合刻槽亦不失为一种合理的隧道水泥混凝土路面抗滑纹理构造方案。