淺析道路下穿框構(gòu)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

楊美龍+黃漢彪

摘 要：通常情況下穿框構(gòu)路面基本是以水泥混凝土路面為主，在設(shè)計(jì)方面采取結(jié)構(gòu)鋪裝形式，也就是在框構(gòu)底層上鋪筑水泥混凝土板塊。對(duì)此便提出了采用路面設(shè)計(jì)厚度來(lái)明確出框構(gòu)內(nèi)外部的設(shè)計(jì)高程，從而也便能夠顯著降低路面所發(fā)生的不均勻沉降現(xiàn)象，保障路面能夠達(dá)到良好的整體性。在進(jìn)行水泥混凝土路面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)道路和被交道路、鐵路斜交角度等，來(lái)各自采取與之相對(duì)應(yīng)的板塊區(qū)劃及路面接縫，以確保板塊區(qū)劃能夠更加合理，受力也更為均勻。

關(guān)鍵詞：道路；框構(gòu)路面；水泥混凝土路面；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近些年來(lái)隨著我國(guó)公共交通事業(yè)的快速發(fā)展，公路工程與鐵路工程均取得了巨大的發(fā)展與進(jìn)步，在市政道路下穿鐵路的施工項(xiàng)目也逐漸增多，并且工程結(jié)構(gòu)本身的復(fù)雜程度也日漸加劇，對(duì)下穿鐵路的道路進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可供選擇的設(shè)計(jì)方式多種多樣。只有確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性方可減輕后期養(yǎng)護(hù)工作量，并促使道路運(yùn)行壽命盡可能得以延長(zhǎng)，因此就開(kāi)展道路下穿框構(gòu)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究有著一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、工程概況

本文試以某市的城市道路為例展開(kāi)研究，某下穿規(guī)劃道路總長(zhǎng)1.632km，其中兩側(cè)引道及下穿框構(gòu)長(zhǎng)1.15km。下穿鐵路框構(gòu)與封閉路塹段橫斷面布設(shè)（K0+773.5～K0+ 992.5）為0.75m（邊墻）+6.2m（非機(jī)動(dòng)車道及人行道）+1.65m（分隔帶）+13.2m（行車道）+1.75m（分隔墻）+13.0m（行車道）+1.65（分隔帶）+6.4m（非機(jī)動(dòng)車道及人行道）+0.6m（邊墻），總寬度45.2m。

二、結(jié)構(gòu)構(gòu)成與設(shè)計(jì)

（一）路面結(jié)構(gòu)構(gòu)成

下穿道路通常可被分成兩段，也就是下鉆框構(gòu)兩側(cè)挖方引道段與下穿框構(gòu)段。不同的路面結(jié)構(gòu)形式也有著十分顯著的差異。挖方引道路面所采用的結(jié)構(gòu)形式和防護(hù)方式密切相關(guān)，挖方引道設(shè)計(jì)可以是開(kāi)放式放坡、擋墻、封閉路塹等多種不同的形式，與之所對(duì)應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)厚度也便有所不同；下穿道路通常是以框構(gòu)形式為主，通常是依據(jù)各地區(qū)自身的地質(zhì)條件、氣候特征、施工設(shè)備、工期進(jìn)度、運(yùn)維條件、成本造價(jià)等多方面的要素來(lái)共同決定的，可利用剛性路面結(jié)構(gòu)與柔性路面結(jié)構(gòu)互相結(jié)合的方式組合構(gòu)成。

（二）下穿道路路面設(shè)計(jì)

在下穿框構(gòu)道路當(dāng)中，當(dāng)前我國(guó)絕大多數(shù)的道路設(shè)計(jì)均采用水泥混凝土進(jìn)行路面修筑，然而在一些降雨量較小的地區(qū)，由于對(duì)路面不會(huì)產(chǎn)生過(guò)于嚴(yán)重的沖刷，地下水位也相對(duì)偏低，地質(zhì)條件優(yōu)異；并且很少有大型車輛通過(guò)，對(duì)路面的抗剪切力與抗沖擊性要求不高。在面對(duì)此類狀況時(shí)，下穿框構(gòu)道路路面設(shè)計(jì)亦可采用瀝青路面結(jié)構(gòu)形式。此兩種路面結(jié)構(gòu)各有長(zhǎng)短，總的來(lái)說(shuō)，若地下水位偏低、地區(qū)降雨量較小以及少有大型車輛通過(guò)的情況下，可采用瀝青混凝土進(jìn)行路面修筑，這一種方式的優(yōu)勢(shì)價(jià)值主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面，即交通開(kāi)放較快與后期運(yùn)維簡(jiǎn)便。然而針對(duì)一些要求設(shè)計(jì)年限長(zhǎng)、經(jīng)常有大型車輛通過(guò)、降雨量較多，對(duì)于路面的抗剪切與抗沖擊性能有著較高要求的地區(qū)，應(yīng)推薦采用水泥混凝土路面相對(duì)較為適宜。

除此之外，要確保路面的壓實(shí)密度，做好3步工作，第一步是先控制好溫度與時(shí)間，在適宜的溫度和有限的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行初次試鋪，并從坑槽兩邊碾壓瀝青，需要來(lái)回碾壓四次；第二步是從中間開(kāi)始進(jìn)行4～6振動(dòng)壓實(shí)；第三步則需要使用膠輪壓路機(jī)將瀝青路面壓實(shí)4遍，彌補(bǔ)路面裂縫，加強(qiáng)路面的抗壓能力和防水能力。

另一方面，在實(shí)施正交板縫式路面板塊翻修時(shí)，可以先用切割機(jī)切割出需要修補(bǔ)的區(qū)域，接著用銑刨機(jī)挖出有病害的瀝青路面，維修坑底使其達(dá)到堅(jiān)實(shí)面層，然后用瀝青噴布車向坑內(nèi)噴灑透層油，再為坑壁噴灑新的瀝青，最后用綜合養(yǎng)護(hù)車對(duì)路面進(jìn)行全面的修補(bǔ)，而且不能直接切除并丟棄損壞的路面，需要對(duì)其施以高溫加熱，促進(jìn)新舊材料可以有效融合在一起，再用碾壓機(jī)和膠輪壓路機(jī)對(duì)其進(jìn)行全面的碾壓以保持路面的平整度。

三、路面板塊布設(shè)

在本工程項(xiàng)目中，因封閉式路塹與框構(gòu)下穿鐵路及公路角度存在明顯差異，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)伸縮縫位置與角度也有明顯差異，因而也就導(dǎo)致了對(duì)路面板塊的劃分造成了一定的困難。怎樣能夠綜合結(jié)構(gòu)伸縮縫布設(shè)，開(kāi)展好對(duì)路面板塊的劃分，最大程度的降低因車輛運(yùn)行而對(duì)路面板塊造成損壞，這也將是設(shè)計(jì)工作所面臨的一項(xiàng)主要困難挑戰(zhàn)。

現(xiàn)設(shè)計(jì)出以下兩種路面板塊布設(shè)方案，并就其優(yōu)缺點(diǎn)展開(kāi)具體分析：

（一）方案一：斜縫式路面板塊布設(shè)。

通常路面板塊是以正交對(duì)稱來(lái)布設(shè)的，在框構(gòu)伸縮縫以及封閉式路塹伸縮縫位置，依據(jù)伸縮縫的布設(shè)來(lái)把路面板塊設(shè)置成斜縫，并使其兩側(cè)板塊能夠與斜縫所布設(shè)的位置保持垂直，針對(duì)兩側(cè)端部處的板塊銳角則可利用角隅鋼筋來(lái)實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)處理。

優(yōu)點(diǎn)：路面板塊布設(shè)簡(jiǎn)便；成本低，工期短。

缺點(diǎn)：斜縫傳力桿布設(shè)與其他板塊行車方向相違背；銳角角隅位置盡管進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)處理，然而依舊較為薄弱；框構(gòu)與路基斜縫一旦發(fā)生不均勻沉降，將會(huì)導(dǎo)致行車安全受到威脅。

（二）方案二：正交板縫式路面板塊布設(shè)。

路面板塊通常依據(jù)正交堆成來(lái)進(jìn)行布設(shè)，在框構(gòu)伸縮縫以及封閉式路塹伸縮縫位置，對(duì)路面板塊選用鋼筋混凝土面板予以增強(qiáng)，同時(shí)于框構(gòu)以及封閉式路塹中，板塊下選用瀝青碎石予以填平處理，于伸縮縫位置布設(shè)1cm厚度的鋼板，利用其將框構(gòu)底板和另一側(cè)框構(gòu)亦或是封閉式路塹底板相焊接起來(lái)，所搭接的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)確定為伸縮縫兩端各自1m左右。

這一方案在框構(gòu)間的伸縮縫及封閉式路塹伸縮縫間選用φ12鋼筋采取補(bǔ)強(qiáng)處理，于框構(gòu)亦或是封閉路塹及路基連接位置選用φ16鋼筋網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，將鋼筋的間隔距離保持為橫50cm，縱30cm。

優(yōu)點(diǎn)：路面板布設(shè)均采用正交，結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，具有較高的美觀性；路面板塊選用雙層鋼筋網(wǎng)實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)處理，能夠有效避免路面遭受毀壞；于板塊下端布設(shè)瀝青碎石調(diào)平層，能夠有效預(yù)防因沉降不均而導(dǎo)致的路面板塊受損，且有助于積水及時(shí)排出；于伸縮縫位置布設(shè)鋼板，能夠顯著減輕因不均勻沉降而導(dǎo)致的路面板塊受損現(xiàn)象。

缺點(diǎn)：此項(xiàng)施工方案所存在的缺點(diǎn)主要包括以下兩點(diǎn)，即工程成本過(guò)高與施工工藝相對(duì)比較復(fù)雜。

（三）兩方案工程數(shù)量及造價(jià)對(duì)比詳見(jiàn)表1。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，采用下穿框構(gòu)路面設(shè)計(jì)引入路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框構(gòu)理念，盡管可促使框構(gòu)結(jié)構(gòu)高度升高，然而其在控制框構(gòu)內(nèi)外部路面的不均勻沉降現(xiàn)象時(shí)，則可發(fā)揮出極其顯著的改善效果。在開(kāi)展路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)依據(jù)工程項(xiàng)目所在地的實(shí)際特征、施工方式、投資狀況等來(lái)明確出所應(yīng)采取的路面施工方式。

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