鋼筋混凝土整體道口的設計應用

黃 榮

（南寧鐵路局玉林工務段，工程師，廣西 537000）

普通結構的道口（現有的標準圖均是這種結構，區別是道口鋪面板的材料不同）由路基、道床、軌道框架和道口鋪面板組成，為分開式結構。普通結構的道口由于受到火車和汽車雙重力的作用，且受到鐵路和公路的雙重限制，難以設置完善的排水系統，以致經常發生道口板損壞、離縫、鋼軌扣件銹蝕、道床翻漿等病害，造成軌道幾何尺寸變化較快，常處于超限狀態，安全隱患較多且日常維護工作量繁重。同時，在進行病害整治時需同時封鎖鐵路和公路，整治非常困難，可以說道口是線路最薄弱的環節之一。多年來，道口鋪面板也做了很大的改正，有木枕、鋼筋混凝土、鋼軌，也有橡膠的鋪面。但實踐證明，僅靠改正道口鋪面板的材質，是不能從根本上解決普通結構道口存在的嚴重問題。為此，玉林工務段設計了具有強度高、基床穩定、不受水的破壞作用，抗腐蝕、使用壽命長、成本低、零維修等優點的鋼筋混凝土整體道口。該整體道口幾乎解決了普通道口存在的所有病害，具有很大的推廣應用價值。

1 普通結構道口的缺陷分析

普通結構道口的構造為分開式結構，其普遍存在穩定性能差、承載力差、排水性能差和使用壽命短的缺陷，并由此引起道口板損壞、離縫、鋼軌扣件銹蝕、道床翻漿、軌枕陷槽等病害的發生。

1.1 穩定性能差 分開式結構的普通道口的道口板不能與路基、道床、軌道框架進行鋼性連接，使其穩定性能較差，在各部分相互作用和相互影響下使病害疊加。如在火車和汽車運動的作用下，道床產生下沉導致道口板松動后，又因雨水引起道床翻漿，道床翻漿又加劇線路失穩，線路失穩又加劇道口鋪面板松動、損壞的惡性循環。

1.2 承載力及抗沖擊能力差 普通結構的道口為土質基礎，承載力較低，且道床為松散的道碴結構，容易產生下沉、變形，整體承載力較差。從道口板上通過汽車時產生的沖擊力，間接作用在線路的軌枕上。理論上，超過線路規定軸重的重型機動車，應禁止通過鐵路道口。但目前的現狀是大量重型機動車超載以后的實際軸重，已遠遠超過線路、軌枕的設計承載力，從而進一步加劇了道口的損壞，縮短了使用壽命。

1.3 排水性能差 受到鐵路和公路的雙重限制，普通道口難以設置排水系統。由于沒有排水系統，汽車通過道口帶來的礦物粉塵隨雨水流入道床，引起道床翻漿、軌枕陷槽、鋼軌扣件銹蝕等嚴重病害。一旦發生這些病害，就需要進行道口大修。這是普通道口穩定性差和使用壽命短又一個主要原因。

1.4 病害整治困難 整治道口超限的軌道幾何尺寸等較小的病害，都需拆鋪道口鋪面板和鋼軌輪緣槽，由于道口鋪面板和鋼軌輪緣槽比較笨重，以致日常維護的工作量非常繁重。且在病害整治時需同時封鎖鐵路和公路，而封鎖公路需要地方交警等部門的配合，涉及的部門增多，使病害整治變得更加困難。

1.5 安全隱患嚴重 普通結構的道口由于經常發生道口板松動、損壞、鋼軌扣件銹蝕和道床翻漿等病害，使得軌道幾何尺寸變化較快，再加上病害的整治比較困難，必然導致繁忙的道口常處于失修狀態，從而存在較多的安全隱患。如道口鋪面出現松動后所造成的高低不平，使汽車通過時會產生劇烈的顛簸，很可能造成汽車熄火、貨物掉落、道口板高出軌面等不安全因素，如果處理不及時就會發生火車撞汽車等行車事故。

1.6 使用壽命短 普通結構的道口因其穩定性能、承載力和排水性能都比較差，以及病害整治的困難、機動車超載等原因，使其使用壽命非常短。繁忙的道口大約2年時間就需要進行1次大修，而且加大了運營成本。

2 整體道口的技術特點

針對普通道口普遍存在的結構性缺陷，玉林工務段設計了一體式結構的鋼筋混凝土整體道口。道口基礎（底層）采用C20片石混凝土，路面（面層）由軌道框架和鋼筋混凝土組成，如圖1所示。

圖1 鋼筋混凝土整體道口截面圖

這一設計具有強度高、基床穩定、不受水的軟化影響，以及抗腐蝕、使用壽命長、成本低、零維修等優點。

2.1 超強的承載力和良好的穩定性 基礎（底層）用C20片石混凝土取代了土質基床，超大的承載面積大大降低了對線路路基的壓強，承載力提高了幾十倍，使基礎具有良好的穩定性，從而保證了道口范圍不產生地基下沉。

2.2 高強度的路面設計 路面（面層）由軌道框架和鋼筋混凝土組成。由鋼軌、軌枕、鋼筋籠與C30混凝土整體灌注而成。高強度的路面計取代了原松散的道床和道口鋪面板，具有極強的抗沖擊能力，滿足了重載機動車平穩快速通過道口的現實需求。

2.3 良好的排水性能和抗腐蝕性能 混凝土保護了基床、鋼軌及扣件不受水和其他礦物質的侵害，路面上的雨水流入輪緣槽后，排入道口兩端截水溝，再通過截水溝流入線路側溝，徹底解決由于水而引起的道床翻漿、軌枕陷槽、鋼軌扣件銹蝕等嚴重病害。

2.4 材料易組織且施工工序簡單 鋼筋混凝土整體道口的主要材料為常見的鋼筋、水泥、砂、石料，非常容易組織，且混凝土還可直接采用商品混凝土確保施工更快速、便捷。鋼筋混凝土整體道口制作工藝、施工工序比較簡單，質量也容易控制。

2.5 低成本且長壽命并實現零維修 鋼筋混凝土整體道口每米僅需12 m3混凝土和160 kg鋼筋，材料費約5000元/m，而橡膠鋪面板材料費約5 500元/m，比橡膠鋪面板便宜500元/m。超強的承載力和高強度的路面設計保證了鋼筋混凝土整體道口超長的使用壽命。其一次性投入，可用幾十年，且基本上不用進行任何維護工作，從而節約了大量的大修維修資金。

3 結束語

玉林工務段于2002年鋪設于廣東省遂溪市G325國道的1個70 m寬的鋼筋混凝土整體道口，已接近10年，從鋪設至今未無需進行任何維修，現狀依然完好無損，軌道幾何尺寸鋪設至今均未發生任何變化。按C30鋼筋混凝土的路面及鋼軌的使用壽命推算，還可再用20～30年。當然，最終的使用壽命尚需時間來確定。由于鋼筋混凝土整體道口具有強度高、基床穩定、不受水的破壞作用、抗腐蝕、使用壽命長、成本低、零維修等優點，幾乎解決了普通結構道口存在的所有病害，使用效果非常好，深受設備使用及管理部門的歡迎。寧局現有普通結構的道口就有766處（正線536處，專用線230處），目前僅鋪設了3處鋼筋混凝土整體道口。因此，鋼筋混凝土整體道口不僅具有很高的推廣應用價值，應用前景也非常廣闊。