淺析道路下穿框構路面結構設計

楊美龍+黃漢彪

摘 要：通常情況下穿框構路面基本是以水泥混凝土路面為主，在設計方面采取結構鋪裝形式，也就是在框構底層上鋪筑水泥混凝土板塊。對此便提出了采用路面設計厚度來明確出框構內外部的設計高程，從而也便能夠顯著降低路面所發生的不均勻沉降現象，保障路面能夠達到良好的整體性。在進行水泥混凝土路面設計時應根據道路和被交道路、鐵路斜交角度等，來各自采取與之相對應的板塊區劃及路面接縫，以確保板塊區劃能夠更加合理，受力也更為均勻。

關鍵詞：道路；框構路面；水泥混凝土路面；結構設計

中圖分類號：U412 文獻標識碼：A

近些年來隨著我國公共交通事業的快速發展，公路工程與鐵路工程均取得了巨大的發展與進步，在市政道路下穿鐵路的施工項目也逐漸增多，并且工程結構本身的復雜程度也日漸加劇，對下穿鐵路的道路進行路面結構設計時可供選擇的設計方式多種多樣。只有確保結構設計的合理性方可減輕后期養護工作量，并促使道路運行壽命盡可能得以延長，因此就開展道路下穿框構路面結構設計研究有著一定的現實意義。

一、工程概況

本文試以某市的城市道路為例展開研究，某下穿規劃道路總長1.632km，其中兩側引道及下穿框構長1.15km。下穿鐵路框構與封閉路塹段橫斷面布設（K0+773.5～K0+ 992.5）為0.75m（邊墻）+6.2m（非機動車道及人行道）+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（非機動車道及人行道）+0.6m（邊墻），總寬度45.2m。

二、結構構成與設計

（一）路面結構構成

下穿道路通常可被分成兩段，也就是下鉆框構兩側挖方引道段與下穿框構段。不同的路面結構形式也有著十分顯著的差異。挖方引道路面所采用的結構形式和防護方式密切相關，挖方引道設計可以是開放式放坡、擋墻、封閉路塹等多種不同的形式，與之所對應的路面結構厚度也便有所不同；下穿道路通常是以框構形式為主，通常是依據各地區自身的地質條件、氣候特征、施工設備、工期進度、運維條件、成本造價等多方面的要素來共同決定的，可利用剛性路面結構與柔性路面結構互相結合的方式組合構成。

（二）下穿道路路面設計

在下穿框構道路當中，當前我國絕大多數的道路設計均采用水泥混凝土進行路面修筑，然而在一些降雨量較小的地區，由于對路面不會產生過于嚴重的沖刷，地下水位也相對偏低，地質條件優異；并且很少有大型車輛通過，對路面的抗剪切力與抗沖擊性要求不高。在面對此類狀況時，下穿框構道路路面設計亦可采用瀝青路面結構形式。此兩種路面結構各有長短，總的來說，若地下水位偏低、地區降雨量較小以及少有大型車輛通過的情況下，可采用瀝青混凝土進行路面修筑，這一種方式的優勢價值主要體現在以下兩個方面，即交通開放較快與后期運維簡便。然而針對一些要求設計年限長、經常有大型車輛通過、降雨量較多，對于路面的抗剪切與抗沖擊性能有著較高要求的地區，應推薦采用水泥混凝土路面相對較為適宜。

除此之外，要確保路面的壓實密度，做好3步工作，第一步是先控制好溫度與時間，在適宜的溫度和有限的時間內進行初次試鋪，并從坑槽兩邊碾壓瀝青，需要來回碾壓四次；第二步是從中間開始進行4～6振動壓實；第三步則需要使用膠輪壓路機將瀝青路面壓實4遍，彌補路面裂縫，加強路面的抗壓能力和防水能力。

另一方面，在實施正交板縫式路面板塊翻修時，可以先用切割機切割出需要修補的區域，接著用銑刨機挖出有病害的瀝青路面，維修坑底使其達到堅實面層，然后用瀝青噴布車向坑內噴灑透層油，再為坑壁噴灑新的瀝青，最后用綜合養護車對路面進行全面的修補，而且不能直接切除并丟棄損壞的路面，需要對其施以高溫加熱，促進新舊材料可以有效融合在一起，再用碾壓機和膠輪壓路機對其進行全面的碾壓以保持路面的平整度。

三、路面板塊布設

在本工程項目中，因封閉式路塹與框構下穿鐵路及公路角度存在明顯差異，相應的結構伸縮縫位置與角度也有明顯差異，因而也就導致了對路面板塊的劃分造成了一定的困難。怎樣能夠綜合結構伸縮縫布設，開展好對路面板塊的劃分，最大程度的降低因車輛運行而對路面板塊造成損壞，這也將是設計工作所面臨的一項主要困難挑戰。

現設計出以下兩種路面板塊布設方案，并就其優缺點展開具體分析：

（一）方案一：斜縫式路面板塊布設。

通常路面板塊是以正交對稱來布設的，在框構伸縮縫以及封閉式路塹伸縮縫位置，依據伸縮縫的布設來把路面板塊設置成斜縫，并使其兩側板塊能夠與斜縫所布設的位置保持垂直，針對兩側端部處的板塊銳角則可利用角隅鋼筋來實施補強處理。

優點：路面板塊布設簡便；成本低，工期短。

缺點：斜縫傳力桿布設與其他板塊行車方向相違背；銳角角隅位置盡管進行了補強處理，然而依舊較為薄弱；框構與路基斜縫一旦發生不均勻沉降，將會導致行車安全受到威脅。

（二）方案二：正交板縫式路面板塊布設。

路面板塊通常依據正交堆成來進行布設，在框構伸縮縫以及封閉式路塹伸縮縫位置，對路面板塊選用鋼筋混凝土面板予以增強，同時于框構以及封閉式路塹中，板塊下選用瀝青碎石予以填平處理，于伸縮縫位置布設1cm厚度的鋼板，利用其將框構底板和另一側框構亦或是封閉式路塹底板相焊接起來，所搭接的長度應當確定為伸縮縫兩端各自1m左右。

這一方案在框構間的伸縮縫及封閉式路塹伸縮縫間選用φ12鋼筋采取補強處理，于框構亦或是封閉路塹及路基連接位置選用φ16鋼筋網進行補強處理，將鋼筋的間隔距離保持為橫50cm，縱30cm。

優點：路面板布設均采用正交，結構整體性強，具有較高的美觀性；路面板塊選用雙層鋼筋網實施補強處理，能夠有效避免路面遭受毀壞；于板塊下端布設瀝青碎石調平層，能夠有效預防因沉降不均而導致的路面板塊受損，且有助于積水及時排出；于伸縮縫位置布設鋼板，能夠顯著減輕因不均勻沉降而導致的路面板塊受損現象。

缺點：此項施工方案所存在的缺點主要包括以下兩點，即工程成本過高與施工工藝相對比較復雜。

（三）兩方案工程數量及造價對比詳見表1。

結語

總而言之，采用下穿框構路面設計引入路面結構設計框構理念，盡管可促使框構結構高度升高，然而其在控制框構內外部路面的不均勻沉降現象時，則可發揮出極其顯著的改善效果。在開展路面結構設計時應當依據工程項目所在地的實際特征、施工方式、投資狀況等來明確出所應采取的路面施工方式。

參考文獻

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