轨道平交道口沥青路面开裂成因分析与处理措施

崔晓剑

（中衡设计集团工程咨询有限公司， 江苏 苏州 215123）

随着我国城市化水平的不断提高，城市交通面临的压力越来越大。而现代有轨电车以其工程造价相对较低、运行安全可靠性较好、乘客舒适度良好、运输能力相对较大、能耗低、环境无污染等方面的综合优势，越来越受到国内大、中城市的青睐，成为这些城市解决交通拥堵问题的一个选择。但经调查发现，在有轨电车平交道口却存在着轨道两侧沥青混凝土路面开裂、脱落现象(见图 1 和图 2)，会给轨道和有轨电车的行车安全带来较大的安全隐患。笔者根据在市政道路、桥梁施工中的实践经验和在有轨电车轨道铺设施工中的亲身经历，基于对有轨电车平交道口的设计结构的了解，对平交道口轨道两侧沥青混凝土路面开裂的成因进行分析，并对沥青混凝土路面开裂问题提出处理措施。希望能对有轨电车平交道口沥青混凝土路面的施工质量保证提供帮助。

图1 轨道两侧沥青混凝土开裂图

图2 轨道两侧沥青混凝土碎裂脱落图

1 轨道两侧沥青路面开裂、脱落对轨道和有轨电车行车造成的危害

1.1 轨道两侧沥青路面开裂、脱落，会对轨道造成严重损伤

平交道口轨道两侧沥青混凝土路面开裂、脱落，会造成与轨道连接处附近两侧的沥青混凝土路面坑洼不平。当社会车辆跨越轨道时，由于轨道两侧路面的不平顺，会引起车辆剧烈震动。剧烈跳动的车轮对轨道形成了较大的侧面冲击，会导致钢轨受到损害，日积月累会严重影响轨道的使用寿命。

1.2 轨道两侧沥青路面开裂、脱落，对有轨电车行车安全也可带来严重安全隐患

沥青混凝土路面开裂、脱落形成的沥青混凝土碎块、碎石，被行驶的社会车辆从地面带起散落在轨道上。经过有轨电车钢轮的碾压，硬度较大的碎石会在钢轨表面形成压痕，造成钢轨表面的损伤。如果大量的沥青混凝土碎块、碎石积聚在槽型轨轨槽内得不到及时清理，有轨电车在经过平交道口时就存在脱轨的危险，给有轨电车的行驶带来严重的安全隐患。

2 轨道两侧沥青混凝土路面开裂的成因分析

经过对苏州高新区大部分有轨电车的平交道口沥青路面的实地查看发现，在轨道两侧与之相连接的沥青混凝土路面都出现了开裂、脱落现象；并且在维修后的不长时间内，又再次出现裂缝。虽经多次维修，仍无法彻底解决有轨电车平交道口沥青混凝土路面出现开裂的现象。经过对出现这一问题的现场考察及深入研究和分析，笔者认为裂缝反复出现的原因主要有以下三点。

2.1 轨道两侧沥青混凝土面层压实度未达设计要求

在平交道口沥青混凝土摊铺之前，轨道铺设已经施工完成。在钢轨两侧轨腰部位粘贴有阻尼系统，并且轨腰部位的阻尼宽度大于钢轨轨头宽度，伸出轨头外约5 cm。阻尼系统的材质为具有良好弹性的橡胶材料，导致摊铺在轨道两侧橡胶材料阻尼上面的沥青混合料虽经过压路机碾压，但仍无法真正达到与路面其他部位相同的压实度。因此，与其他部位沥青路面的密实度相比，轨道两侧该部分的沥青混凝土相对较松散，因此沿轨道两侧橡胶阻尼边缘更容易出现纵向开裂；经过横跨轨道的社会车辆反复不断地震动碾压，开裂逐渐向外扩展，最终形成断裂碎块。

2.2 有轨电车行驶时震动对轨道两侧沥青混凝土的影响

有轨电车行驶会产生震动，虽然阻尼系统具有减振作用，但不能完全吸收震动。震动通过钢轨轨头及轨腰阻尼传递到与钢轨轨头及阻尼接触的沥青混凝土面层上，成年累月反复不断地震动，逐渐使与钢轨轨头及阻尼接触的沥青混凝土面层产生松动，进而形成开裂，久而久之导致断裂、脱落。

2.3 轨道两侧沥青混凝土面层没有牢固、稳定的约束界面

沥青混凝土路面属于柔性路面，其承载能力比刚性路面要来的小，其受温度、震动、雨水和潮湿影响产生破坏的可能性较大。因此，如果沥青混凝土路面边缘没有牢固、稳定的边界约束，沥青混凝土路面受温度、震动、雨水和潮湿影响而产生开裂、脱落的可能性大大增加，并且几乎是不可避免的。轨道会产生震动，阻尼是具有弹性的橡胶材料，它们根本不能给轨道两侧沥青混凝土路面提供牢固、稳定的约束边界。这就是轨道两侧沥青混凝土路面反复开裂、脱落的重要原因之一。

3 轨道两侧沥青混凝土开裂的处理措施

3.1 已经开放交通的平交道口的处理措施

已经开放交通的平交道口，可以采用封闭半幅路面的形式进行维修；半幅路面维修完成、养护期满开放交通后，再封闭另外半幅路面进行维修。维修时要特别注意施工安全，不能影响社会车辆的正常通行，也不能影响有轨电车的正常运行；要把白天对交通影响较大的作业活动，尽量安排在有轨电车夜间停运之后进行。作业施工时，各种安全警示灯和安全警示标志必须设置到位。

维修施工具体做法如图 3 所示。

图3 平浇道口维修前、后轨道两侧路面结构对比示意图(单位：mm)

(1) 在封闭的半幅路面内，把沿轨道两侧的沥青混凝土路面用切割机进行切割。切割深度为 12 cm (沥青混凝土面层厚度)，切割宽度为轨道两侧外边缘以外 30 cm。轨道两侧轨腰部位露出钢轨外的 5 cm 左右宽的阻尼也要沿轨道边缘进行切割，深度至少达到道路基层钢筋混凝土表面(如果可能，最好全部切除)。

(2) 切割完成后，轨道两侧会形成两条宽度为 30 cm、深度为 12 cm 的开槽。把开槽内散落的沥青混凝土和阻尼碎块清理干净；在轨道外侧将防水卷材粘贴在轨道侧面和阻尼上，起到隔离轨道和混凝土的作用；然后准备在开槽内浇筑钢纤维混凝土。

(3) 为了保证钢纤维混凝土与道路基层钢筋混凝土的牢固连接，必须在钢纤维混凝土浇筑前，在开槽内道路基层混凝土上进行钻孔和植筋。钻孔深度 8 cm，钢筋露出混凝土面 8 cm，钢筋弯勾长度 6 cm。钢筋选用 φ12 钢筋，布置在开槽中间部位，采用两排梅花桩型布置，植筋横向间距 15 cm～20 cm，纵向间距 20 cm。

(4) 植筋完成后，可以在开槽内绑扎双层双向 φ12 钢筋，钢筋纵、横向间距均为 15 cm；然后在开槽内浇筑C50 钢纤维混凝土。

(5) 混凝土使用钢纤维商品混凝土。在钢纤维混凝土中，钢纤维的体积比为 1%，钢纤维长度 25 mm～50 mm，等效直径 0.3 mm～0.5 mm；钢纤维混凝土通过振捣和抹平，使钢纤维不能露出混凝土顶面，并使钢纤维混凝土两侧分别与钢轨轨顶和沥青路面平齐。

3.2 新建平交道口轨道两侧路面结构设计调整

鉴于轨道两侧沥青混凝土面层开裂脱落的主要原因是由于阻尼上面沥青混凝土无法碾压密实、有轨电车行驶震动影响、无牢固而稳定的边界约束，因此，在新建平交道口时要对轨道两侧的路面结构作如下设计调整(如图 4 所示)。

图4 平浇道口设计调整前、后轨道两侧路面结构对比示意图(单位：mm)

(1) 调整平交道口的阻尼宽度。把阻尼宽度减小到与钢轨轨头边缘平齐，且不能伸出轨头两侧外边缘。

(2) 调整平交道口轨道两侧的路面结构。把轨道两侧30 cm 左右范围内原来设计的 12 cm 沥青混凝土面层，改为和下面基层一样的 C50 钢筋混凝土，与基层二次混凝土浇筑时一起浇筑、一次成型。

(3) 在轨道侧面及阻尼上增加粘贴一层防水卷材。防水卷材隔离了轨道与路面结构的直接接触，起到减缓和吸收有轨电车震动的作用，使有轨电车产生的震动不能直接传递到路面结构。

施工时，必须注意以下一些事项。

(1) 平交道口的基层混凝土分两次浇筑。在第一次浇筑时，混凝土厚度浇筑至轨脚底以下 3 cm；待钢轨焊接、正火、打磨和粘贴阻尼后，再继续第二次浇筑。在第二次混凝土浇筑之前，由设计根据需要确定在钢轨两侧 30 cm 范围内是否需要植筋和重新绑扎钢筋。

(2) 在二次混凝土浇筑之前，必须把防水卷材粘贴到阻尼和轨道侧面上，以阻断第二次浇筑的混凝土与钢轨及阻尼的接触。这样，有轨电车行驶造成的震动就不能直接传递到路面结构上。

(3) 为了防止混凝土面层光滑引起车辆打滑，混凝土表面收光后，可以根据需要对混凝土表面作适当的拉毛处理。前提是拉毛处理必须美观。