浅析道路下穿框构路面结构设计

摘 要：通常情况下穿框构路面基本是以水泥混凝土路面为主，在设计方面采取结构铺装形式，也就是在框构底层上铺筑水泥混凝土板块。对此便提出了采用路面设计厚度来明确出框构内外部的设计高程，从而也便能够显著降低路面所发生的不均匀沉降现象，保障路面能够达到良好的整体性。在进行水泥混凝土路面设计时应根据道路和被交道路、铁路斜交角度等，来各自采取与之相对应的板块区划及路面接缝，以确保板块区划能够更加合理，受力也更为均匀。

关键词：道路；框构路面；水泥混凝土路面；结构设计

中图分类号：U412 文献标识码：A

近些年来随着我国公共交通事业的快速发展，公路工程与铁路工程均取得了巨大的发展与进步，在市政道路下穿铁路的施工项目也逐渐增多，并且工程结构本身的复杂程度也日渐加剧，对下穿铁路的道路进行路面结构设计时可供选择的设计方式多种多样。只有确保结构设计的合理性方可减轻后期养护工作量，并促使道路运行寿命尽可能得以延长，因此就开展道路下穿框构路面结构设计研究有着一定的现实意义。

一、工程概况

本文试以某市的城市道路为例展开研究，某下穿规划道路总长1.632km，其中两侧引道及下穿框构长1.15km。下穿铁路框构与封闭路堑段横断面布设（K0+773.5～K0+ 992.5）为0.75m（边墙）+6.2m（非机动车道及人行道）+1.65m（分隔带）+13.2m（行车道）+1.75m（分隔墙）+13.0m（行车道）+1.65（分隔带）+6.4m（非机动车道及人行道）+0.6m（边墙），总宽度45.2m。

二、结构构成与设计

（一）路面结构构成

下穿道路通常可被分成两段，也就是下钻框构两侧挖方引道段与下穿框构段。不同的路面结构形式也有着十分显著的差异。挖方引道路面所采用的结构形式和防护方式密切相关，挖方引道设计可以是开放式放坡、挡墙、封闭路堑等多种不同的形式，与之所对应的路面结构厚度也便有所不同；下穿道路通常是以框构形式为主，通常是依据各地区自身的地质条件、气候特征、施工设备、工期进度、运维条件、成本造价等多方面的要素来共同决定的，可利用刚性路面结构与柔性路面结构互相结合的方式组合构成。

（二）下穿道路路面设计

在下穿框构道路当中，当前我国绝大多数的道路设计均采用水泥混凝土进行路面修筑，然而在一些降雨量较小的地区，由于对路面不会产生过于严重的冲刷，地下水位也相对偏低，地质条件优异；并且很少有大型车辆通过，对路面的抗剪切力与抗冲击性要求不高。在面对此类状况时，下穿框构道路路面设计亦可采用沥青路面结构形式。此两种路面结构各有长短，总的来说，若地下水位偏低、地区降雨量较小以及少有大型车辆通过的情况下，可采用沥青混凝土进行路面修筑，这一种方式的优势价值主要体现在以下两个方面，即交通开放较快与后期运维简便。然而针对一些要求设计年限长、经常有大型车辆通过、降雨量较多，对于路面的抗剪切与抗冲击性能有着较高要求的地区，应推荐采用水泥混凝土路面相对较为适宜。

除此之外，要确保路面的压实密度，做好3步工作，第一步是先控制好温度与时间，在适宜的温度和有限的时间内进行初次试铺，并从坑槽两边碾压沥青，需要来回碾压四次；第二步是从中间开始进行4～6振动压实；第三步则需要使用胶轮压路机将沥青路面压实4遍，弥补路面裂缝，加强路面的抗压能力和防水能力。

另一方面，在实施正交板缝式路面板块翻修时，可以先用切割机切割出需要修补的区域，接着用铣刨机挖出有病害的沥青路面，维修坑底使其达到坚实面层，然后用沥青喷布车向坑内喷洒透层油，再为坑壁喷洒新的沥青，最后用综合养护车对路面进行全面的修补，而且不能直接切除并丢弃损坏的路面，需要对其施以高温加热，促进新旧材料可以有效融合在一起，再用碾压机和胶轮压路机对其进行全面的碾压以保持路面的平整度。

三、路面板块布设

在本工程项目中，因封闭式路堑与框构下穿铁路及公路角度存在明显差异，相应的结构伸缩缝位置与角度也有明显差异，因而也就导致了对路面板块的划分造成了一定的困难。怎样能够综合结构伸缩缝布设，开展好对路面板块的划分，最大程度的降低因车辆运行而对路面板块造成损坏，这也将是设计工作所面临的一项主要困难挑战。

现设计出以下两种路面板块布设方案，并就其优缺点展开具体分析：

（一）方案一：斜缝式路面板块布设。

通常路面板块是以正交对称来布设的，在框构伸缩缝以及封闭式路堑伸缩缝位置，依据伸缩缝的布设来把路面板块设置成斜缝，并使其两侧板块能够与斜缝所布设的位置保持垂直，对两侧端部处的板块锐角则可利用角隅钢筋来实施补强处理。

优点：路面板块布设简便；成本低，工期短。

缺点：斜缝传力杆布设与其他板块行车方向相违背；锐角角隅位置尽管进行了补强处理，然而依旧较为薄弱；框构与路基斜缝一旦发生不均匀沉降，将会导致行车安全受到威胁。

（二）方案二：正交板缝式路面板块布设。

路面板块通常依据正交堆成来进行布设，在框构伸缩缝以及封闭式路堑伸缩缝位置，对路面板块选用钢筋混凝土面板予以增强，同时于框构以及封闭式路堑中，板块下选用沥青碎石予以填平处理，于伸缩缝位置布设1cm厚度的钢板，利用其将框构底板和另一侧框构亦或是封闭式路堑底板相焊接起来，所搭接的长度应当确定为伸缩缝两端各自1m左右。

这一方案在框构间的伸缩缝及封闭式路堑伸缩缝间选用φ12钢筋采取补强处理，于框构亦或是封闭路堑及路基连接位置选用φ16钢筋网进行补强处理，将钢筋的间隔距离保持为横50cm，纵30cm。

优点：路面板布设均采用正交，结构整体性强，具有较高的美观性；路面板块选用双层钢筋网实施补强处理，能够有效避免路面遭受毁坏；于板块下端布设沥青碎石调平层，能够有效预防因沉降不均而导致的路面板块受损，且有助于积水及时排出；于伸缩缝位置布设钢板，能够显著减轻因不均匀沉降而导致的路面板块受损现象。

缺点：此项施工方案所存在的缺点主要包括以下两点，即工程成本过高与施工工艺相对比较复杂。

（三）两方案工程数量及造价对比详见表1。

结语

总而言之，采用下穿框构路面设计引入路面结构设计框构理念，尽管可促使框构结构高度升高，然而其在控制框构内外部路面的不均匀沉降现象时，则可发挥出极其显著的改善效果。在开展路面结构设计时应当依据工程项目所在地的实际特征、施工方式、投资状况等来明确出所应采取的路面施工方式。

参考文献

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