天津新交通有轨电车混凝土道床典型病害研究

胡寿建 李宇轩

天津新交通有轨电车混凝土道床典型病害研究

胡寿建 李宇轩

针对天津新交通有轨电车线路混凝土道床经常出现的几种典型病害，介绍了病害检测方法，分析了病害发生机理。结合国家相关规定与行业经验，提出了对混凝土道床典型病害的评价标准和病害治理的相关建议。

新交通系统；有轨电车；混凝土道床；典型病害

天津开发区新交通现代有轨电车洞庭路试验线始建于2005年，自2006年开始运营，是国内第1条引进法国劳尔（Translohr）有轨电车技术的现代电车线路（图1）。该线路路轨系统采用的是混凝土道床内嵌导向轨的方式，由于该电车采用的是钢轨导向、胶轮走行的行车方式，故整套系统对混凝土道床的依赖性非常大，同样混凝土道床多发病害对有轨电车行车安全也造成了直接的影响。

图1 天津新交通有轨电车

1 新交通路轨系统介绍

天津新交通有轨电车路轨系统主要包括混凝土道床、异型导向轨、锁固树脂3部分，其组成方式为在28 cm厚、2.64 m宽的混凝土道床表层反切19 cm宽、8 cm深的承轨槽，内嵌劳尔电车专用的导向轨，导向轨除大部分轨腰和轨头部分露出外，部分轨腰和轨底全部包裹在环氧树脂中，起到锁固的作用。混凝土道床是整个路轨系统发挥作用的基础，它不仅要直接承载电车运营的全部载荷，而且要保证导向轨的尺寸与位置要求（图2）。

2 混凝土道床典型病害

新交通有轨电车正线混凝土道床有如下多发的典型病害。

（1）麻面。混凝土板块表面细集料散失，粗集料暴露或表层松疏剥落。

图2 道床示意图 （单位：cm）

（2）伸缩缝破损。混凝土板块沿伸缩缝发生破边掉角、水泥碎裂、填料脱落，甚至板块挤胀等现象。

（3）错台。混凝土板块沿伸缩缝产生5 mm以上的高差。

（4）裂缝。混凝土板块表层出现横向、纵向、斜向的全透或不透裂缝。

3 混凝土道床典型病害的机理分析

3.1 水文地质原因

新交通有轨电车线路坐落在天津开发区与塘沽区的交界处，这里的地质条件是典型的软土地基地质，强度低，压缩性高。在新交通有轨电车线路投入运营4年多后仍然表现出明显的不均匀沉降现象。加之新交通有轨电车线路是与开发区洞庭路共用地基，为普通公路地基，混凝土道床本身厚度又小，形成了明显的浅基础设计，这使得新交通有轨电车线路混凝土道床受地基沉降的影响非常明显，错台、裂缝、伸缩缝破损等病害的发生均受到了这个原因的影响。

3.2 工程施工原因

新交通线路在基建时期工期紧、任务重，使得混凝土道床在铺设后难免存在养护时间不足的问题，导致后期病害的发生。

3.3 养护维修原因

混凝土整体道床是一种少维修结构，道床铺设完成、投入使用以后，维护管理部门能够对其实施的维修措施往往非常有限。一旦在混凝土道床发生轻微病害阶段不能及时整治，就会使病害逐步扩大。

3.4 车辆振动影响

新交通线路是按照专用路权模式设计，但是在实际运营中，由于新交通线路全部为地面线，且出于对线路外观的考虑和公安部门的要求，与普通公路之间未做硬隔挡，这使得新交通线路在投入使用后出现电车与汽车混行的现象。随着运用年限的增加，社会车辆通过压力对混凝土板块的影响越来越明显，特别是大量载重货车对混凝土板块的碾压，由于长期受过量荷载作用，混凝土道床上下振动而形成抽吸现象，造成通过水沟破损与道床裂缝处进入道床底部的水流在道床与底板之间的空隙处反复潜蚀，带走混凝土中的骨料，使空隙逐渐变大并恶化，从而形成更大的空隙，产生裂缝。

另外，由于新交通线路依托开发区公路体系而建，在整条线路中有10多个路口与公路垂直相交，这种路口地段频繁、大量出现的横向过车压力也对混凝土道床产生了深远的不利影响。

4 混凝土道床病害的检测与评价

4.1 主要检测方法

新交通线路混凝土道床病害的检测方法主要有经验判断法、3 m直尺测量法、钻孔取芯法和维修定伤法。

（1）经验判断法是根据道床错台、裂缝、伸缩缝破损的表观现象来判断病害的严重程度。

（2）3 m直尺测量法是由法国劳尔公司推荐使用的1种针对劳尔电车线路病害的检测方法，以3 m为单位长度，进行错台、平整度的测量，所取得的数据在分析和归纳方面均与劳尔电车的相关数据吻合，在调整和整治时更有针对性。

（3）钻孔取芯法是对已经出现明显病害的地段少量抽样，取芯后判断病害等级。

（4）维修定伤法是对已经出现的病害，从表观无法判断病害程度的地段，实施维修开挖，打开路面后，直观的判断病害等级。在维修结束后，也获得了病害的相关数据。

新交通线路在采取常规的经验判断法、直尺测量法的同时，采用钻孔取芯法、维修定伤法等手段，使得在混凝土道床病害检测方面具备了判断准确、效率高、损伤少等优点。

4.2 道床病害评价

由于新交通电车线路是国内较早的现代有轨电车系统，而且采取的是法国劳尔技术，在病害发生和评定工作中有其特殊性。而且，到目前为止，国家尚未出台专用的城市有轨电车线路病害评定标准，故新交通线路的混凝土道床病害评定标准是由新交通维管部门自主完成的。新交通线路混凝土道床病害的评价标准制定工作考虑了以下3方面的因素：

（1）国家相关评定标准的内容规定；

（2）新交通线路混凝土道床病害的实际严重程度和分布数量；

（3）混凝土道床病害对有轨电车行车安全的影响程度。

根据上述因素的考量，新交通维管部门将混凝土道床病害的评定分为1级（重）、2级（中）、3级（轻）3个级别，并规定了详细的评定标准，以及为每一级病害都规定了具体的应对措施（表1、表2）。

表1 伸缩缝破损病害的评定标准和应对措施

表2 错台病害的评定标准和应对措施

5 混凝土道床病害防治

5.1 预防措施

混凝土道床的病害治理必须坚持“预防为主、综合整治”的原则。在设计阶段就要预防可能出现的病害，进行优化设计。例如，在当地基础较为软弱时，应考虑对软弱地基进行彻底固化；减少中心水沟这种排水形式，采用道床两侧设置水沟的排水方式；提前考虑在道床表层留出注浆孔等措施。在施工阶段，要采取合理、合格的材料，保证施工质量，在施工期间要及时检查，加强观察，及时养护。

5.2 治理措施

混凝土道床病害的治理要在仔细监测分析的基础上，针对道床病害评定等级和严重程度制定相应的治理措施。天津新交通线路采取的模式就是对每一项病害都制定不同的评定等级，根据每一级病害都制定相应的治理措施。在彻底分析、掌握了某项病害的产生机理后，开展大型的专项维修工作，以期彻底根除病害。

6 结语

道床病害是由多重因素综合叠加而成的，虽然很难做到完全规避，但如果采用科学、正确的检测与评定方式，是可以做到及时预防和有效治理的，从而最大程度地降低其将对有轨电车运营的影响。

[1] 中华人民共和国交通部. JTG H20-2007 公路技术状况评定标准[S].北京：人民交通出版社，2008.

[2] 中华人民共和国交通部. JTG B01-2003 公路工程技术标准[S].北京：人民交通出版社，2004.

[3] 天津滨海快速交通发展有限公司. D00006520Q Translohr基础建设规范[S]. 天津：2006.

责任编辑 冒一平

Study on Typical Defects of Concrete Slab Track for Tianjin Tram

Hu Shoujian, Li Yuxuan

Focusing on several typical defects of concrete slab track for Tianjin tram, the paper introduces the damage and defect detection method, analyzes the occurrence and development of defects. Based on the relevant national rules and the running experience, it makes suggestions to evaluation criteria and measures to control on typical defects of the concrete slab track.

new transport system, tram, concrete slab, typical defect

U482.1∶U216.4

2015-03-02

胡寿建：天津滨海快速交通发展有限公司，工程师，天津 300457