TST碎石弹性材料在有轨电车钢轨与路面衔接部位病害处治技术中的应用

陆慧峰 孙瑞瑞

（苏州中恒通路桥股份有限公司，江苏 苏州 215000）

近几年，现代有轨电车以运行速度高、运载效率大、换乘方便、乘坐空间舒适及低碳环保等优势，被国内外各大中城市作为大力发展的公共交通工具，并且在国内已有多个城市建成并投入运营。为节省有轨电车项目投资，国内外大多数城市通过利用现有道路改造进行轨道铺设，电车轨道在道路平交口与城市道路共享路权，平交口处电车钢轨与道路沥青路面结构层在设计上直接相连，其衔接部位沥青路面结构在有轨电车和社会车辆的共同受力作用下易发生质量病害。针对此类病害，目前电车运营养护部门没有成熟的处治技术，通常采取即坏即修的方式处治，但使用短时间后病害会再次出现，严重影响了城市道路形象及市民出行的安全。

作者分析了病害部位的受力特点，借鉴TST碎石弹性材料在桥梁伸缩缝中应用的成功经验，创新地提出将TST碎石弹性材料应用到有轨电车钢轨与路面的衔接部位进行病害处治。将结合该材料在苏州高新有轨电车的应用实例进行介绍。

1 苏州高新有轨电车钢轨与路面衔接部位病害的基本情况

苏州高新有轨电车是服务于中国江苏省苏州市虎丘区的有轨电车系统，目前运营线路共有两条。在对这两条线路与城市道路的平交口路面结构质量调查中发现，有轨电车钢轨与沥青路面衔接部位的沥青混凝土路面会出现不同程度的啃边、开裂、坑槽等病害，一般出现在钢轨两侧5-15cm范围内，深度在5-10cm左右，特别在重载交通量大的国省道主干线交叉口路段，坑槽破坏现象严重，造成社会车辆行车舒适性差，存在严重安全隐患。据了解，养护部门针对该类病害采取的是对衔接部位沥青路面铣刨重铺、临轨处灌注密封胶的处治方式，但是密封胶的高温稳定性和耐老化能力不足，现场有密封胶老化或被荷载挤压变形的现象发生，同时衔接部位的沥青路面会再次出现病害，平均每2个月需要养护一次。

图2-1 衔接部位病害形式

2 病害处治技术方案的确定

根据苏州高新有轨电车钢轨与沥青路面衔接部位的病害情况，分析其破坏机理可能有：有轨电车作用在钢轨上振动荷载应力破坏、垂直钢轨方向的汽车弯拉荷载应力破坏、汽车加速、减速产生的剪切应力破坏、在自然条件下钢轨热胀冷缩产生的温度应力破坏、钢轨下阻尼块的弹性应力破坏等，大部分破坏机理与桥梁传统伸缩缝两侧沥青路面铺装的破坏机理一致，故借鉴桥梁TST碎石弹性无缝伸缩缝的施工工艺，将TST碎石弹性材料用于有轨电车钢轨与沥青路面衔接部位。试验方案简要如下：

1）试验地点：苏州高新有轨电车2号线大同路与文昌路交叉口。2）处治范围：交叉口范围内上下行钢轨两侧，垂直于钢轨方向宽度12cm，深度12cm（两层沥青混凝土厚度），沿单根钢轨长度方向120m，总长960m（120*4根*2侧）。3）处治技术：旧沥青路面凿除后摊铺TST碎石弹性材料。

图3-1 单根钢轨处治范围断面图

3 TST碎石弹性材料的施工工艺

3.1 施工工艺流程

准备工作→旧沥青路面凿除→TST碎石弹性材料拌合→TST碎石弹性材料摊铺碾压→开放交通。

3.2 准备工作

包括施工技术方案编制、交通组织方案编制、人材机等资源进场、现场交通组织、安全防护措施等工作。

现场配置管理人员2名，施工人员6名，交通疏导人员2名。施工材料主要为TST、级配碎石（5-10玄武岩、3-5玄武岩）。施工机械设备配置如下表：

表4 -2 施工机械设备配置表

3.3 旧沥青路面凿除

现场先对拟定的施工范围进行划线放样，采用路面切割机进行切割，利用电锤和人力辅助凿除，随后使用背负式吹风机将凿除后的沟槽清理吹干。

图4-1 沟槽成型图

3.4 TST碎石弹性材料拌合

现场利用TST熔化罐将固状TST材料进行加热熔化备用，加热温度160℃，另用搅拌桶将一定级配的5-10玄武岩、3-5玄武岩集料加热到180℃，随后按一定的配比加入预热好的TST材料，将两者混合搅拌3分钟出料，出料温度160℃。

图4-2 TST材料熔化

图4-3 混合料拌合

3.5 TST碎石弹性材料摊铺碾压

摊铺前，在沟槽表面均匀地涂一层熔化的TST材料，槽口两侧铺不锈钢板，防止施工污染。随后出料摊铺，将混合料均匀的倒入槽口，用工具找平（应高于路面标高，其松铺系数经试验段试验控制在10% -12%）。待混合料表面温度冷却到90-100℃时，用小型振动压路机顺钢轨方向连续压实2-3遍、垂直于钢轨方向连续压实1-2遍（先静压后振动），用三米直尺测量平整度，如有不平整，可局部调整。

图4-4 混合料摊铺

图4-5 混合料碾压

3.6 开放交通

除去两侧胶带，清理施工现场，作业完约3小时可开放交通。

图4-6 开放交通

4 质量、安全、文明控制措施

4.1 质量控制措施

1）TST碎石弹性混合料摊铺前，沟槽必须清理干净，并用吹风机将切割机使用时产生的水吹干，同时涂刷纯TST。

2）TST碎石弹性混合料的原材料加热温度、拌合温度、拌合时间、出料温度等应予以严控。3）TST碎石弹性混合料的虚铺厚度、碾压参数等应经先进行试验段施工而确定。

4.2 安全保证措施

1）施工前必须做好交通疏导、安全围护工作，设置警示标志，禁止社会车辆和行人进入施工区域。

2）混合料现场施工机械设备需挂牌注明安全操作规定，明确责任人。机械设备要设专人维护维修，定期检查各种机械的零部件，特别是易损部件，出现有磨损的必须更换。

3）现场施工注意安全用电，防止违规用电。

4.3 文明施工措施

1）现场沥青路面切割凿除、混合料生产施工等作业尽量控制噪音影响，采用低噪音的机械设备，将噪声污染降到最低。

2）避免夜间施工，确保不影响老百姓的正常生活。若确实需要夜间施工，必须取得相应手续，并张贴告示告知附近居民，设置夜间施工照明及警示装置。

3）施工机械尾气排放要达到排放标准，不得使用排放超标的老机械。

4）现场作业必须按工完场清和一日一清的规定执行。

5）采取随时洒水等抑尘措施，减少施工作业产生灰尘。对施工现场地面，定期洒水，减少灰尘对周围环境污染。不在施工现场烧有毒、有害和有恶臭气味的物质。

5 结语

苏州高新有轨电车2号线大同路与文昌路交叉口钢轨与沥青路面衔接部位的病害处治技术应用了TST碎石弹性材料，整个交叉口的病害处治工作仅耗时两个工作日，效率较高。施工后经过两年的运行，该处治部位质量情况良好，仅在阻尼块上方存在局部开裂现象，无其他明显破坏现象，取得了较好的效果。该应用也对今后类似的病害处治问题起到了一定的借鉴和参考作用。