一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鐵路路基設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種新型泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
:
[0002]對(duì)高速鐵路路基而言，強(qiáng)度已不是主要的因素。因?yàn)橐话銇碇v，在達(dá)到破壞前，路基受高周高頻動(dòng)荷載和自然營(yíng)力(水文、地質(zhì)、自然災(zāi)害等)等聯(lián)合作用，路基本體及地基土體的散粒復(fù)層特性易致路基產(chǎn)生壓縮變形、蠕變變形等，出現(xiàn)了過大變形，尤其特殊地質(zhì)段土質(zhì)路基的累積沉降更為嚴(yán)重。目前在國(guó)內(nèi)高速鐵路設(shè)計(jì)過程中，雖然對(duì)路基進(jìn)行了一系列的沉降變形計(jì)算，采取了極高的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并且在填筑過程中嚴(yán)格的控制了壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，但是高速鐵路國(guó)家和地區(qū)運(yùn)營(yíng)實(shí)踐表明，由于鐵路路基由散粒巖土體材料填筑而成，其在列車等荷載及自然營(yíng)力作用下，仍然會(huì)產(chǎn)生翻漿冒泥、路基下沉變形等病害，影響線路的平順性和舒適性，甚至威脅列車的運(yùn)行安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是采用泡沫輕質(zhì)混凝土作為路基基床底層填料，通過澆筑施工構(gòu)建路基結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，包括上層路基和底層路基，其特征在于，所述上層路基和底層路基由泡沫輕質(zhì)混凝土澆筑而成。
[0005]具體的，所述上層路基為頂面向下約Im范圍內(nèi)，所述底層路基為設(shè)計(jì)高度減去上層路基部分。
[0006]具體的，所述上層路基采用濕密度為550?600kg/m3的泡沫輕質(zhì)混凝土饒筑而成，所述底層路基采用濕密度為500?550kg/m3的泡沫輕質(zhì)混凝土饒筑而成。
[0007]具體的，所述上層路基靜強(qiáng)度0.5MPa以上，動(dòng)強(qiáng)度0.12MPa以上；所述底層路基靜強(qiáng)度0.3MPa以上，動(dòng)強(qiáng)度0.08MPa以上。
[0008]進(jìn)一步的，所述底層路基與地基接觸部位設(shè)置約1cm厚度的砂墊層，并在砂墊層上部設(shè)置一層滲水土工布，底部設(shè)置一層防滲土工布。
[0009]進(jìn)一步的，所述上層路基頂部設(shè)置約1cm厚度的土工格室加砂層，并在其上部設(shè)置一層滲水土工布，下部設(shè)置一層防滲土工布。
[0010]進(jìn)一步的，所述砂墊層中，每間隔1m設(shè)置一個(gè)碎石滲溝。
[0011]進(jìn)一步的，所述上層路基和底層路基中間隔2m設(shè)置一個(gè)排水管。
[0012]優(yōu)選的，所述上層路基和底層路基由適當(dāng)配比的發(fā)泡劑、水泥、水及外加劑，按照泡沫輕質(zhì)混凝土制備工藝經(jīng)物理化學(xué)反應(yīng)硬化形成。
[0013]具體的，所述外加劑包括早強(qiáng)劑和/或防凍劑。
[0014]本發(fā)明的有效果是，以泡沫輕質(zhì)混凝土替代常規(guī)鐵路路基基床底層填料，采用整體澆筑施工而成，比常規(guī)路基填料施工周期更短。本發(fā)明的路基在列車荷載作用下能夠充分發(fā)揮材料自身的性能、保持良好的使用性能，可保證列車運(yùn)行的平穩(wěn)與舒適性，減少路基病害，節(jié)約運(yùn)營(yíng)期間的維護(hù)成本。
【附圖說明】
[0015]圖1是實(shí)施例路基結(jié)構(gòu)橫截面示意圖；
[0016]圖2是實(shí)施例路基結(jié)構(gòu)縱截面示意圖。
[0017]圖中:1為上層路基；2為底層路基；3為砂塾層；4為土工格室加砂層；30為碎石滲溝；23、40為滲水土工布，34、41為防滲土工布。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0019]本發(fā)明的泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，由一種泡沫輕質(zhì)混凝土澆筑而成，整個(gè)路基由上層路基和底層路基構(gòu)成。通常根據(jù)不同路基施工要求，從路基頂面向下約Im范圍為上層路基，采用濕密度為550?600kg/m3的泡沫輕質(zhì)混凝土饒筑而成。底層路基范圍為設(shè)計(jì)高度減去上層路基部分，采用濕密度為500?550kg/m3的泡沫輕質(zhì)混凝土饒筑而成。
[0020]實(shí)施例
[0021]本例泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示，由一種泡沫輕質(zhì)混凝土澆筑而成，整個(gè)路基由上層路基1、底層路基2、砂墊層3和上層路基頂部的土工格室加砂層4構(gòu)成。由圖1可見，砂墊層3厚度為10cm，上部設(shè)置一層滲水土工布23，下部設(shè)置一層防滲土工布34。本例中，砂墊層3中，每間隔1m設(shè)置一個(gè)碎石滲溝30，幫助路基兩邊排水。由圖1可見，整個(gè)澆筑路基高度為2.3m，從路基頂面向下Im范圍為上層路基，采用濕密度為550?600kg/m3的泡沫輕質(zhì)混凝土分兩次饒筑而成。上層路基頂部設(shè)置約1cm厚度的土工格室加砂層4，并在其上部設(shè)置一層滲水土工布40，下部設(shè)置一層防滲土工布41。底層路基厚度為設(shè)計(jì)路基高度2.3m-1m = 1.3m，采用濕密度為500?550kg/m3的泡沫輕質(zhì)混凝土澆筑而成。本例泡沫輕質(zhì)混凝土由發(fā)泡劑、稀釋液、水泥、水及早強(qiáng)劑和防凍劑，按照泡沫輕質(zhì)混凝土制備工藝經(jīng)物理化學(xué)反應(yīng)硬化形成。配方中發(fā)泡劑、水泥和水的質(zhì)量配比為60.21: 39.14: 0.65，早強(qiáng)劑和防凍劑適量。
[0022]本例路基施工方法如下:
[0023]1、從下部到上部，先進(jìn)行地基的處理。
[0024]2、地基處理完成后，進(jìn)行表面整平處理，設(shè)置一層滲水土工布，在其上部設(shè)置一層約1cm厚度的砂墊層。鋪設(shè)砂墊層時(shí)，每1m設(shè)置一個(gè)碎石滲溝，并保證砂墊層在橫向中間到兩邊為4 %的坡度，砂墊層鋪設(shè)完成后，在其上部設(shè)置一層防滲土工布。
[0025]3、根據(jù)設(shè)計(jì)寬度要求，在橫向及縱向(約20?30m)進(jìn)行立模，采用泵送的方式在防滲土工布的表面分兩次澆筑底層路基泡沫輕質(zhì)混凝土，澆筑層終凝后方能進(jìn)行與其相鄰的上層路基澆筑施工，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，并在位于最上層的澆筑層表面覆蓋塑料膜進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。
[0026]4、養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度達(dá)到后，在泡沫輕質(zhì)混凝土頂部(即上層路基頂部)設(shè)置一層防滲土工布，并設(shè)置厚度為1cm厚度的土工格室加砂層，其上部結(jié)構(gòu)同常規(guī)高速鐵路路基設(shè)計(jì)。
[0027]5、在整體結(jié)構(gòu)完成后，進(jìn)行刷坡滿足鐵路設(shè)計(jì)要求；并進(jìn)行邊坡防護(hù)工程。
[0028]上述步驟3中進(jìn)行饒筑的泡沫輕質(zhì)混凝土材料，要求路基底層頂面向下Im范圍內(nèi)采用濕密度為550kg/m3?600kg/m3分兩次饒筑而成，且該配合比下泡沫輕質(zhì)混凝土靜強(qiáng)度0.5MPa以上，動(dòng)強(qiáng)度0.12MPa以上，下部采用濕密度為500kg/m3?550kg/m 3分兩次澆筑而成，且該配合比下泡沫輕質(zhì)混凝土靜強(qiáng)度0.3MPa以上，動(dòng)強(qiáng)度0.0SMPa以上。泡沫輕質(zhì)土混凝土所用水泥為硅酸鹽水泥，初凝時(shí)間大于45分鐘，終凝時(shí)間小于10小時(shí)，泡沫輕質(zhì)混凝土材料流值為160?180mm。
[0029]本例路基為高速鐵路路基，基床底層橫向?qū)挾燃s為15?22m，高度為2.3m，邊坡坡度為1: 1.75，泡沫輕質(zhì)混凝土層每間隔2m設(shè)置一個(gè)PVC管進(jìn)行排水，防滲土工布為聚乙烯或聚氯乙烯土工布。邊坡防護(hù)工程要求泡沫輕質(zhì)混凝土不能直接暴露在陽光下。
[0030]另外，施工前應(yīng)根據(jù)不同廠家所提供水泥進(jìn)行濕密度、流值、消泡、抗壓試驗(yàn)等。當(dāng)達(dá)到要求濕密度時(shí)，流值和強(qiáng)度不能同時(shí)達(dá)到要求時(shí)，可根據(jù)不同情況進(jìn)行解決:如果流值不能達(dá)到要求，通過調(diào)節(jié)發(fā)泡劑的稀釋倍率或種類進(jìn)行解決；如果強(qiáng)度不能達(dá)到要求時(shí)，則必須更換水泥廠家。
[0031]此外，本發(fā)明使用的泡沫輕質(zhì)混凝土路基材料，是在室內(nèi)進(jìn)行大比例模型試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)的。通過設(shè)置不同厚度的泡沫輕質(zhì)混凝土層厚度替代基床底層填料進(jìn)行大比例模型試驗(yàn)，得到該材料層對(duì)動(dòng)應(yīng)力衰減明顯，且隨著厚度的增加，累積塑性變形減小。因此，以不同配合比的泡沫輕質(zhì)混凝土作為高鐵路基基床底層填料完全可行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，包括上層路基和底層路基，其特征在于，所述上層路基和底層路基由泡沫輕質(zhì)混凝土饒筑而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上層路基為頂面向下約Im范圍內(nèi)，所述底層路基為設(shè)計(jì)高度減去上層路基部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上層路基采用濕密度為550?600kg/m3的泡沫輕質(zhì)混凝土饒筑而成，所述底層路基采用濕密度為500?550kg/m3的泡沫輕質(zhì)混凝土饒筑而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上層路基靜強(qiáng)度0.5MPa以上，動(dòng)強(qiáng)度0.12MPa以上；所述底層路基靜強(qiáng)度0.3MPa以上，動(dòng)強(qiáng)度0.08MPa 以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底層路基與地基接觸部位設(shè)置約1cm厚度的砂墊層，并在砂墊層上部設(shè)置一層滲水土工布，底部設(shè)置一層防滲土工布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上層路基頂部設(shè)置約1cm厚度的土工格室加砂層，并在其上部設(shè)置一層滲水土工布，下部設(shè)置一層防滲土工布。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述砂墊層中，每間隔1m設(shè)置一個(gè)碎石滲溝。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上層路基和底層路基中間隔2m設(shè)置一個(gè)排水管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8任意一項(xiàng)所述的一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上層路基和底層路基由適當(dāng)配比的發(fā)泡劑、水泥、水及外加劑，按照泡沫輕質(zhì)混凝土制備工藝經(jīng)物理化學(xué)反應(yīng)硬化形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外加劑包括早強(qiáng)劑和/或防凍劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)。本發(fā)明公開了一種泡沫輕質(zhì)混凝土鐵路路基結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的路基結(jié)構(gòu)中，上層路基和底層路基均由泡沫輕質(zhì)混凝土澆筑而成。上層路基采用濕密度為550～600kg/m3的泡沫輕質(zhì)混凝土澆筑而成，所述底層路基采用濕密度為500～550kg/m3的泡沫輕質(zhì)混凝土澆筑而成。本發(fā)明的路基結(jié)構(gòu)，采用泡沫輕質(zhì)混凝土整體澆筑施工而成，比常規(guī)路基填料施工周期更短。本發(fā)明的路基在列車荷載作用下能夠充分發(fā)揮材料自身的性能、保持良好的使用性能，可保證列車運(yùn)行的平穩(wěn)與舒適性，減少路基病害，節(jié)約運(yùn)營(yíng)期間的維護(hù)成本，非常適合用于高速鐵路路基。
【IPC分類】E01B2-00
【公開號(hào)】CN104746390
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510113059
【發(fā)明人】蘇謙, 王武斌, 趙文輝, 黃俊杰, 王迅, 朱星
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月13日