一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鐵路路基設計領域，具體涉及一種新型泡沫輕質混凝土鐵路路基結構。
【背景技術】
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[0002]對高速鐵路路基而言，強度已不是主要的因素。因為一般來講，在達到破壞前，路基受高周高頻動荷載和自然營力(水文、地質、自然災害等)等聯合作用，路基本體及地基土體的散粒復層特性易致路基產生壓縮變形、蠕變變形等，出現了過大變形，尤其特殊地質段土質路基的累積沉降更為嚴重。目前在國內高速鐵路設計過程中，雖然對路基進行了一系列的沉降變形計算，采取了極高的設計標準，并且在填筑過程中嚴格的控制了壓實標準，但是高速鐵路國家和地區運營實踐表明，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力作用下，仍然會產生翻漿冒泥、路基下沉變形等病害，影響線路的平順性和舒適性，甚至威脅列車的運行安全。
【發明內容】
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[0003]本發明所要解決的技術問題，就是采用泡沫輕質混凝土作為路基基床底層填料，通過澆筑施工構建路基結構。
[0004]本發明解決所述技術問題，采用的技術方案是，一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，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，所述底層路基為設計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的泡沫輕質混凝土饒筑而成。
[0007]具體的，所述上層路基靜強度0.5MPa以上，動強度0.12MPa以上；所述底層路基靜強度0.3MPa以上，動強度0.08MPa以上。
[0008]進一步的，所述底層路基與地基接觸部位設置約1cm厚度的砂墊層，并在砂墊層上部設置一層滲水土工布，底部設置一層防滲土工布。
[0009]進一步的，所述上層路基頂部設置約1cm厚度的土工格室加砂層，并在其上部設置一層滲水土工布，下部設置一層防滲土工布。
[0010]進一步的，所述砂墊層中，每間隔1m設置一個碎石滲溝。
[0011]進一步的，所述上層路基和底層路基中間隔2m設置一個排水管。
[0012]優選的，所述上層路基和底層路基由適當配比的發泡劑、水泥、水及外加劑，按照泡沫輕質混凝土制備工藝經物理化學反應硬化形成。
[0013]具體的，所述外加劑包括早強劑和/或防凍劑。
[0014]本發明的有效果是，以泡沫輕質混凝土替代常規鐵路路基基床底層填料，采用整體澆筑施工而成，比常規路基填料施工周期更短。本發明的路基在列車荷載作用下能夠充分發揮材料自身的性能、保持良好的使用性能，可保證列車運行的平穩與舒適性，減少路基病害，節約運營期間的維護成本。
【附圖說明】
[0015]圖1是實施例路基結構橫截面示意圖；
[0016]圖2是實施例路基結構縱截面示意圖。
[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。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖及實施例，詳細描述本發明的技術方案。
[0019]本發明的泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，由一種泡沫輕質混凝土澆筑而成，整個路基由上層路基和底層路基構成。通常根據不同路基施工要求，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的泡沫輕質混凝土饒筑而成。底層路基范圍為設計高度減去上層路基部分，采用濕密度為500?550kg/m3的泡沫輕質混凝土饒筑而成。
[0020]實施例
[0021]本例泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，如圖1和圖2所示，由一種泡沫輕質混凝土澆筑而成，整個路基由上層路基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構成。由圖1可見，砂墊層3厚度為10cm，上部設置一層滲水土工布23，下部設置一層防滲土工布34。本例中，砂墊層3中，每間隔1m設置一個碎石滲溝30，幫助路基兩邊排水。由圖1可見，整個澆筑路基高度為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的泡沫輕質混凝土分兩次饒筑而成。上層路基頂部設置約1cm厚度的土工格室加砂層4，并在其上部設置一層滲水土工布40，下部設置一層防滲土工布41。底層路基厚度為設計路基高度2.3m-1m = 1.3m，采用濕密度為500?550kg/m3的泡沫輕質混凝土澆筑而成。本例泡沫輕質混凝土由發泡劑、稀釋液、水泥、水及早強劑和防凍劑，按照泡沫輕質混凝土制備工藝經物理化學反應硬化形成。配方中發泡劑、水泥和水的質量配比為60.21: 39.14: 0.65，早強劑和防凍劑適量。
[0022]本例路基施工方法如下:
[0023]1、從下部到上部，先進行地基的處理。
[0024]2、地基處理完成后，進行表面整平處理，設置一層滲水土工布，在其上部設置一層約1cm厚度的砂墊層。鋪設砂墊層時，每1m設置一個碎石滲溝，并保證砂墊層在橫向中間到兩邊為4 %的坡度，砂墊層鋪設完成后，在其上部設置一層防滲土工布。
[0025]3、根據設計寬度要求，在橫向及縱向(約20?30m)進行立模，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混凝土，澆筑層終凝后方能進行與其相鄰的上層路基澆筑施工，直至達到設計標高，并在位于最上層的澆筑層表面覆蓋塑料膜進行保濕養護。
[0026]4、養護強度達到后，在泡沫輕質混凝土頂部(即上層路基頂部)設置一層防滲土工布，并設置厚度為1cm厚度的土工格室加砂層，其上部結構同常規高速鐵路路基設計。
[0027]5、在整體結構完成后，進行刷坡滿足鐵路設計要求；并進行邊坡防護工程。
[0028]上述步驟3中進行饒筑的泡沫輕質混凝土材料，要求路基底層頂面向下Im范圍內采用濕密度為550kg/m3?600kg/m3分兩次饒筑而成，且該配合比下泡沫輕質混凝土靜強度0.5MPa以上，動強度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混凝土靜強度0.3MPa以上，動強度0.0SMPa以上。泡沫輕質土混凝土所用水泥為硅酸鹽水泥，初凝時間大于45分鐘，終凝時間小于10小時，泡沫輕質混凝土材料流值為160?180mm。
[0029]本例路基為高速鐵路路基，基床底層橫向寬度約為15?22m，高度為2.3m，邊坡坡度為1: 1.75，泡沫輕質混凝土層每間隔2m設置一個PVC管進行排水，防滲土工布為聚乙烯或聚氯乙烯土工布。邊坡防護工程要求泡沫輕質混凝土不能直接暴露在陽光下。
[0030]另外，施工前應根據不同廠家所提供水泥進行濕密度、流值、消泡、抗壓試驗等。當達到要求濕密度時，流值和強度不能同時達到要求時，可根據不同情況進行解決:如果流值不能達到要求，通過調節發泡劑的稀釋倍率或種類進行解決；如果強度不能達到要求時，則必須更換水泥廠家。
[0031]此外，本發明使用的泡沫輕質混凝土路基材料，是在室內進行大比例模型試驗基礎上進行設計的。通過設置不同厚度的泡沫輕質混凝土層厚度替代基床底層填料進行大比例模型試驗，得到該材料層對動應力衰減明顯，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混凝土作為高鐵路基基床底層填料完全可行。
【主權項】
1.一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，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混凝土饒筑而成。
2.根據權利要求1所述的一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，其特征在于，所述上層路基為頂面向下約Im范圍內，所述底層路基為設計高度減去上層路基部分。
3.根據權利要求1所述的一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，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的泡沫輕質混凝土饒筑而成。
4.根據權利要求3所述的一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，其特征在于，所述上層路基靜強度0.5MPa以上，動強度0.12MPa以上；所述底層路基靜強度0.3MPa以上，動強度0.08MPa 以上。
5.根據權利要求1所述的一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，其特征在于，所述底層路基與地基接觸部位設置約1cm厚度的砂墊層，并在砂墊層上部設置一層滲水土工布，底部設置一層防滲土工布。
6.根據權利要求5所述的一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，其特征在于，所述上層路基頂部設置約1cm厚度的土工格室加砂層，并在其上部設置一層滲水土工布，下部設置一層防滲土工布。
7.根據權利要求5所述的一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，其特征在于，所述砂墊層中，每間隔1m設置一個碎石滲溝。
8.根據權利要求6所述的一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，其特征在于，所述上層路基和底層路基中間隔2m設置一個排水管。
9.根據權利要求1?8任意一項所述的一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，其特征在于，所述上層路基和底層路基由適當配比的發泡劑、水泥、水及外加劑，按照泡沫輕質混凝土制備工藝經物理化學反應硬化形成。
10.根據權利要求9所述的一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，其特征在于，所述外加劑包括早強劑和/或防凍劑。
【專利摘要】本發明涉及一種新型泡沫輕質混凝土鐵路路基結構。本發明公開了一種泡沫輕質混凝土鐵路路基結構，本發明的路基結構中，上層路基和底層路基均由泡沫輕質混凝土澆筑而成。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的泡沫輕質混凝土澆筑而成。本發明的路基結構，采用泡沫輕質混凝土整體澆筑施工而成，比常規路基填料施工周期更短。本發明的路基在列車荷載作用下能夠充分發揮材料自身的性能、保持良好的使用性能，可保證列車運行的平穩與舒適性，減少路基病害，節約運營期間的維護成本，非常適合用于高速鐵路路基。
【IPC分類】E01B2-00
【公開號】CN104746390
【申請號】CN201510113059
【發明人】蘇謙, 王武斌, 趙文輝, 黃俊杰, 王迅, 朱星
【申請人】西南交通大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月13日