[发明专利]道床板基础脱空试验模拟结构

说明书

技术领域

本发明涉及道路与铁道工程基础技术领域，尤其涉及一种用于道板床或水泥混凝土路面基础脱空试验的结构。

背景技术

无砟轨道、公路等作为狭长的线形构筑物，具有覆盖地域跨度大、范围广等特点。这类结构的路基性能受当地地质地貌、路基填料、施工质量控制、行车荷载及温湿外界环境等多方面因素的影响。由于路基土本身的不均匀性和外界影响因素的不均匀性，从空间分布形式来分，路基的不均匀变形可以分为纵向不均匀变形和横向不均匀变形。

上述的路基纵向不均匀变形主要是源于以下因素：沿线土质的差异(包括地基土层的性质、厚度不一、路基填料在物理、力学特性方面的差异)，路基土压实度的施工变异性，半填半挖的路基形式和沿线路桥(涵)过渡段的结构性差异等。

上述的路基横向不均匀变形体现在路基土本身沿横向的不均匀变化，以及行车荷载作用沿路基横向分布的差异。尤其在软土地区，高路堤在“梯形”土体自重作用下，在路基顶面通常会形成“盆状”沉降断面，一般将这种沉降盆假设为抛物线或正弦曲线形。

当路基的不均匀变形过大时，行车荷载和温度荷载不足以使路基的面层与其下部结构层接触，道床板将呈现简支结构或悬臂结构的受力状态，而使路基的面层应力剧增，严重影响到道床板的使用寿命。按目前的道板床室内试验技术水平，缺乏一套精确模拟现场道床板脱空结构的科学方法。

如图1所示为现有的道床板基础脱空试验模拟结构，上层为道板床1，下层为支承层2。将沉降盆模拟为均一厚度的脱空区域11、12、13，以等差脱空数列形式模拟沉降盆，且在不同脱空厚度中间用水泥混凝土支承条21、22间隔，道床板的纵向脱空区域也以等同脱空尺寸模拟。

但上述现有的道床板试验模拟结构与现场工程实际差距较大，无法精确模拟现场脱空结构的空间分布，且支撑条的存在增加了分析的难度，影响到分析的精确度。上述试验模拟结构存在以下技术问题亟待解决：

1、脱空结构的空间分布模拟失真

路基的空间不均匀变形体现在路基土本身沿纵向、横向的不均匀变化，以及行车荷载作用沿路基横向分布的差异。尤其在软土地区，高路堤会形成纵向不均匀变形、横向“盆状”沉降断面的道床板脱空空间分布。在室内试验模拟时，常常将不均匀脱空结构转化成单一脱空厚度结构进行模拟，无法精确获得与现场工程较为一致的试验结果。

2、脱空结构的时间分布模拟失真

道床板在使用过程中，由于填封缝材料质量问题或其工艺不当，雨水沿道板床接裂缝下渗，在行车荷载反复作用下，形成有压水在板底接裂缝处和板边高速流动，对支承层的顶面进行冲刷，细颗粒从接裂缝处和板边被带到道床板顶面产生唧泥现象，随着细颗粒的不断被带出导致道床板板底脱空。现有的脱空试验模拟结构无法体现板底脱空结构随时间的变化过程。

3、脱空区域间支承情况模拟失真

为模拟道床板脱空结构的不同脱空厚度，现有的做法是将道床板的板底划分为不等厚度的脱空区域，每个区域间用水泥混凝土砂浆条支承。这种模拟结构人为地分割了脱空区域之间的连续性，且中间用水泥混凝土砂浆支承条严重破坏了脱空区域水泥混凝土板的应力集中现象，必然导致检测结果与实际情况不符。

另一方面，上述现有脱空结构的模拟情况与目前的理论模型假设条件不吻合，导致室内实验与力学计算结果不一致。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种精度高的道床板基础脱空试验模拟结构。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种精度高的道床板基础脱空试验模拟结构。

为实现上述目的，本发明提供了一种道床板基础脱空试验模拟结构，包括结构上层及结构下层；在所述结构上层与所述结构下层之间设置有硫磺砂浆材料的热敏结构层，所述热敏结构层中设置有分区控制的发热部件；某一分区控制的所述发热部件发热后融化该分区的所述热敏结构层，在所述结构上层与所述结构下层之间形成分区控制的脱空区域。

较佳地，所述热敏结构层包括沿道床板基础深度分布的多个分层，在各所述分层中分别设置分层控制的所述发热部件。

较佳地，所述热敏结构层在道床板基础深度上为厚度均匀分布或厚度不均分布。

较佳地，所述热敏结构层在道床板基础平面上为规则分布或不规则分布。

较佳地，所述脱空区域为凸形或凹形。

较佳地，所述发热部件为电阻丝。

本发明的有益效果是：