[发明专利]一种无砟轨道结构防水减振的柔性防护结构及铺设方法

说明书

技术领域

本发明涉及新建铁路无砟轨道的防水封闭层，具体涉及一种防水减振的无砟轨道路基柔性防护结构及铺设方法。

背景技术

近年来，我国高速铁路迅速发展，路基作为铁路轨道的基础，其平顺性、均匀性与长期稳定性对于确保高速列车安全运营至关重要。现有高速铁路无砟轨道结构自上而下依次为：无砟轨道板、底座板(钢筋混凝土)、基床表层(渗透性级配碎石)、基床底层及路基土体；对于线间与路肩部分，设置防水封闭层以实现对基床的保护。实践表明，防水封闭层作为防止降雨及表面水进入路基本体的重要屏障，对于确保高铁路基的长期稳定性关键环节之一。

现有的高速铁路无砟轨道路基面防水封闭层主要采用水泥混凝土类材料，包括素混凝土、纤维混凝土等。在实际使用中，高速铁路无砟轨道路基水泥混凝土防水封闭层存在不同程度的开裂、破损、粉化等问题。对于现有无砟轨道结构，随着外侧刚性防水封闭层局部防水功能的失效，表面水很快渗入混凝土底座与级配碎石层间。基床或路基长时间处于较高含水量时会存在承载力下降甚至软化现象。混凝土基座与级配碎石基床表层之间的弹性模量相差较大，而无粘结性的级配碎石的抗冲刷能力相对较差，在高速列车引起的动荷作用下，基床表层极易产生冲刷形成水囊，进而很快引发翻浆冒泥病害；在冬季寒冷地区，进入轨道板下方的水份还会产生较为严重的冻胀，威胁高速铁路的正常、安全运营。因此，针对现有无砟轨道结构，发展长效的立体防水措施显得十分迫切。

为解决刚性防水层在实际工程中所显露出的问题，部分路段试验采用了热拌沥青混合料的防水方面，铺设于路肩外侧和线间，如发明人所申报的自密实沥青混凝土防水封闭层等专利。铺设于路肩外侧和线间的柔性防水封闭层，其功能仅考虑防水要求，在材料设计上未考虑相关力学功能，难以直接运用。采用全断面铺设沥青混凝土将提高更为完整的防水性，并可以克服现有结构的刚性刚度过渡的缺点，起到延长无砟轨道板及基床表层的疲劳寿命的作用。但从无砟轨道的技术要求，需系统解决下卧沥青混凝土层的抗累积永久变形、与相邻材料界面的差异变形及刚度匹配与协同工作能力等关键性结构问题，以及沥青混凝土自身防水抗裂性、温度稳定性、抗水损害性以及疲劳耐久性等关键问题，并结合铁道工程的特点采取切实可行的工艺措施。这正是本发明拟解决的关键技术问题。

发明内容

发明目的：本发明提供的一种无砟轨道防水减振的柔性防护结构及铺设方法，适用于高速铁路或客运专线无砟轨道的路基段或桥梁段防水封闭，可有效解决现有高速铁路无砟轨道路基防水层过早破坏失效、桥梁段层间冲刷浆等问题，为下部结构提高全面的长效保护，为无砟轨道板提供适当的缓冲减振功能，提高轨下结构的整体性、平顺性、均匀性和长期稳定性，具有施工简便、免于维护的优点，是一种长效的无砟轨道防护层。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种无砟轨道结构防水减振的柔性防护结构，在无砟轨道基座板底部与基床表层/桥面板顶面之间，全宽铺设(全断面铺设)防水联接层和缓冲保护层，其中防水联接层位于缓冲保护层下方；若底层为基床表层，则要求防水联接层向基床表层级配碎石中的渗透深度不小于5mm；防水联接层和缓冲保护层之间的粘结强度不低于0.2MPa，防水联接层和缓冲保护层之间的层间剪切强度不低于0.5MPa。

具体的，所述防水联接层由快裂型乳化沥青或改性乳化沥青洒布而成，快裂型乳化沥青或改性乳化沥青的用量为0.8～3.0kg/m²的0.8～3.0kg/m²。

具体的，所述缓冲保护层为4～12cm厚度的特种增强沥青混凝土防护层。

具体的，所述特种增强沥青混凝土防护层由特种增强沥青混凝土通过热拌热铺并经碾压成型，特种增强沥青混凝土包括以下组份且各组份的质量份数为：

所述特种增强沥青混凝土中各规格的骨料均为经反击破碎加工而成的玄武岩或石灰岩集料，洁净、干燥、颗粒形状好、级配良好。

所述特种增强沥青混凝土中的细集料为轧制的玄武岩或石灰岩集料，洁净、干燥、耐风化、级配良好、粒径。

所述特种增强沥青混凝土中的填料为石灰岩经磨细得到的矿粉，0.075mm的通过量不低于75％，塑性指数不大于4。

所述特种增强沥青混凝土中的沥青采用针入度4.5～9.0mm的A级石油沥青或改性沥青，要求改性沥青的弹性恢复率不低于80％。