[发明专利]高速铁路路基沥青级配碎石及其制备方法

说明书

本发明提供一种高速铁路路基沥青级配碎石，其包含以下组分：以高速铁路路基沥青级配碎石的总质量为准基，85％‑90％的骨料、3％‑8％的石灰石粉、3.5％‑6.0％的SBS改性沥青和/或SBR改性沥青、0.1％‑1％的沥青增强剂。本发明还提供一种制备本发明的高速铁路路基沥青级配碎石的方法。本发明的高速铁路路基沥青级配碎石用于铁路基床结构，能够改善铁路路基的受力，提高路基的承载能力和防排水能力。本发明的高速铁路路基沥青级配碎石具有明显的经济和社会效益。

技术领域

本发明属于铁路工程材料制备技术领域。具体地，本发明涉及高速铁路路基沥青级配碎石及其制备方法。

背景技术

目前我国铁路基床结构主要由基床表层和基床底层组成，其中基床表层采用级配碎石，可细分为Ⅰ型级配碎石和Ⅱ型级配碎石。运营高速铁路路基的多种病害(如冻胀、翻浆冒泥、湿陷下沉、膨胀上拱等)，与水的影响密切相关，其产生和恶化与水分侵入路基存在直接和间接关系。我国高速铁路普遍采用以级配碎石或掺水泥级配碎石为基床表层的基床结构，该级配碎石层在服役过程中易形成裂缝且自身有一定渗透性，地表降水将沿裂缝侵入基床结构，容易产生冻胀、翻浆冒泥等病害。沥青级配碎石具有防水效果好、抗裂性能优良、变形适应性强等特点，是铁路路基面防水封闭的新方案。

CN107881858A中公开了“一种新型的铁路基床表层结构及其铺设方法”，在无砟轨道结构支承层与基床底层之间铺设由上至下包括沥青碎石排水层、粘结层、全断面密实沥青混凝土防水抗冻层。该专利申请仅面向无砟轨道结构，其主要采用透水性(空隙率较大，通常在7～15％)沥青混凝土使表水迅速下渗，在通过全断面密实沥青混凝土防水抗冻层向两侧排水。在使用过程中，空隙率过大会加剧沥青混凝土的水损害和老化现象，即出现松散、剥落等病害；此外，随着服役年限的增加，原本用于表水快速下渗的大空隙，会被灰尘、土等杂物封堵，造成排水效果减弱，进而影响铁路的防排水效果，甚至严重威胁列车的安全运营。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善铁路路基的受力、提高路基的承载能力和防排水能力的高速铁路路基沥青级配碎石。

本发明的上述目的是通过如下技术方案实现的。

在本发明的上下文中，术语“骨料”是指包括细骨料和粗骨料的粒料，其在混合料中起骨架和填充作用，包括碎石、砾石、机制砂、石屑、砂等。所述粗骨料是指粒径大于2.36mm的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等；所述细骨料是指粒径小于2.36mm的天然砂、人工砂(包括机制砂)及石屑等。

在本发明上下文中，术语“沥青增强剂”是申请号为201711236017.7的专利申请中公开的“沥青混凝土用骨料界面增强剂”，其通过引用整体并入本文。

第一方面，本发明提供一种高速铁路路基沥青级配碎石，其包含以下组分：

以高速铁路路基沥青级配碎石的总质量为准基，85％-90％的骨料、3％-8％的石灰石粉、3.5％-6.0％的SBS改性沥青和/或SBR改性沥青、0.1％-1％的沥青增强剂。

第二方面，本发明提供一种制备本发明的高速铁路路基沥青级配碎石的方法，其包括以下步骤：

(1)将SBS改性沥青和/或SBR改性沥青、骨料、石灰石粉分别预热，得到预热的SBS改性沥青和/或SBR改性沥青、预热的骨料、预热的石灰石粉；

(2)将沥青增强剂和所述预热的骨料混合均匀；

(3)然后，加入所述预热的SBS改性沥青和/或SBR改性沥青，继续混合均匀；

(4)然后，加入所述预热的石灰石粉，继续混合均匀得到高速铁路路基沥青级配碎石。

优选地，在本发明所述的方法中，所述步骤(1)中的将SBS改性沥青和/或SBR改性沥青预热所采用的条件是：预热温度为155～175℃，预热时间为1～4h。