[发明专利]高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构及施工方法

说明书

本发明公开了高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构及施工方法，从上到下依次包括基床表层、基床底层上部和基床底层下部；侧面设置有面板，面板下部设置有条形基础；基床表层为级配碎石制备，上部设置有多个加强筋，加强筋形成防翻浆格室；基础表层底部设置有防排水层，防排水层从一侧向另一侧倾斜；防排水层位于下部一侧对应面板处设置有排水孔；基床底层上部为掺杂短纤维的泡沫轻质土制备，其内部设置有土工格栅；基床底层下部为泡沫轻质土制备；本发明结构具有更高的强度、稳定性和耐久性，能够有效减小路基沉降、翻浆冒泥等病害，提高施工效率，减小建设开支和运维成本，适应高速铁路无砟轨道路基在特殊土区域及过渡段的建造需求。

技术领域

本发明涉及高速铁路路基技术领域，具体涉及高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构及施工方法。

背景技术

随着我国高速铁路的建设与发展，许多线路不可避免的经过膨胀土、软土和湿陷性黄土等特殊土及多雨地区。在特殊土地区进行路堤与过渡段建设及其运营过程中，面临以下问题：(1)采用传统的路基结构型式和施工方法，在特殊土地基上建造路堤时，由于填料自重大，沉降变形大；为控制工后沉降以满足设计要求，需要对特殊土地基进行加固，往往加固费用会占到总造价的约三分之二，加固花费巨大；(2)在建造过渡段路基时，由于施工作业面区域狭小，中大型压实机械无法进场，致使基床压实质量难以保证。因此为保证过渡段路基刚度并满足不均匀沉降控制要求。现有工艺是采用倒梯形过渡段结构及提高填料标准，虽然有一定的工程效果，但长期运营后还是不可避免的发生不均匀沉降，同时工程费用及造价较高。(3)后期运营过程中，传统土质路基受水的浸湿软化，在列车动载作用下形成沿道砟空隙向路基表面涌出的泥浆，产生翻浆冒泥现象，致使道床脏污、道砟板结及基床弹性减小，大大降低了线路运行质量，导致后期维护费用大幅增加。

为解决特殊土地区路基建设采用传统填料自重大，沉降变形大的问题并满足过渡段路基刚度及不均匀沉降控制需求。如专利号为2015101130596一种泡沫轻质混凝土铁路路基结构，提出了一种泡沫轻质混凝土铁路路基结构，这种结构虽然可以减小路基本体自重，减少路基沉降。但是其结构型式固定，不适合过渡段等施工作业面狭小区域采用，在无预应力施加的条件下，受施工荷载和运营荷载影响，要达到路基预期强度和耐久性所需泡沫轻质土密度应不低于1200kg/m³，导致路基造价翻倍，经济性下降。

路基基床表层产生翻浆冒泥病害的原因是：在雨季期间，水的渗入并在基床表层局部区域蓄积，使该区域级配碎石填料迅速达到饱和状态，在列车高周频动载作用下使得该区域形成动力流固耦合效应，导致该区域级配碎石填料产生翻浆病害。因此防止翻浆冒泥产生的根本措施也应该从如何有效控制路基的含水量或改善列车动应力在基床中的传播两个方面入手。防止翻浆的主要手段，目前是采用将水泥掺入级配碎石封闭水的渗流通道及树脂砂浆等材料填充底座板之间的伸缩缝的主动防护处理工艺，虽有一定的效果，但随着材料的劣化及列车动载作用不可避免地产生水泥开裂问题，同样会导致水分渗入，使基床含水量上升，同时该工艺排水能力十分有限，总体而言抵制翻浆能力较差，翻浆现象仍频繁出现。

目前翻浆冒泥主要处理技术也有同时采用主动防护(采用防水结构)和被动防护(排水结构)相结合的方法。如专利号为201310221787X季节性冻土地区无砟轨道高速铁路路堑基床结构；专利号为201820622943无砟轨道防排水路基基床结构等。上述均能实现防水和排水的功能，但是不具备抗翻浆的能力。如果局部路段由于填料质量和施工条件影响导致基床表层填料渗透性较差，仍然会产生翻浆的问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种在提高基床防排水能力的同时，从源头抑制翻浆冒泥病害发生的高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构及施工方法。

本发明采用的技术方案是：