一种高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构

本发明涉及铁路有砟轨道，具体为一种高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构。

背景技术：

1、有砟轨道凭借其结构所具备的良好弹性、优异排水性能及便捷的养护维修特性，被广泛应用于各类铁路线路建设中，道砟作为道床的核心骨料材料，主要功能包括承受轨枕传递的上部荷载、提供均匀稳定的轨道弹性、有效吸收轮轨运行产生的冲击振动，同时维持轨道几何形态、保障线路长期稳定运行。

2、然而，在风沙地区，有砟道床面临特殊的病害挑战，风沙地区的铁路沿线常遭受风积沙侵入道床的问题。沙粒随风吹入道砟孔隙后，在雨水、盐分和尘土等共同作用下，细颗粒物质逐渐填充道砟间隙，与道砟颗粒发生胶结，形成道床板结，道床板结后，道床逐渐失去弹性，轨道刚度急剧增加，导致列车通过时产生较大的动力冲击作用，加剧钢轨、轨枕和扣件等轨道部件的破损，严重时危及行车安全。此外，板结道床的排水性能显著降低，进一步加剧道床脏污和翻浆冒泥等病害。目前，针对道床板结的防治措施主要包括定期清筛道床、采用优质道砟材料、改善道床断面设计等。然而，这些措施均为被动式治理，无法从根本上阻止风积沙进入道砟孔隙。部分研究尝试采用道砟胶喷施固化道砟颗粒，或采用橡胶颗粒混凝土轨枕改善轨道弹性，但前者主要用于防止飞砟，后者仅改变轨枕材料属性，均未解决风积沙侵入道砟孔隙导致板结的核心问题。另有技术采用碎橡胶颗粒铺设于轨枕两端形成橡胶带层，但其作用在于提供弹性支撑，而非预防沙粒侵入。因此，亟需一种能够主动阻止风积沙进入道砟孔隙、同时保持道床弹性、从根源上预防道床板结的技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，包括铁路路基，铁路路基的顶部设置有橡胶颗粒，铁路路基的顶部设置有道砟骨料，道砟骨料的内部设置有轨枕，轨枕的顶部连接有铁轨，道砟骨料的两侧对称设置有护边组件。

3、优选的，护边组件包括插脚，插脚嵌设在铁路路基的内部，插脚的顶部一体浇筑成型有混凝土预制块，混凝土预制块的一端一体浇筑成型有凸榫，混凝土预制块的另一端开设有凹榫槽，凹榫槽和凸榫相匹配，连续级配橡胶颗粒能完美适配道砟骨料级配，填充间隙更密实，既能压缩风沙侵入通道，又能保证道床整体弹性均匀，依托橡胶颗粒回弹特性，缓冲振动、延缓道床板结，提升行车平稳性。

4、优选的，橡胶颗粒为废旧轮胎经破碎和筛分后获得的再生橡胶颗粒，选用废旧轮胎再生橡胶颗粒，实现废旧资源回收利用，环保且降低工程成本。

5、优选的，道砟骨料的内部填充有橡胶颗粒，所述橡胶颗粒具有连续级配，其粒径范围为0.5-20mm，橡胶颗粒的级配曲线与道砟骨料的级配曲线相匹配，连续级配橡胶颗粒能完美适配道砟骨料级配，填充间隙更密实，既能压缩风沙侵入通道，又能保证道床整体弹性均匀，依托橡胶颗粒回弹特性，缓冲振动、延缓道床板结，提升行车平稳性。

6、优选的，道砟骨料的底部和侧面以及顶部均铺设有橡胶颗粒，道砟骨料底部的橡胶颗粒铺设厚度为2-3cm，道砟骨料侧面和顶部的橡胶颗粒铺设厚度均为3-5cm，底部铺设厚度为2-3cm的橡胶颗粒，形成密闭隔水隔盐屏障，彻底阻断地下毛细水携带盐渍上涌，避免道砟骨料与铁路路基粘结板结，该设计不改变道床原有受力结构，不影响铁路路基承载能力，兼顾隔盐效果与道床结构安全性，侧面铺设厚度3-5cm的橡胶颗粒，形成柔性导沙层，表面顺滑无死角，可引导风沙顺势滑落、避免堆积渗入道床内部，橡胶颗粒不会阻碍道砟骨料受力形变，同时配合受压回弹特性，自动填补间隙、排出细沙，实现自清洁，长效保持导沙阻沙效果。

7、优选的，混凝土预制块的侧面倾斜设计，混凝土预制块采用c30抗盐腐混凝土预制，c30抗盐腐混凝土提升护边耐腐蚀性，适配盐渍土地区恶劣环境，一体浇筑的插脚与混凝土预制块结构强度高，不易断裂脱落，保证护边长期稳固，抵御列车振动与风沙冲击。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

9、（1）该高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构通过设置有护边组件，既能固定道砟骨料与橡胶颗粒、阻断侧面风沙侵入，又配合多层橡胶颗粒，实现隔盐、导风沙、固砟多重功能，从源头解决风沙盐渍地区道床板结、道砟骨料溜坍难题，整体结构稳定，适配铁路现场施工与长期运维，大幅提升道床使用寿命。

10、（2）该高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构通过选用废旧轮胎再生橡胶颗粒，实现废旧资源回收利用，环保且降低工程成本，连续级配橡胶颗粒能完美适配道砟骨料级配，填充间隙更密实，既能压缩风沙侵入通道，又能保证道床整体弹性均匀，依托颗粒回弹特性，缓冲振动、延缓道床板结，提升行车平稳性。

11、（3）该高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，橡胶颗粒每次受压回弹，都会产生微幅体积胀缩与间隙扰动，回弹过程中橡胶颗粒间间隙瞬时扩大，同时带动表层细沙松动，配合列车振动与自然风力，细沙会自动从颗粒间隙脱落、排出，无需人工清理，实现“自清洁阻沙”。

12、该高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构通过在道砟骨料底部铺设橡胶颗粒层，形成密闭隔水隔盐屏障，彻底阻断地下毛细水携带盐渍上涌，避免道砟骨料与路基填料粘结板结，薄厚度设计不改变道床原有受力结构，不影响路基承载能力，兼顾隔盐效果与道床结构安全性。

1.一种高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，包括铁路路基(1)，其特征在于：所述铁路路基(1)的顶部设置有道砟骨料(3)，所述道砟骨料(3)的内部设置有轨枕(4)，所述轨枕(4)的顶部连接有铁轨(5)；

2.根据权利要求1所述的高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，其特征在于：所述橡胶颗粒(2)具有连续级配，其粒径范围为0.5-20mm，且所述橡胶颗粒(2)的级配曲线与所述道砟骨料(3)的级配曲线相匹配。

3.根据权利要求1所述的高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，其特征在于：所述道砟骨料(3)底部的所述橡胶颗粒(2)铺设厚度为2-3cm，形成隔水隔盐层；所述道砟骨料(3)侧面和顶部的所述橡胶颗粒(2)铺设厚度均为3-5cm，分别形成柔性导沙层和顶部封闭层。

4.根据权利要求1所述的高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，其特征在于：所述混凝土预制块(62)的一端一体成型有凸榫(63)，所述混凝土预制块(62)的另一端开设有与所述凸榫(63)相匹配的凹榫槽(64)，相邻的所述混凝土预制块(62)通过所述凸榫(63)与所述凹榫槽(64)的配合实现拼接。

5.根据权利要求1所述的高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，其特征在于：所述混凝土预制块(62)的侧面为倾斜设计，且所述混凝土预制块(62)采用c30抗盐腐混凝土预制而成。

6.根据权利要求1所述的高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，其特征在于：所述橡胶颗粒(2)为废旧轮胎经破碎和筛分后获得的再生橡胶颗粒。

7.根据权利要求1所述的高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，其特征在于：填充于所述道砟骨料(3)内部间隙的所述橡胶颗粒(2)，用于在列车荷载作用下受压回弹，以扰动并排出侵入的沙粒。

8.根据权利要求1所述的高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，其特征在于：所述插脚(61)与所述混凝土预制块(62)为一体浇筑成型结构，所述插脚(61)垂直嵌入所述铁路路基(1)内部。

9.根据权利要求3所述的高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，其特征在于：所述道砟骨料(3)的侧面修整为标准边坡斜面，所述柔性导沙层覆盖于该斜面上，形成引导风沙滑落的顺滑表面。

10.根据权利要求1所述的高回弹橡胶颗粒填充式道床防沙护边结构，其特征在于：所述道砟骨料(3)、所述橡胶颗粒(2)和所述护边组件(6)共同构成底部隔盐、侧面导沙、顶部封沙、内部填充阻沙的三维立体防护体系。