以半柔性沥青混凝土为轨道搭接材料的浇筑方法与流程

1.本发明涉及轨电车轨道施工技术领域，特别涉及以半柔性沥青混凝土为轨道搭接材料的浇筑方法。


背景技术：

2.现代有轨电车目前刚进入复兴状态，其轨道结构形式与设计指标参考了地铁、轻轨或高速铁路的结构形式，由于有轨电车荷载较轻且运行速度较慢，同时整体道床本身的强度储备较为充足，因结构承载能力不足引起的破坏现象并不突出。有轨电车作为城市混行交通的组成部分，为与城市道路衔接，整体道床至轨面常采用沥青混凝土进行铺装，而影响有轨电车轨道结构使用性能的主要损坏问题集中在轨道沥青铺装结合部位置。
3.现有技术广泛运用的有轨电车轨道结构形式为埋入式无砟轨道，且多采用槽型钢轨。埋入式无砟轨道将全部轨道结构埋在道路铺面之下，轨顶与路面齐平，因此可以满足路面交通的共用路权的需求。但这种情况下的轨道结构，不仅要承受电车带来的动静载荷，还要频繁承受路面其他社会车辆的载荷，在多重因素的作用下，轨道路面极易发生疲劳。
4.结合部损伤不仅加剧了沥青铺装及轨道的损坏，而且损伤脱落的残留物还可能进入轨槽，极大增加了有轨电车的出轨风险，严重影响了有轨电车的安全运营。
5.轨道路面存在的问题主要来自以下几个方面：
6.(1)结合处材料刚度：根据现有的有轨电车的设计及施工经验，柔性材料的填充除虽然能起到减振降噪的作用，但也存在诸如强度较弱，行车荷载承载力不足等缺点。
7.同时刚性材料由于没有伸缩性，对地基的不均匀沉降造成的道面微小变形、温度变形较敏感，容易产生裂缝和渗漏水。不合适的结合填充材料往往会降低轨道结合路面的使用寿命，提高维修难度，还会造成安全隐患。而且普通沥青弹性模量与钢轨强度相差较大的问题，在列车及地面行车荷载的作用下，两者刚度差异将导致变形不一，导致结合部脱落及沥青层裂缝现象，进而产生沥青层松散及剥落现象。
8.(2)构造设计不适宜：路面道床结构和路面结构，以及搭接结构的几何设计直接影响搭接结构-主干路界面处、搭接结构-次干路界面处、搭接结构-轨道路界面处的力学响应，不合适的构造设计不仅会影响填充材料的施工铺设，还会造成搭接处结构不稳定，交界处容易发生损坏，从而影响整体路面稳定。
9.(3)路面动静载荷作用：当电车经过轨道时，轨道路基会产生一定的动载荷和静载荷，当总载荷超过轨道路基的承受范围，再加上路堤和结合处填料较松散，道面填料会被压实就会产生轨道路面沉降问题。
10.因此，如何提高轨道整体路面使用寿命，增强路面结构稳定性，进而提高行车舒适性和安全性成为本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

11.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供以半柔性沥青混凝土为轨道搭接材料的
浇筑方法，实现的目的是提高轨道整体路面使用寿命，增强路面结构稳定性，进而提高行车舒适性和安全性。
12.为实现上述目的，本发明公开了以半柔性沥青混凝土为轨道搭接材料的浇筑方法；包括以下步骤：
13.步骤1、在路面的轨道槽内铺设钢轨之前，在每一所述钢轨的两侧与半柔性沥青混凝土填充层接触的侧面，以及每一所述轨道槽与所述半柔性沥青混凝土填充层接触的内侧壁均黏贴阻尼条；
14.步骤2、铺设完所有所述钢轨后，在铺设每一所述钢轨的道床的上面，对应相应的所述钢轨两侧的位置均分别设置若干钢筋；
15.每一所述钢筋的下部均埋入所述道床，上部均位于相应的所述半柔性沥青混凝土填充层内；
16.步骤3、配置母体沥青混合料，并在150℃至160℃下拌制；
17.步骤4、将制备完成的所述母体沥青混合料，沿每一所述钢轨的两侧，在所述轨道槽内摊铺；在摊铺时，以小型钢轮压路机，采用热拌热铺碾压成型方式摊铺；
18.步骤5、按质量配比砂浆，加水拌和，搅拌直至所述砂浆均匀且一致，即制作成水泥砂浆；
19.步骤6、待摊铺完成后的所述母体沥青混合料冷却至50摄氏度以下，将所述水泥砂浆灌浆在所述轨道槽内，在相应的所述钢轨两侧形成相应的所述半柔性沥青混凝土填充层。
20.优选的，每一所述阻尼条均采用高分子聚合材料制成，表面均带有不规则凹凸面，与相应的所述钢轨和相应的所述轨道槽的内侧壁之间均通过所述不规则凹凸面实现楔合。
21.更优选的，每一所述阻尼条均采用橡胶材料制成。
22.优选的，在所述步骤3中，所述母体沥青混合料目标空隙率为25％，沥青用量为2.5％。
23.优选的，在所述步骤5中，所述砂浆为优砾科g30b高性能半柔性路面砂浆。
24.优选的，在所述步骤5中，加水拌和时间为2分钟至3分钟。
25.优选的，当施工的气温在30℃以上时，使用塑料薄膜来进行养生。
26.更优选的，所述养生的时间在2天至3天。
27.本发明的有益效果：
28.本发明的应用能够提高轨道整体路面使用寿命，增强路面结构稳定性，进而提高行车舒适性和安全性。
29.以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
30.图1示出本发明一实施例的流程图。
31.图2示出本发明一实施例中钢轨铺设完成后的横截面结构示意图。
具体实施方式
32.实施例
33.如图1和图2所示，以半柔性沥青混凝土为轨道搭接材料的浇筑方法；包括以下步骤：
34.步骤1、在路面5的轨道槽内铺设钢轨2之前，在每一钢轨2的两侧与半柔性沥青混凝土填充层4接触的侧面，以及每一轨道槽与半柔性沥青混凝土填充层4接触的内侧壁均黏贴阻尼条1；
35.步骤2、铺设完所有钢轨2后，在铺设每一钢轨2的道床6的上面，对应相应的钢轨2两侧的位置均分别设置若干钢筋3；
36.每一钢筋3的下部均埋入道床6，上部均位于相应的半柔性沥青混凝土填充层4内；
37.步骤3、配置母体沥青混合料，并在150℃至160℃下拌制；
38.步骤4、将制备完成的母体沥青混合料，沿每一钢轨2的两侧，在轨道槽内摊铺；在摊铺时，以小型钢轮压路机，采用热拌热铺碾压成型方式摊铺；
39.步骤5、按质量配比砂浆，加水拌和，搅拌直至砂浆均匀且一致，即制作成水泥砂浆；
40.步骤6、待摊铺完成后的母体沥青混合料冷却至50摄氏度以下，将水泥砂浆灌浆在轨道槽内，在相应的钢轨2两侧形成相应的半柔性沥青混凝土填充层4。
41.本发明的原理如下：
42.半柔性混凝土作为一种刚柔相济的新型材料，兼具有沥青路面柔性好、抗裂能力强、无接缝和水泥混凝土路面刚性大、承载能力强、抗车辙性能好的优点，其弯沉值仅为普通沥青路面的1/5至1/2，抗车辙能力是普通沥青路面的10倍以上，同时还具有良好的抗水、耐油、耐酸等功能，这些性能使得路面修补的频率减少了。
43.由于半柔性沥青混凝土用母体沥青混合料的设计空隙率远远大于常用的中粒式与细粒式沥青混合料的空隙率，这是便于水泥砂浆的渗透和容纳。水泥砂浆灌入母体沥青混合料中，填充了母体孔隙，增强了半柔性沥青混凝土的密实性。沥青路面在水或冻融循环环境下，路面中的水难以进入沥青混凝土空隙中，避免了沥青粘附性降低丧失粘结力，沥青混合料掉粒、松散等现象。底部的钢筋材料和两侧不规则接触面，为钢轨提供了纵横向约束，使轨道系统结构更加稳定。
44.钢轨周围粘贴的阻尼条有减小机械结构的共振振幅的作用。阻尼可以避免结构因动力达到极限而造成破坏。电车在运行过程中所产生的震动依次由钢轨传递至阻尼条、结合部半柔性沥青混凝土，振幅在传递逐渐减小，可以防止周边混凝土材料因硬性碰撞分化，这大大提高了车辆行驶的舒适度和安全性。
45.在某些实施例中，每一阻尼条1均采用高分子聚合材料制成，表面均带有不规则凹凸面，与相应的钢轨2和相应的轨道槽的内侧壁之间均通过不规则凹凸面实现楔合。
46.在某些实施例中，每一阻尼条1均采用橡胶材料制成。
47.在某些实施例中，在步骤3中，母体沥青混合料目标空隙率为25％，沥青用量为2.5％。
48.下表为实例中25％空隙率下矿料和沥青用量：
[0049][0050]
在某些实施例中，在步骤5中，砂浆为优砾科g30b高性能半柔性路面砂浆。
[0051]
技术指标应要满足见下表：
[0052][0053][0054]
母体沥青混合料宜采用间隙式拌和机，拌和过程中确保混合料拌和均匀、所有矿料颗粒无结团成块或粗细料分离现象。每盘生产周期不宜少于55s(其中干拌不少于5-10s)，在150-160℃下摊铺。
[0055]
灌浆料选用优砾科g30b高性能半柔性路面砂浆，灌浆料从加水拌制至完成灌注施工，时间间隔应在15min以内，以免水泥砂浆随着时间增长而流动度变小，从而影响水泥砂浆的渗透效果。为了帮助浆料渗透，应该及时的采用小型振动压路机碾压帮助进行渗透，使浆料能充分均匀地渗入母体骨架空隙中。灌浆后应将多余的浆料迅速刮除，以保证半柔性
路面有理想的表面结构。
[0056]
在某些实施例中，在步骤5中，加水拌和时间为2分钟至3分钟。
[0057]
在某些实施例中，当施工的气温在30℃以上时，使用塑料薄膜来进行养生。
[0058]
当施工的气温在30℃以下时，则不需要特殊的养生方式；而施工的气温在30℃以上时，则有必要使用塑料薄膜来进行养生。养生时间应该根据浆料的性质而不同，通常在2-3天后便可开放交通。
[0059]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。