[發(fā)明專利]對(duì)無碴軌道進(jìn)行健康自診斷的導(dǎo)電瀝青混凝土及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810162613.3
• 申請(qǐng)日: 2018-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN108373292A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉小明;李婷玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B26/26
• 分類號(hào): C04B26/26;E01B1/00;E01B2/00;C04B111/94
• 代理公司: 長(zhǎng)沙新裕知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43210
• 代理人: 周躍仁

本發(fā)明公開了一種對(duì)無碴軌道進(jìn)行健康自診斷的導(dǎo)電瀝青混凝土及制備方法，涉及高速鐵路無碴軌道技術(shù)領(lǐng)域。對(duì)無碴軌道進(jìn)行健康自診斷的導(dǎo)電瀝青混凝土由集料、瀝青、石墨、碳纖維、礦粉組成。對(duì)無碴軌道進(jìn)行健康自診斷的導(dǎo)電瀝青混凝土的制備方法，首先通過烘干集料，隨后加入碳纖維，進(jìn)一步的在混合料中加入瀝青，攪拌之后，加入礦粉是石墨進(jìn)行攪拌，對(duì)得到的混合料進(jìn)行裝模并成型試件。本發(fā)明提供了一種對(duì)無碴軌道進(jìn)行健康自診斷的導(dǎo)電瀝青混凝土及制備方法，能夠在路基本體發(fā)生局部變形時(shí)就及時(shí)預(yù)警，并進(jìn)行及時(shí)整治，保障了列車運(yùn)行的安全性，并延長(zhǎng)路基的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高速鐵路無碴軌道技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對(duì)無碴軌道進(jìn)行健康自診斷的導(dǎo)電瀝青混凝土及制備方法。

背景技術(shù)

2016年7月，國(guó)家發(fā)展和改革委發(fā)布《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，在未來的15年，高鐵總里程要實(shí)現(xiàn)比2015年翻一番。高速鐵路建造技術(shù)也是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》明確優(yōu)先發(fā)展的先進(jìn)建造前沿技術(shù)。高速鐵路生命力體現(xiàn)在其高速度、高密度、高舒適性和高安全性方面，而要實(shí)現(xiàn)快速、舒適和安全，則需要平順且穩(wěn)定的線路，這就要求嚴(yán)格控制線下結(jié)構(gòu)的沉降變形。因此高速鐵路無碴軌道軌下基礎(chǔ)的健康監(jiān)測(cè)是高速鐵路建造技術(shù)領(lǐng)域具有重大需求的共性關(guān)鍵問題。

目前，高速鐵路軌下基礎(chǔ)主要以散粒體碎石有碴軌道和水泥混凝土整體無碴軌道為主。然而，水泥混凝土軌下基礎(chǔ)受制于易開裂、振動(dòng)大、噪聲強(qiáng)、適應(yīng)路基變形能力差以及修復(fù)極其困難等問題。瀝青混凝土兼具強(qiáng)度和柔性且易于施工維護(hù)，是軌下基礎(chǔ)應(yīng)重點(diǎn)考慮的材料。鑒于瀝青混凝土優(yōu)良的保溫與防水性能，中鐵二院中標(biāo)的莫斯科至喀山穿越季凍區(qū)，最高時(shí)速達(dá)400km的高速鐵路基床表層結(jié)構(gòu)也擬采用瀝青混凝土，可以預(yù)見，鐵路瀝青混凝土軌下基礎(chǔ)的應(yīng)用前景將越來越廣闊。

當(dāng)前，高速鐵路運(yùn)營(yíng)階段軌下基礎(chǔ)的健康監(jiān)測(cè)主要通過水準(zhǔn)測(cè)量或者在路基本體中埋設(shè)沉降應(yīng)變計(jì)等措施。但是考慮到目前高鐵運(yùn)行班次較多，速度很快，采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，不安全，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，最重要的是無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的沉降變形，只有當(dāng)沉降變形反應(yīng)到軌道板上時(shí)才能夠被發(fā)現(xiàn)。如果能夠在路基本體發(fā)生局部變形時(shí)就及時(shí)預(yù)警，并進(jìn)行及時(shí)整治，這對(duì)列車運(yùn)行安全性保障和延長(zhǎng)路基的使用壽命都具有非常重要的意義。目前瀝青混凝土結(jié)構(gòu)物的健康狀況評(píng)價(jià)主要依靠外部觀察和專家評(píng)分，采用主客觀相結(jié)合的辦法來評(píng)價(jià)路面的使用性能，這造成管理水平和效率的低下。更重要的是它沒有建立明確的定量關(guān)系，無法發(fā)現(xiàn)內(nèi)部應(yīng)力水平的變化和早期損害。只有當(dāng)外部出現(xiàn)明顯缺陷時(shí)才開始考慮維修養(yǎng)護(hù)，是一種破壞性的保養(yǎng)，造成養(yǎng)護(hù)成本居高不下。因此尋找新的高速鐵路無碴軌道導(dǎo)電瀝青混凝土基層智能化管理辦法勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種對(duì)無碴軌道進(jìn)行健康自診斷的導(dǎo)電瀝青混凝土及制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中高速鐵路運(yùn)營(yíng)階段軌下基礎(chǔ)的健康監(jiān)測(cè)不安全、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的沉降變形，只有當(dāng)沉降變形反應(yīng)到軌道板上時(shí)才能夠被發(fā)現(xiàn)的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，對(duì)無碴軌道進(jìn)行健康自診斷的導(dǎo)電瀝青混凝土，按照質(zhì)量份數(shù)，由集料100份、瀝青5.1-5.8份、石墨18-25份、碳纖維0.5-1.5份、礦粉10份組成。

進(jìn)一步的，所述集料級(jí)配類型為AC-20。

進(jìn)一步的，所述碳纖維為瀝青基碳纖維。

進(jìn)一步的，所述瀝青基碳纖維的長(zhǎng)度為5mm。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，對(duì)無碴軌道進(jìn)行健康自診斷的導(dǎo)電瀝青混凝土的制備方法，具體按照以下步驟進(jìn)行：

步驟一、準(zhǔn)備所需集料的質(zhì)量，將集料在170℃的溫度下烘干6h；

步驟二、在烘干的集料中加入碳纖維，混合料在170℃的攪拌鍋中攪拌兩次，每次攪拌100s；

步驟三、將步驟二所得混合料中繼續(xù)加入160℃的瀝青，在170℃的攪拌鍋中攪拌一次，攪拌100s；