[發明專利]預防無砟軌道底座板基床表層翻漿冒泥的結構及施工方法

有效

• 申請號: 201910012574.3
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109750561B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 肖宏;高亮;彭華;辛濤;井國慶;王育恒;金鋒;令行;崔旭浩;張茉顏;劉光鵬
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;中國鐵路總公司
• 主分類號: E01B1/00
• 分類號: E01B1/00;E01B2/00;E02D31/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發明實施例提供了一種預防無砟軌道底座板邊緣處基床表層翻漿冒泥的結構，包括：混凝土底座板、瀝青混凝土保護層和憎水性填充材料，混凝土底座板兩側下端具有倒圓角，瀝青混凝土保護層鋪設在混凝土底座板的倒圓角與路基基床表層之間，憎水性填充材料用于填充倒圓角區域。本發明在保證鐵路軌道結構安全運營的條件下，通過轉移剪切位置并用瀝青封閉，與憎水性填充材料防水兩種手段，確保了混凝土底座板邊緣處不會產生翻漿冒泥的問題。

技術領域

本發明涉及鐵道工程結構領域，尤其涉及一種預防無砟軌道底座板基床表層翻漿冒泥的結構及施工方法。

背景技術

隨著我國高速鐵路的快速建設，無砟軌道被大量應用于客運專線及高鐵。但運營實踐發現，路基表層的瀝青混凝土封閉層沒有采用全封閉結構，無砟軌道底座板邊緣處基床表層在列車和外界環境復雜作用下，易產生裂紋，當雨水浸入后，路基發生軟化進而產生翻漿冒泥病害，造成線路出現不均勻沉降，影響了軌道的平順性和行車的安全性。

翻漿冒泥病害多發生在無砟軌道混凝土底座板兩側，由于剪切作用導致混凝土底座板與瀝青混凝土保護層之間出現裂縫，使得雨水滲入路基土體中，而后由于列車循環荷載的擠壓作用，使得水分裹帶路基土體中的細顆粒從裂縫中擠出，產生翻漿冒泥現象。

發明內容

本發明的實施例提供了一種預防無砟軌道底座板邊緣處基床表層翻漿冒泥的結構及施工方法，以克服現有技術中的缺陷。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

根據本發明的一個方面，提供了一種預防無砟軌道底座板邊緣處基床表層翻漿冒泥的結構，包括：混凝土底座板、瀝青混凝土保護層和憎水性填充材料，其特征在于，

所述混凝土底座板兩側下端具有倒圓角，該倒圓角將所述混凝土底座板與路基基床表層的剪切作用位置內移；

所述瀝青混凝土保護層鋪設在所述混凝土底座板的倒圓角與路基基床表層之間；

所述憎水性填充材料用于填充倒圓角區域。

進一步地，所述倒圓角a為通過理論計算或有限元仿真模擬計算得出的混凝土底座板中上部荷載向下傳遞的應力擴散角，b為混凝土底座板兩端未支承軌道板部分的尺寸，d為混凝土底座板與上部結構接觸邊緣沿應力擴散角向下擴散至混凝土底座板底面時的尺寸，e為b與d的差值；

其中幾何關系為：

d＝ctanα

e＝b-ctanα

3≤a≤b-ctanα

進一步地，通過路基表層應力分布來確定倒圓角a的位置，通過有限元仿真計算得出路基基床表層的Mises應力分布，路基基床表層中心位置I處Mises應力最大并向兩邊逐漸遞減，當路基基床表層邊緣位置V處應力為中心位置I處應力的0.1—0.2倍時則該接觸位置V為所述倒圓角a的內切位置。

根據本發明的另一個方面，提供了一種所述結構的施工方法，包括：

S1、在路基基床表層鋪設所述混凝土底座板，計算所述混凝土底座板倒圓角尺寸；

S2、在所述混凝土底座板的倒圓角與路基基床表層之間鋪設瀝青混凝土保護層；

S3、在所述倒圓角區域填充所述憎水性填充材料。

進一步地，所述倒圓角a為通過理論計算或有限元仿真模擬計算得出的混凝土底座板中上部荷載向下傳遞的應力擴散角，b為混凝土底座板兩端未支承軌道板部分的尺寸，d為混凝土底座板與上部結構接觸邊緣沿應力擴散角向下擴散至混凝土底座板底面時的尺寸，e為b與d的差值；

其中幾何關系為：

d＝ctanα