CN104278598A - 一种自密实沥青混凝土防水封闭层及其施工方法 - Google Patents

一种自密实沥青混凝土防水封闭层及其施工方法 Download PDF

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Abstract

一种自密实沥青混凝土防水封闭层及其施工方法，特别适用于高寒地区高速铁路或客运专线路基面局部防水封闭。本发明提供的自密实沥青混凝土材料与施工方法，相比较现有技术，其特点在于，充分利用自密实沥青混凝土防渗性好、耐冻融、抗老化、适应变形能力与自愈能力强等优势，采用超密实材料结构解决路基面防排水问题，防止水入渗对路基导致破坏；该防水封闭层通过人工摊铺，采用木质或钢质模板确定层厚，依靠自身流动性密实成型，无需压实，施工简便，对环境要求低，适合高铁路基面接触网支座等构造物较多工作面狭小的特点；具有超长的使用寿命，使用期间所需的维护工作量少，且易于维护，是一种理想的长效铁路路基面防水封闭层方案。

Description

一种自密实沥青混凝土防水封闭层及其施工方法
技术领域
本发明涉及铁路路基面的防水封闭层，具体涉及一种自密实沥青混凝土防水封闭层及其施工方法。
背景技术
路基作为铁路轨道的基础，其平顺性、均匀性与长期稳定性对于确保高速列车安全运营至关重要。在季节性冻土地区，冻胀和融沉是导致路基平顺性与长期稳定性下降的关键诱因之一，而因路基冻胀和融沉所导致的不均匀变形，将极大影响轨道结构的平顺性与耐久性，成为影响铁路运行速度和安全的重大隐患之一，同时也给铁路养护维修造成很大的困难。由于目前高速铁路客运专线路基工程防冻胀措施方面没有成熟的经验，我国东北地区既有铁路冻胀病害比较普遍和严重。水是促使路基冻胀病害发生和发展的重要原因之一。因此，做好路基防排水，保持路基经常处于干燥、稳定和坚固状态就显得尤为重要。
目前，国内高速铁路路基的防水封闭层主要包括水泥混凝土与沥青类防水封闭材料，如普通水泥混凝土、纤维混凝土、沥青表面处治、连续密级配沥青混凝土等。普通水泥混凝土存在脆性大、变形适应能力与抗裂性较差、易开裂等问题。纤维混凝土在哈大高速铁路上尝试使用，服役时间不长，即产生较多的横向、纵向开裂与不规则裂缝，且水泥砂浆、环氧树脂及沥青类等裂缝修补材料的修补效果较差。沥青表面处治因厚度较薄，在温度应力作用下容易产生裂缝。连续密级配沥青混凝土在碾压时，受铁路路基面狭小工作区以及施工障碍物影响，压实质量难以保证，达不到理想的防水封闭效果。为此，研制出一种能够适应寒冷地区的铁路路基面防水封闭层及铺设施工方法，成为了解决现有技术的重要方向。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供本发明提供一种高寒地区高速铁路路基面防水封闭层的自密实沥青混凝土，采用人工摊铺，依靠混凝土的流动性自密实成型，避免了对沥青混凝土进行碾压，特别适用于高寒地区高速铁路路基面局部(线间与路肩)防水封闭，解决了现有技术施工难度大，防水性与耐久性差，不易修补的问题。该发明亦可用于普通地区的铁路路基防水。
技术方案：一种自密实沥青混凝土防水封闭层，其特征在于，防水封闭层位于高速铁路路基面线间与路肩处；包括沥青结合料、温拌密实剂、集料和填料。
所述防水封闭层厚度为35～100mm。
所述沥青结合料为符合PG70-34的特种改性沥青。
所述特种增强剂为可增强高低温与抗老化性能的柔韧型添加剂，与沥青的相容性好，采用干拌方式，用量为不超过沥青结合料质量的10％
所述增强剂与特种改性沥青在自密实沥青混凝土中总用量为7.0％～10.0％。
所述粗集料为由玄武岩、辉绿岩、石灰岩或砂岩加工而成，坚固性不大于12％，粒径在19mm～2.36mm的洁净集料。
所述细集料为洁净的石灰石、玄武岩或辉绿岩加工而成的机制砂，粒径为0.075～2.36mm，0.075mm的通过量不超过15％。
所述填料为石灰石矿粉，0.075mm的通过量不低于80％，塑性指数不大于4。
所述混合料中集料、填料的合成级配范围如下：
一种自密实沥青混凝土防水封闭层施工方法，其特征在于：该施工方法包括如下步骤：
(1)沥青混合料在拌和楼初拌，干拌时间为5～10s，湿拌时间为60～90s，控制出料温度在180～220℃；
(2)经初拌的自密实混合料转入沥青混合料加热保温运输Cooker车内精拌保温运输，温度为180～230℃，采用慢速搅拌，搅拌时间为40min～4h；
(3)当混合料的流动度不大于60s时，即开始摊铺；
(4)边侧预先架设宽度不小于5cm的挡板，同时在轨道板基座立面采用人工划线标示拟定防水封闭层的顶面位置线；
(5)将混合料倒至指定铺设区域，混合料依靠自身流动性密实成型，个别位置由人工将混合料刮平；
(6)采用网格法校核所摊铺的沥青混合料用量，联合步骤(4)中的挡板与人工划线控制铺设厚度与总体平整度；
(7)采用自密实沥青混凝土施工辅助设备控制局部表面平整度；
(8)人工反复检视防水封闭层表面，采用带长柄的钢针戳入表面局部鼓起部位至整个厚度，然后用特制木馒刀轻轻拍打该部分至平整状态；
(9)每天施工完毕处设置横向挡板限制自密实沥青混凝土的流动；
(10)沥青混凝土施工接缝采用热接缝，即采用燃气喷枪加热已铺设的沥青混凝土至部分软化状态，然后铺设新拌沥青混凝土，在接缝处采用特制木馒刀轻轻搓揉与击打至接缝内的空气完全被排出，然后抹平表面；
(11)待沥青混凝土自然冷却，拆除挡板。
有益效果：
1)自密实沥青混凝土防水封闭层具有极好的流动性，能与路基面、周边构造物黏结良好，在相接处不会产生空隙；
2)具有良好的变形协从性，即使路基产生微量的不均匀沉降或冻胀变形，防水封闭层也不会产生大量裂缝；
3)具有良好自愈性，防水封闭层产生的微小裂纹，在混合料材料本身作用、温度、时间等影响下，也会慢慢愈合；特殊情况下，防水封闭层产生较大裂纹，通过热补或灌缝处理即可进行有效修补；使用年限超长。
附图说明
图1为本发明示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1，本发明的防水封闭层其位置处于铁路路基面的线间与路肩部分，特别适合于高寒地区高速铁路路基面。
本发明公开了一种自密实沥青混凝土防水封闭层，其特征在于，防水封闭层位于高速铁路路基面线间与路肩处；包括沥青结合料、温拌密实剂、集料和填料。
优选防水封闭层厚度为35～100mm。
优选防水封闭层，与轨道板基座的粘结强度及抗剪强度均不低于0.2MPa。
优选沥青结合料为性能等级不低于PG70-34的改性沥青。
优选增强剂为可增强高低温与抗老化性能的柔韧型添加剂，与沥青的相容性好，采用干拌方式添加，用量为不超过特种改性沥青质量的10％。
优选特种改性沥青与增强剂在自密实沥青混凝土中总用量为7.0％～9.0％。
优选粗集料为由玄武岩、辉绿岩、石灰岩或砂岩加工而成，坚固性不大于12％，粒径在19mm～2.36mm的洁净集料。
优选细集料为洁净的石灰石、玄武岩或辉绿岩加工而成的机制砂，粒径为0.075～2.36mm，0.075mm的通过量不超过15％。
优选填料为石灰石矿粉，0.075mm的通过量不低于80％，塑性指数不大于4。
优选混合料中粗细集料、填料的合成级配范围如下：
一种自密实沥青混凝土防水封闭层施工方法，其特征在于：该施工方法包括如下步骤：
(1)沥青混合料在间歇式沥青拌和楼初拌，拌和楼的干拌时间为5～10s，湿拌60～90s，出料温度控制在180～220℃。
(2)经初拌的自密实混合料转入沥青混合料加热保温运输Cooker车完成精拌与保温运输，温度为180～230℃，采用慢速搅拌，搅拌时间为40min～4h。
(3)当混合料的流动度不大于60s时，即可开始摊铺。
(4)边侧预先架设宽度不小于5cm的、厚度符合防水封闭层设计厚度的钢制或木制挡板、同时在轨道板基座立面采用人工划线标示拟防水封闭层的顶面位置线。
采用挡板与轨道板基座立面的人工标线控制铺装厚度与平整度。为确保厚度的均匀性，摊铺过程中同步检验单位网格的混合料用量。
(5)对于与构造物衔接处，人工用工具搓揉，挤出接缝内的空气，使结合部位进一步结合良好。
(6)在摊铺过程中至摊铺完成1小时左右，沥青铺装层中可能会出现因下承层水分汽化等原因导致的鼓包现象，在此期间应加强观察并安排人手进行消泡处理。具体做法为：采用钢钎戳破鼓包，使其中的空气排出并用木馒刀轻轻拍打、修平，从而使表面平整密实。
下表为本发明高寒地区高速铁路路基面防水封闭层的自密实沥青混凝土性能标准。
技术指标 技术要求 试验方法
流动度(s) 10～60 刘埃尔流动仪
粘韧性 成团不松散 手搓法
贯入度(mm40℃) 1～8 贯入度仪
马歇尔稳定度(kN60℃) ≥5.0 T0709-2011
空隙率(％) ≤2 T0706-2011
渗水系数 无渗水 T0730-2011
冻融劈裂强度比(％) ≥70 T0729-2000
低温弯曲应变(μm/m-10℃，50mm/min) ≥8000 参T0715-2011
线收缩系数(μm/m.℃10～-30℃，-10℃/h) ≤30 T0720-1993
防水封闭层自身的变形应用能力与抗裂性好。在服役期间，因下承层不均匀变形、或下承层裂缝反射等原因会导致防水封闭层开裂，较宽裂缝可采用灌注橡胶沥青类材料处理，较细的裂缝采用热补方式，即采用喷枪进行加热，使原铺装的混合料变软，人工用木馒刀等工具搓揉使接缝愈合；或将这两种方法结合使用。防水封闭层具有优良的耐候性，预计使用寿命超过30年，防水封闭层的局部开裂不影响其整体使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自密实沥青混凝土防水封闭层，其特征在于，防水封闭层位于高速铁路路基面线间与路肩处；包括特种改性沥青、特种增强剂、集料和填料。
2.如权利要求1所述的一种自密实沥青混凝土防水封闭层，其特征在于：所述防水封闭层厚度为35～100mm。
3.如权利要求1所述的一种自密实沥青混凝土防水封闭层，其特征在于：所述防水封闭层与混凝土的粘结强度不低于0.2MPa、与混凝土的界面抗剪强度不低于0.2MPa。
4.如权利要求1所述的一种自密实沥青混凝土防水封闭层，其特征在于：所述沥青结合料为符合PG70-34的特种改性沥青。
5.如权利要求1所述的一种自密实沥青混凝土防水封闭层，其特征在于：所述增强剂为可增强高低温与抗老化性能的柔韧型添加剂，与沥青的相容性好，采用干拌方式，用量为不超过沥青结合料质量的10％。
6.如权利要求3和4所述的一种自密实沥青混凝土防水封闭层，所述增强剂与特种改性沥青在自密实沥青混凝土中总用量为7.0％～10.0％。
7.如权利要求1所述的一种自密实沥青混凝土防水封闭层，其特征在于：所述粗集料和细集料为洁净的路用玄武岩、辉绿岩、石灰岩或砂岩集料。
8.如权利要求1所述的一种自密实沥青混凝土防水封闭层，其特征在于：所述填料为石灰石矿粉。
9.如权利要求1所述的一种自密实沥青混凝土防水封闭层，其特征在于：所述混合料中集料、填料的合成级配范围如下：
10.一种自密实沥青混凝土防水封闭层施工方法，其特征在于：该施工方法包括如下步骤：
(1)沥青混合料在拌和楼初拌，干拌时间为5～10s，湿拌时间为60～90s，出料温度在180～220℃；
(2)经初拌的自密实混合料转入沥青混合料加热保温运输Cooker车内精拌保温运输，温度为180～230℃，采用慢速搅拌，搅拌时间为40min～4h；
(3)搅拌30min后，每隔10min放料测试混合料的流动度；当混合料的流动度不大于60s时，即可摊铺；
(4)边侧预先架设宽度不小于5cm的挡板，同时在轨道板基座立面采用人工划线标示拟定防水封闭层的顶面位置线；
(5)将混合料倒至指定铺设区域，混合料依靠自身流动性密实成型，个别位置由人工将混合料刮平；
(6)采用网格法校核所摊铺的沥青混合料用量，联合步骤(4)中的挡板与人工划线控制铺设厚度与总体平整度；
(7)采用自密实沥青混凝土施工辅助设备控制局部表面平整度；
(8)人工反复检视防水封闭层表面，采用带长柄的钢针戳入表面局部鼓起部位至整个厚度，然后用特制木馒刀轻轻拍打该部分至平整状态；
(9)每天施工完毕处设置横向挡板限制自密实沥青混凝土的流动；
(10)沥青混凝土施工接缝采用热接缝，即采用燃气喷枪加热已铺设的沥青混凝土至部分软化状态，然后铺设新拌沥青混凝土，在接缝处采用特制木馒刀轻轻搓揉与击打至接缝内的空气完全被排出，然后抹平表面；
(11)待沥青混凝土自然冷却，拆除挡板。
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