CN113832782A - 一种高速铁路的基床结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种高速铁路的基床结构及施工方法，基床结构设置在所述高速铁路的轨道底座板下，包括：基床底层、基床表层、沥青混凝土层及防护层，所述基床表层设置在所述基床底层之上，所述沥青混凝土层设置在所述基床表层之上，所述防护层和所述轨道底座板均设置在所述沥青混凝土层之上，且所述轨道底座板横向的相对两侧分别设置有所述防护层，所述防护层与所述轨道底座板共同覆盖所述沥青混凝土层。本申请实施例的基床结构稳定性较好。

Description

一种高速铁路的基床结构及施工方法

技术领域

本发明涉及高速铁路路基基床领域，特别涉及一种高速铁路的基床结构及施工方法。

背景技术

传统高速铁路无砟轨道路基基床结构采用0.4m厚级配碎石表层直接支撑无砟轨道底座板，下设A、B组或改良土基床底层。多雨地区经过多年高速列车高频次运行后，无砟轨道路基基床易出现基床翻浆病害，主要表现为在长期高速行车下，使得无砟轨道结构轨道底座板的纵向伸缩缝前后和底座板两侧与基床表层接触面的基床翻浆冒泥，造成轨道底座板下脱空及结构不稳。

无砟轨道的翻浆病害原因在于传统路基基床结构在多雨地区复杂条件中适应性不足，传统基床结构在时速350km列车长期动荷载作用下已表现出翻浆病害。随着高速铁路建设的发展，时速400km高速铁路越发成为现实需求，在多雨地区时速高达400km列车长期动荷载作用下，传统路基基床结构引发的基床翻浆病害会更为严重，从而降低高铁轨道结构的平顺性和稳定性。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的主要目的在于提供一种结构稳定性较好的高速铁路的基床结构及施工方法。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例第一方面提供了一种高速铁路的基床结构，设置在所述高速铁路的轨道底座板下，包括：

基床底层；

基床表层，所述基床表层设置在所述基床底层之上；

沥青混凝土层，所述沥青混凝土层设置在所述基床表层之上；

防护层，所述防护层和所述轨道底座板均设置在所述沥青混凝土层之上，且所述轨道底座板横向的相对两侧分别设置有所述防护层，所述防护层与所述轨道底座板共同覆盖所述沥青混凝土层。

一种实施方式中，所述基床结构还包括透水层，所述沥青混凝土层及所述基床表层横向的相对两侧分别设置有所述透水层。

一种实施方式中，所述基床结构还包括电缆槽及护肩，所述护肩具有第一泄水孔及第二泄水孔，各所述透水层上分别设置有所述电缆槽，各所述电缆槽远离所述沥青混凝土层的一侧分别设置有所述护肩，所述第一泄水孔与所述电缆槽底部连通，所述第二泄水孔与所述透水层连通。

一种实施方式中，所述沥青混凝土层的宽度小于所述基床表层的宽度，所述透水层与所述沥青混凝土层衔接。

一种实施方式中，所述沥青混凝土层上设置有双线所述轨道底座板，双线所述轨道底座板之间设置有所述防护层与所述沥青混凝土层，所述基床结构还包括集水井和横向排水管，所述集水井设置在双线所述轨道底座板之间且沿所述基床结构的纵向间隔设置，所述横向排水管与所述集水井底部连通且延伸至所述基床结构的外表面。

本申请实施例第二方面还提供了一种用于上述所述的基床结构的施工方法，包括如下步骤：

填筑所述基床底层；

填筑所述基床表层；

浇筑所述沥青混凝土层；

浇筑所述轨道底座板；

浇筑所述防护层。

一种实施方式中，所述填筑所述基床底层，包括：将所述基床底层顶面填筑为中间高、两侧低的流水坡面。

一种实施方式中，所述填筑所述基床表层，包括：采用级配碎石填筑所述基床表层。

一种实施方式中，所述浇筑所述沥青混凝土层后，所述施工方法还包括：在所述沥青混凝土层及所述基床表层横向的相对两侧分别填筑透水层。

一种实施方式中，填筑所述透水层之后，所述施工方法还包括：

在各所述透水层上安装电缆槽；

在各所述电缆槽远离所述沥青混凝土层一侧浇筑护肩，并在所述护肩中设置与所述透水层连通的第二泄水孔以及与所述电缆槽底部连通的第一泄水孔。

一种实施方式中，所述基床结构上浇筑双线所述轨道底座板，在填筑所述基床底层时，所述施工方法还包括：

沿所述基床底层纵向间隔埋设与所述基床底层外表面连通的多个横向排水管；

沿所述基床底层纵向间隔浇筑多个集水井，所述集水井的底部与对应的所述横向排水管连通。

一种实施方式中，所述浇筑所述防护层包括：

在所述轨道板底座横向的相对两侧浇筑所述防护层，并将所述防护层的顶面设置成横向排水坡；

沿所述防护层的纵向间隔设置伸缩缝，在所述防护层的横向与所述轨道板底座相接处设置伸缩缝。

本申请实施例提供了一种高速铁路的基床结构及施工方法，基床结构设置在高速铁路的轨道底座板下，包括基床底层、基床表层、沥青混凝土层及防护层。沥青混凝土层设置在基床表层之上，防护层和轨道底座板均设置在沥青混凝土层之上，且轨道底座板横向的相对两侧分别设置有防护层，防护层与轨道底座板共同覆盖沥青混凝土层。由此，沥青混凝土层将基床表层与底座板隔离开来，其良好的胶结属性不会出现散粒体材料的翻浆现象，从而使得基床结构更稳定。此外，由于基床表层与防护层的覆盖使得沥青混凝土层没有暴露在空气当中，避免了沥青混凝土因环境因素而老化，从而提高了沥青混凝土的耐久性，使得基床结构防水效果大大增强，进一步提高了基床结构的稳定性。

附图说明

图1为本申请实施例的一种高速铁路的基床结构与轨道底座板及路基本体的配合关系示意图；

图2为图1中所述基床结构的结构示意图，图中示出了轨道底座板；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为图1中所示基床结构的施工方法的流程图。

附图标记说明

基床结构10；基床底层11；基床表层12；沥青混凝土层13；防护层14；透水层15；电缆槽16；护肩17；第一泄水孔17a；第二泄水孔17b；集水井18；横向排水管19；轨道底座板20；路基本体30。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请中，“上”、“下”、“横向”方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系。需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请一实施例提供了一种高速铁路的基床结构10，请参阅图1和图2，基床结构10设置在高速铁路的轨道底座板20下，包括基床底层11、基床表层12、沥青混凝土层13及防护层14。基床表层12设置在基床底层11之上，沥青混凝土层13设置在基床表层12之上，防护层14和轨道底座板20均设置在沥青混凝土层13之上，且轨道底座板20横向的相对两侧分别设置有防护层14，防护层14与轨道底座板20共同覆盖沥青混凝土层13。

具体地，也就是说，沥青混凝土层13是夹设在基床表层12与防护层14之间的。此外，沥青混凝土属粘弹性材料，具有良好的能量耗散和减振特性，用于路基层状结构中，可以起到使结构刚度沿竖向平滑过渡的力学效果，能够显著减小时速400km的高速列车向下传递给路基的动力作用，沿基床结构10横向传递至沥青混凝土外边缘动力作用已衰减近于零，同时沥青混凝土良好的胶结属性不会出现散粒体材料的翻浆现象，从而提高了基床结构10的稳定性。因此，沥青混凝土层13能够在起到良好的传力效果的同时，由于基床表层12与防护层14的覆盖使得沥青混凝土层13没有暴露在空气当中，避免了沥青混凝土的老化，从而提高了沥青混凝土的耐久性，使得基床结构10防水效果大大增强，进一步的提高了基床结构10的稳定性。

需要说明的是，防护层14指的是具有防老化及防水效果的材料层，可以是纤维混凝土、素混凝土及其他能起到防老化、防水效果的材料，因此防护层14能够在保证沥青混凝土不受环境因素影响而导致材料老化的前提下，保证大部分的地表雨水沿横向直排。

可以理解的是，高速铁路是指设计标准等级高、可供列车安全高速行驶的铁路系统，其基础设施设计速度为250km/h及以上，本申请实施例的基床结构10能适应于多雨地区时速400km的高速铁路。

此外，防护层14与轨道底座板20共同覆盖沥青混凝土层13指的是，防护层14与轨道底座板20将沥青混凝土层13全部遮盖在两者的下方，从而使得沥青混凝土层13不会暴露在空气当中，并且沥青混凝土层13同时也能具有防水隔渗的作用，能有效避免轨道底座板20周边地表水的下渗从而软化基床结构10。

本申请另一实施例提供了一种用于上述所述的基床结构10的施工方法，请参阅图4，包括如下步骤：

步骤S1：填筑基床底层11；

步骤S2：填筑基床表层12；

步骤S3：浇筑沥青混凝土层13；

步骤S4：浇筑轨道底座板20；

步骤S5：浇筑防护层14。

也就是说，基床结构10是由下往上施工，在浇筑完沥青混凝土层13后，将轨道底座板20及防护层14浇筑在沥青混凝土层13上，能够实现完全覆盖住沥青混凝土层13，使其不会暴露在大气环境之中，避免沥青混凝土层13的老化，使得基床结构10的防水效果大大提高，从而提高基床结构10的稳定性，并能减轻后期养护压力及工作量，能够推广应用于多雨地区时速400km高速铁路路基基床的设计和施工处理。

一实施例中，请参阅图1和图2，基床结构10还包括透水层15，沥青混凝土层13及基床表层12横向的相对两侧分别设置有透水层15。

具体地，透水层15的设置能够使得轨道底座板20与防护层14之间的接缝处少量渗水通过透水层15及时排疏，能够进一步的确保雨水不会渗透到基床结构10内部，提高基床结构10的排水性能。

一具体实施例中，透水层15采用粗砾砂透水层15，可以确保排水畅通。

一实施例中，请参阅图1至图3，基床结构10还包括电缆槽16及护肩17，护肩17具有第一泄水孔17a及第二泄水孔17b，各透水层15上分别设置有电缆槽16，各电缆槽16远离沥青混凝土层13的一侧分别设置有护肩17，第一泄水孔17a与电缆槽16底部连通，第二泄水孔17b与透水层15连通。

具体地，第一泄水孔17a能引排来自电缆槽16的水，第二泄水孔17b能引排来自透水层15的水，透水层15结合第一泄水孔17a及第二泄水孔17b能更好的有利于轨道底座板20与防护层14间的接缝处少量渗水得到及时疏排。

需要说明的是，设置在轨道底座板20两侧的防护层14延伸至与对应侧的电缆槽16顶平齐顺接，以将地表水最大限度的隔离在基床结构10之外。

一具体实施例中，第一泄水孔17a与第二泄水孔17b均沿护肩17纵向每隔1m～2m设置一个。

一实施例中，请参阅图1至图3，沥青混凝土层13的宽度小于基床表层12的宽度，透水层15与沥青混凝土层13衔接。

具体地，也就是说沥青混凝土层13的沿横断面的浇筑宽度可以小于基床表层12的填筑宽度，并将透水层15延伸填筑至与沥青混凝土层13衔接。这是由于考虑到沥青混凝土材料的单价过高，可以通过缩减沥青混凝土层13的浇筑宽度，并衔接透水层15辅助排水，以在保证基床结构10传力及防水效果不受较大影响的前提下，提高基床结构10的经济性。

一具体实施例中，基床表层12采用级配碎石材料，基床底层11采用A组填料或B组填料或改良土，轨道底座板20为混凝土底座板，路基本体30可以采用A组填料、B组填料、C组碎石、砾石类填料及改良土。

具体地，A组填料指优质填料，具体包括硬块石，级配良好和细粒土含量小于15％的漂石土和卵石土等，B组填料是指良好集料，包括不易风化的软块石(胶结物为硅质或钙质)，细粒土含量在15％～30％的漂石土和卵石土等，C组填料是指一般填料，包括易风化的软块石(胶结物为泥质)，细粒土含量在30％以上的漂石土和卵石土等。

由此，设置在级配碎石基床表层12与混凝土轨道底座板20之间的沥青混凝土层13，其刚度介于轨道底座板20混凝土与基床表层12级配碎石之间，在构造上隔离开级配碎石类散粒材料与轨道底座板20混凝土材料，能够消除轨道底座板20产生离缝的可能。

一具体实施例中，在轨道底座板20下及两侧0.2m～0.5m的范围内设置厚度0.1m的沥青混凝土层13，在沥青混凝土层13下设置厚度0.3m的级配碎石基床表层12，沥青混凝土层13两侧分别设置0.1m厚的粗砾砂透水层15，各电缆槽16靠近轨道底座板20的侧面设置0.2m厚的粗砾砂透水层15，各电缆槽16底部设置0.1m厚的粗砾砂透水层15，各电缆槽16底部、侧面的粗砾砂透水层15分别与沥青混凝土对应侧的粗砾砂透水层15连通，并在轨道底座板20两侧设置0.1m厚的防水层横向延伸至与电缆槽16顶平齐顺接。

一具体实施例中，防水层顶面设置为坡度不小于2％的横向排水坡。

一实施例中，请参阅图1至图2，沥青混凝土层13上设置有双线轨道底座板20，双线轨道底座板20之间设置有防护层14与沥青混凝土层13，基床结构10还包括集水井18和横向排水管19，集水井18设置在双线轨道底座板20之间且沿基床结构10的纵向间隔设置，横向排水管19与集水井18底部连通且延伸至基床结构10的外表面。

具体地，对于双线轨道底座板20的线间排水，通过在双线轨道底座板20之间设置防护层14与沥青混凝土层13，并结合集水井18与横向排水管19，将线间水引导至基床结构10外，防护层14与沥青混凝土层13双层防排水确保了排水的畅通，避免了长期的线间积水软化基床结构10，同时双线轨道底座板20之间的防护层14同样覆盖住了沥青混凝土层13，保障了沥青混凝土的耐久性。

可以理解的是，基床结构10的纵向指的是与高速列车行驶方向的同方向。

一实施例中，请参阅图1和图2，按照基床底层11压实标准填筑基床底层11填料，将基床底层11顶面填筑为中间高、两侧低的流水坡面。

一具体实施例中，流水坡面的坡度可以设置为4％。

一实施例中，对于在基床结构10上浇筑双线轨道底座板20，在填筑基床底层11时，沿基床底层11纵向间隔埋设与基床底层11外表面连通的多个横向排水管19；沿基床底层11纵向间隔浇筑多个集水井18，集水井18的底部与对应的横向排水管19连通。

具体地，在填筑基床底层11至横向排水管19的设计标高处时埋设横向排水管19，在填筑基床底层11至集水井18的设计位置时浇筑集水井18，并将集水井18的底部与对应的横向排水管19连通。

一具体实施例中，横向排水管19的设置坡率不小于4％，以提高横向排水效果。

一实施例中，采用级配碎石填筑基床表层12。

具体地，按照基床表层12压实标准填筑基床表层12填料，填料采用级配碎石，级配碎石顶面形状根据高速铁路轨道型式将其设置为梯形形式。

一实施例中，浇筑沥青混凝土层13包括如下步骤：在拌和站采用间歇式拌和机拌和沥青混凝土，采用自卸卡车运输沥青混凝土，并用覆盖篷布盖在自卸卡车上，以起到保温、防雨、防污染的效果。在轨道底座板20设计位置两侧0.3m范围内使用带平衡梁的全自动摊铺机进行摊铺沥青混凝土，采用钢轮压路机-胶轮压路机-钢轮压路机的组合方式压实沥青混凝土，沥青混凝土层13的压实厚度为0.1m，沥青混凝土层13顶面形状根据高速铁路轨道型式设置为梯形形式。

一实施例中，在浇筑沥青混凝土层13后，还在沥青混凝土层13及基床表层12横向的相对两侧分别填筑透水层15。

一实施例中，请参阅图1至图3，在填筑透水层15之后，还在各透水层15上安装电缆槽16；在各电缆槽16远离沥青混凝土层13一侧浇筑护肩17，并在护肩17中设置与透水层15连通的第二泄水孔17b以及与电缆槽16底部连通的第一泄水孔17a。

一具体实施例中，在沥青混凝土层13外侧及基床表层12顶面摊铺粗砾砂透水层15，采用重型压路机器碾压密实后厚度为0.1m，与沥青混凝土顶面平齐。在电缆槽16设计位置处采用切割法挖除基床表层12级配碎石至基床底层11顶面，并在开挖后的基床底层11顶面摊铺粗砾砂透水层15，采用小型压路机压实，安装预制的电缆槽16至路基设计位置，沿纵向电缆槽16间采用M10水泥砂浆砌筑连接，电缆槽16外侧浇筑护肩17对电缆槽16及其他基床结构10进行保护，其中基床底层11顶面护肩17中设置直径不小于0.1m的第二泄水孔17b与粗砾砂透水层15连通，电缆槽16横向外侧预留孔道，并与护肩17中设置的直径不小于0.06m的第一泄水孔17a连通，泄水孔纵向每1～2m一处，粗砾砂透水层15与泄水孔形成了完整的横向排水通道。粗砾砂透水层15顶面与电缆槽16底平齐，两侧电缆槽16靠近轨道底座板20侧留设0.2m厚粗砾砂，形成横向连通的粗砾砂排水通道。

一实施例中，浇筑防护层14包括：在轨道板底座横向的相对两侧浇筑防护层14，并将防护层14的顶面设置成横向排水坡；沿防护层14的纵向间隔设置伸缩缝，在防护层14的横向与轨道板底座相接处设置伸缩缝。

一具体实施例中，在沥青混凝土层13顶及轨道底座板20范围外浇筑0.1m厚混凝土防水层并延伸至与电缆槽16顶平齐顺接，混凝土防水层沿纵向每5～10m及沿横向与轨道底座板20相接处设置填充有沥青木丝板的伸缩缝，混凝土防水层顶面设置不小于2％的向外横向排水坡，双线轨道底座板20间雨水沿混凝土防水层面汇入集水井18经由横向排水管19排出。

上述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种高速铁路的基床结构，设置在所述高速铁路的轨道底座板下，其特征在于，包括：

基床底层；

基床表层，所述基床表层设置在所述基床底层之上；

沥青混凝土层，所述沥青混凝土层设置在所述基床表层之上；

防护层，所述防护层和所述轨道底座板均设置在所述沥青混凝土层之上，且所述轨道底座板横向的相对两侧分别设置有所述防护层，所述防护层与所述轨道底座板共同覆盖所述沥青混凝土层。

2.根据权利要求1所述的基床结构，其特征在于，所述基床结构还包括透水层，所述沥青混凝土层及所述基床表层横向的相对两侧分别设置有所述透水层。

3.根据权利要求2所述的基床结构，其特征在于，所述基床结构还包括电缆槽及护肩，所述护肩具有第一泄水孔及第二泄水孔，各所述透水层上分别设置有所述电缆槽，各所述电缆槽远离所述沥青混凝土层的一侧分别设置有所述护肩，所述第一泄水孔与所述电缆槽底部连通，所述第二泄水孔与所述透水层连通。

4.根据权利要求2或3所述的基床结构，其特征在于，所述沥青混凝土层的宽度小于所述基床表层的宽度，所述透水层与所述沥青混凝土层衔接。

5.根据权利要求1所述的基床结构，其特征在于，所述沥青混凝土层上设置有双线所述轨道底座板，双线所述轨道底座板之间设置有所述防护层与所述沥青混凝土层，所述基床结构还包括集水井和横向排水管，所述集水井设置在双线所述轨道底座板之间且沿所述基床结构的纵向间隔设置，所述横向排水管与所述集水井底部连通且延伸至所述基床结构的外表面。

6.一种用于权利要求1所述的基床结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

填筑所述基床底层；

填筑所述基床表层；

浇筑所述沥青混凝土层；

浇筑所述轨道底座板；

浇筑所述防护层。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述填筑所述基床底层，包括：将所述基床底层顶面填筑为中间高、两侧低的流水坡面。

8.根据权利要求6或7所述的施工方法，其特征在于，所述填筑所述基床表层，包括：采用级配碎石填筑所述基床表层。

9.根据权利要求6或7所述的施工方法，其特征在于，所述浇筑所述沥青混凝土层后，所述施工方法还包括：在所述沥青混凝土层及所述基床表层横向的相对两侧分别填筑透水层。

10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于，填筑所述透水层之后，所述施工方法还包括：

在各所述透水层上安装电缆槽；

在各所述电缆槽远离所述沥青混凝土层一侧浇筑护肩，并在所述护肩中设置与所述透水层连通的第二泄水孔以及与所述电缆槽底部连通的第一泄水孔。

11.根据权利要求6或7所述的施工方法，其特征在于，所述基床结构上浇筑双线所述轨道底座板，在填筑所述基床底层时，所述施工方法还包括：

沿所述基床底层纵向间隔埋设与所述基床底层外表面连通的多个横向排水管；

沿所述基床底层纵向间隔浇筑多个集水井，所述集水井的底部与对应的所述横向排水管连通。

12.根据权利要求6或7所述的施工方法，其特征在于，所述浇筑所述防护层包括：

在所述轨道板底座横向的相对两侧浇筑所述防护层，并将所述防护层的顶面设置成横向排水坡；

沿所述防护层的纵向间隔设置伸缩缝，在所述防护层的横向与所述轨道板底座相接处设置伸缩缝。

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