CN220183709U - 一种用于有轨电车-市政道路交叉口段的耐久型铺装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及铺装结构技术领域，尤其是一种用于有轨电车‑市政道路交叉口段的耐久型铺装结构，包括路基层和路面层，所述路面层铺设在所述路基层的上方，所述路基层和所述路面层的相同位置开设有通槽，在所述通槽内设置有钢轨，在所述路面层与所述钢轨之间自下而上填充有UHPC支承层和聚氨酯弹性混凝土层，所述通槽内设置有柔性填充体，所述柔性填充体位于所述钢轨的侧方。本实用新型的优点是：不仅能够抵抗车辆重载，而且具有良好的适应性以延缓病害的产生，能够有效提升有轨电车交叉口铺装耐久性和使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及铺装结构技术领域，尤其是一种用于有轨电车-市政道路交叉口段的耐久型铺装结构。
背景技术
随着城市轨道交通的快速发展，城市有轨电车由于安全、环保、便捷的优点而被广泛应用。在交叉口段，有轨电车与市政道路共享路权，承受汽车和电车两种荷载作用，因此轨侧铺面质量往往得不到保证，称为制约市政道路质量的瓶颈。
与常规市政道路铺装不同的是，受轨道结构特点和荷载复杂性的影响，有轨电车交叉口段道路铺装存在以下两方面特性：（1）在结构特征方面，由于铺装两侧模量差异、高差差异等原因，容易造成路面的不平整而引起车辆的冲击与振动。此外，由于沥青混凝土与钢轨之间粘结性差，水分容易侵入而使铺面发生水损害。（2）在荷载特征方面，交叉口段承受社会车辆和有轨电车两种形式的反复荷载。同时，在有轨电车驶过时会产生较大的冲击和振动荷载，冲击荷载会导致轨道周边集料剥落和路面失稳，对路面结构的稳定性造成不利影响。
因此，由于模量差异、振动荷载、水分侵入等原因，有轨电车-市政道路交叉口段极易产生开裂、沉陷、脱落等早期病害。此外，由于其结构和位置的特殊性，导致耐久性差，养护困难，其病害问题往往得不到根本上的解决。更严重的是，由于市政道路路基和有轨电车路基对沉降控制的要求不同，铺装两侧经常发生不均匀沉降，导致错台等病害，在路面早期病害产生后，路面结构容易发生结构破坏和失稳，车辆通过时由于高差而产生的冲击荷载会进一步加剧路面结构的破坏，形成恶性循环。这些病害和问题极大地影响有轨电车交叉口的路面质量和行车舒适性。
由上述可知，有轨电车交叉口段路面铺装对于结构的强度、柔韧性、高温稳定性、疲劳耐久性以及抗冲击能力均具有较高要求，然而在现有技术中，埋入式道床与市政道路结合处通常采用道路沥青混凝土铺装，存在以下问题：（1）道床与道路结合处下方路基的压实度难以保证，由于沥青混凝土刚度和承载力不足，无法抵抗车辆通过时产生的冲击荷载，容易造成轨道周边铺面沉降与塌陷。（2）道床与道路结合处两侧模量差异较大，在车辆荷载作用下容易在铺面产生不均匀变形，而沥青混凝土的柔韧性和适应性较差，发生频繁开裂。（3）道路与轨道间存在接缝，在水分侵入和车辆碾压下，密封胶易发生粘结失效，而沥青混凝土粘结性能不足，造成沥青混凝土的剥落和坑槽。
可见目前常规有轨电车交叉口铺装未考虑其特殊的结构状况和受力条件，极大地增加了病害和破坏发生的可能性。因此如何减少交叉口铺装出现结构性破坏，提高其使用质量和耐久性成为市政道路中亟需解决的技术问题。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种用于有轨电车-市政道路交叉口段的耐久型铺装结构，通过设置分层分块的铺装结构，使交叉口铺装结构具有良好的强度和耐久性以及一定的适应性和抗车辆冲击能力，解决有轨电车交叉口路面频繁开裂、破损的难题，具有很好的推广应用价值。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
一种用于有轨电车-市政道路交叉口段的耐久型铺装结构，包括路基层和路面层，所述路面层铺设在所述路基层的上方，所述路基层和所述路面层的相同位置开设有通槽，在所述通槽内设置有钢轨，其特征在于：在所述路面层与所述钢轨之间自下而上填充有UHPC支承层和聚氨酯弹性混凝土层，所述通槽内设置有柔性填充体，所述柔性填充体位于所述钢轨的侧方。
所述混凝土下承层上方靠近所述轨道结构处设有宽度100-200mm的凹槽，用于填充所述UHPC支承层和所述聚氨酯弹性混凝土层。
所述凹槽底部设有混凝土铺设护板。
所述UHPC支承层抗压强度≥120MPa，抗折强度≥20MPa，坍落扩展度≥600mm。所述UHPC浇注体采用现场搅拌UHPC浆液浇筑而成。所述UHPC支承层具有足够的刚度，能够抵抗车辆荷载作用下铺面结构永久变形。
所述聚氨酯弹性混凝土层由聚氨酯胶结料、细集料和矿粉组成。所述聚氨酯弹性混凝土层的抗压强度≥20MPa，抗拉强度≥1MPa，粘结强度≥2MPa，弹性恢复率≥95%，抗冲击性能良好。所述聚氨酯弹性混凝土层在完全前具有良好的流动性，能自流平成型，无需碾压成型即能达到足够的强度，并具有一定的弹性变形能力，能够缓冲车辆荷载的冲击，延缓裂缝的产生。
所述聚氨酯胶结料为双组分非水性聚氨酯，由聚醚多元醇、异氰酸酯和助剂制成，异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯，助剂为分散剂、消泡剂、防老化剂。
所述细集料为0-3mm玄武岩集料，表观相对密度≥2.5，针片状颗粒含量≤15%，吸水率≤2%，亚甲蓝值≤2.5g/kg。
所述聚氨酯弹性混凝土层集配为集料：矿粉=70:30，油石比为20-23%。
所述聚氨酯弹性混凝土层厚度为40mm，所述UHPC支承层厚度为60mm。
所述钢轨的顶部两侧分别设置有轨顶密封胶，所述轨顶密封胶位于所述柔性填充体的上方，位于外侧的轨顶密封胶填充于所述钢轨与所述聚氨酯弹性混凝土层之间。
所述钢轨的顶部内侧设置有轨顶密封胶，所述轨顶密封胶位于所述柔性填充体的上方，所述钢轨的顶部外侧直接与所述聚氨酯弹性混凝土层粘结。
所述UHPC支承层和所述聚氨酯弹性混凝土层之间设有碳纤维布。
所述UHPC支承层和所述柔性填充体之间设有环氧粘结剂。
所述路面层为沥青混凝土路面层。
所述路基层为混凝土下承层。
所述混凝土下承层由水泥、细集料和粗集料组成水泥混凝土。所述水泥混凝土可为新建路面强度等级≥25MPa的水泥混凝土，亦或改建路面原有混凝土道床板。
本实用新型的优点是：
1）采用UHPC用于下层结构支承层，UHPC由于其较高的强度和刚度，在车辆重载作用下不发生较大的沉降和变形，保证下层和道床板的稳定性，减少沉降和错台病害的发生；
2）采用聚氨酯弹性混凝土用于上层结构，聚氨酯弹性混凝土由于其足够的强度和弹性变形能力，能够吸收结构中的变形，缓冲车辆冲击荷载，延缓裂缝的产生；
3）聚氨酯弹性混凝土与轨道结构和沥青混凝土粘结性能良好，能够防止水分渗入结构缝隙，提高铺装耐久性。
附图说明
图1为本实用新型的实施例一的结构示意图；
图2为本实用新型的实施例二的结构示意图。
实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-2所示，图中标记1-9分别表示为：钢轨1、柔性填充体2、轨顶密封胶3、混凝土下承层4、UHPC支承层5、碳纤维布6、聚氨酯弹性混凝土层7、环氧粘接剂8、沥青混凝土铺装层9。
实施例一：如图1所示，本实施例中用于有轨电车-市政道路交叉口段的耐久型铺装结构，包括钢轨1，该钢轨1用于有轨电车的行驶。钢轨1埋设在作为路基层的混凝土下承层4和作为路面层的沥青混凝土铺装层9所开设的通槽内。
在沥青混凝土铺装层9临近于钢轨1一侧开设有凹槽，在该凹槽内自下而上设置有UHPC支承层5和聚氨酯弹性混凝土层7且在两者之间设置有碳纤维布6。其中，UHPC支承层5凭借其本身较高的强度和刚度，在有轨电车的车辆重载作用下不发生较大的沉降和变形，保证下方结构的稳定性。聚氨酯弹性混凝土7则凭借其具有足够的强度和弹性变形能力，能够吸收结构中的变形，缓冲车辆冲击荷载，延缓裂缝的发生。碳纤维布6则用于进一步提高结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固性能。
如图1所示，在钢轨1的外围局部设置有柔性填充体2，该柔性填充体2填充在钢轨1所处的通槽之中且与路基层和路面层邻接，该柔性填充体2起到对钢轨1进行限位的作用并可进一步提供一定的缓冲吸能作用。柔性填充体2的包覆范围满足于使钢轨1的轨头部分露出于路面的要求。在柔性填充体2与UHPC支承层5之间通过涂抹环氧粘结剂8粘结固定。
如图1所示，在柔性填充体2的顶部设置有轨顶密封胶3，该轨顶密封胶3用于填充间隙并起到密封作用。
本实施例在施工时，包括如下步骤：
（1）完成钢轨1和柔性填充体2施工后，根据道路实际服役状况和成本控制考量，设定耐久型铺装结构宽度为100mm，对100mm宽度范围的沥青混凝土铺装层9进行铣刨。
（2）对混凝土下承层4顶面进行清洁，保证无杂质、无灰尘、无残留水。而后在混凝土下承层4顶面放置混凝土铺设护板，同时在柔性填充材料2外侧涂刷环氧粘结剂8。
（3）按照确定的配合比采用卧式搅拌机拌制UHPC混凝土，当坍落扩展度≥600mm时进行浇筑，浇筑厚度为60mm。浇筑后立即铺盖薄膜，洒水养护。
（4）按照确定的配合比将聚氨酯胶结料、细集料、矿粉在常温下拌和5min，在聚氨酯弹性混凝土固化前将其浇筑在UHPC支承层5上层，待其自流平后，无需整平和压实即可完成施工。
实施例二：如图2所示，本实施例相较于实施例一的不同之处在于：本实施例在钢轨1外侧不采用轨顶密封胶3，而是将聚氨酯弹性混凝土7向钢轨1一侧延伸出一部分，并直接依靠聚氨酯弹性混凝土层7本身的粘附力与钢轨1粘结。
本实施例的施工步骤相较于实施例一的施工步骤而言，在步骤（1）中对沥青混凝土铺装9和轨顶密封胶3同时进行铣刨、切割，在步骤（4）中在钢轨外侧浇筑聚氨酯弹性混凝土，保证聚氨酯弹性混凝土层7与钢轨1之间无缝隙。
虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。
Claims (7)
1.一种用于有轨电车-市政道路交叉口段的耐久型铺装结构，包括路基层和路面层，所述路面层铺设在所述路基层的上方，所述路基层和所述路面层的相同位置开设有通槽，在所述通槽内设置有钢轨，其特征在于：在所述路面层与所述钢轨之间自下而上填充有UHPC支承层和聚氨酯弹性混凝土层，所述通槽内设置有柔性填充体，所述柔性填充体位于所述钢轨的侧方。
2.根据权利要求1所述的一种用于有轨电车-市政道路交叉口段的耐久型铺装结构，其特征在于：所述钢轨的顶部两侧分别设置有轨顶密封胶，所述轨顶密封胶位于所述柔性填充体的上方，位于外侧的轨顶密封胶填充于所述钢轨与所述聚氨酯弹性混凝土层之间。
3.根据权利要求1所述的一种用于有轨电车-市政道路交叉口段的耐久型铺装结构，其特征在于：所述钢轨的顶部内侧设置有轨顶密封胶，所述轨顶密封胶位于所述柔性填充体的上方，所述钢轨的顶部外侧直接与所述聚氨酯弹性混凝土层粘结。
4.根据权利要求1所述的一种用于有轨电车-市政道路交叉口段的耐久型铺装结构，其特征在于：所述UHPC支承层和所述聚氨酯弹性混凝土层之间设有碳纤维布。
5.根据权利要求1所述的一种用于有轨电车-市政道路交叉口段的耐久型铺装结构，其特征在于：所述UHPC支承层和所述柔性填充体之间设有环氧粘结剂。
6.根据权利要求1所述的一种用于有轨电车-市政道路交叉口段的耐久型铺装结构，其特征在于：所述路面层为沥青混凝土路面层。
7.根据权利要求1所述的一种用于有轨电车-市政道路交叉口段的耐久型铺装结构，其特征在于：所述路基层为混凝土下承层。
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