一种季节冻土区高铁无砟轨道路基路面结构 |
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| 申请号 | CN202410065501.1 | 申请日 | 2024-01-17 | 公开(公告)号 | CN117888405A | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 中国科学院西北生态环境资源研究院; | 发明人 | 林战举; 吴旭阳; 鞠鑫; 范星文; 牛富俊; 李文娇; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种季节冻土区高 铁 无砟轨道路基路面结构，用于抑制路基冻胀，涉及季节冻土区高铁路基无砟轨道技术领域，包括路面结构主体，所述路面结构主体包括填料层以及 覆盖 于所述填料层外侧的 混凝土 盖层，所述路面结构主体的顶部开设有透气口，所述透气口贯穿所述混凝土盖层，并与所述填料层连通，以使夏季路基内产生的 水 汽排出，且所述透气口设置有防水透气结构。本发明能够使夏季路基内产生的高温水汽排出，防止水汽在路基上部汇集 凝结 成水，从而抑制高铁路基无砟轨道的“锅盖效应”，达到冬季减小冻胀的目的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种季节冻土区高铁无砟轨道路基路面结构，包括路面结构主体，所述路面结构主体包括填料层以及覆盖于所述填料层外侧的混凝土盖层，其特征在于：所述路面结构主体的顶部开设有透气口，所述透气口贯穿所述混凝土盖层，并与所述填料层连通，且所述透气口设置有防水透气结构。 |
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| 说明书全文 | 一种季节冻土区高铁无砟轨道路基路面结构技术领域[0001] 本发明涉及季节冻土区高铁路基无砟轨道技术领域，特别是涉及一种季节冻土区高铁无砟轨道路基路面结构。 背景技术[0002] 现有路基结构基于防水下渗及整体稳定考虑，采用无砟轨道路面结构，如图1‑图2所示，其表层整体混凝土浇筑，处于密封状态，在夏季气温较高的情况下，路基下层水分蒸发向上迁移，由于没有排气孔，水汽在路基表层聚集，引起路基表层含水量增大，也就是通常所说的“锅盖效应”。在季节冻土区，高铁路基冻胀主要发生在路基中上层(1.5m以上)，在碎石层(0.5m以上)冻胀量可达总冻胀量的30％，这一现象说明路基表层具有较高含水量，而高铁采用无砟轨道结构形式，整体性与密封性好，外部雨水入渗可能性较好，故而表层水主要来源于夏季下部路基水分蒸发迁移，于路基表层冷却汇聚，引起冬季产生较高冻胀量。因此，亟待提供一种新的路面结构，以解决现有技术中所存在的上述问题。 发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种季节冻土区高铁无砟轨道路基路面结构，以解决上述现有技术存在的问题，能够使夏季路基内产生的高温水汽排出，防止水汽在路基上部汇集凝结成水，从而抑制高铁路基无砟轨道的“锅盖效应”，达到冬季减小路基冻胀的目的。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案： [0005] 本发明提供一种季节冻土区高铁无砟轨道路基路面结构，包括路面结构主体，所述路面结构主体包括填料层以及覆盖于所述填料层外侧的混凝土盖层，所述路面结构主体顶部两侧对称开设有透气口，所述透气口贯穿所述混凝土盖层，并与所述填料层连通，以使夏季路基内产生的水汽排出，且所述透气口设置有防水透汽结构。 [0006] 优选的，所述填料层包括由下至上依次铺设的第一填料层和第二填料层，所述第一填料层为粗颗粒填料层，所述第二填料层为碎石填料层。 [0007] 优选的，所述粗颗粒填料层由粗颗粒填料铺设而成，所述粗颗粒填料为A组填料和B组填料混合形成的填料。 [0008] 优选的，所述碎石填料层由级配碎石铺设而成，所述级配碎石的粒径为8cm‑10cm。 [0009] 优选的，所述第一填料层的底部以及所述第一填料层与所述第二填料层之间均铺设有复合防水土工布层。 [0010] 优选的，所述第二填料层的顶部铺设有复合防水土工布层，且所述第二填料层顶部的所述复合防水土工布层上开设有开口，所述开口与所述透气口相对应。 [0011] 优选的，所述路面结构主体的顶部两侧均开设有所述透气口，所述透气口沿轨道线路通长布置。 [0012] 优选的，所述防水透汽结构为防水挡墙，所述防水挡墙为倒L型结构，包括侧挡墙和顶部挡墙，所述侧挡墙竖直设置于所述透气口靠近轨道的一侧，所述顶部挡墙水平设置，且所述顶部挡墙的一侧与所述侧挡墙的顶部连接，所述顶部挡墙的另一侧朝向所述透气口向远离所述轨道的一侧延伸，并覆盖所述透气口。 [0013] 优选的，所述防水透汽结构为防水透气材料层，所述防水透气材料层覆盖所述透气口，且所述防水透气材料层的顶部与所述路面结构主体的顶部平齐。 [0015] 本发明相对于现有技术取得了以下技术效果： [0016] 本发明路面结构主体的顶部开设有透气口，透气口与填料层连通，透气口与路基之间存在两层复合防水土工布，复合土工布具有防液态水，透水汽的作用，以使夏季路基内产生的高温水汽(水蒸气)排出，避免水汽滞留在路基上部结构冷凝成水，从而抑制高铁路基无砟轨道的“锅盖效应”，达到冬季减小冻胀的目的；而且，在透气口处设置防水透气结构能够防止雨水入渗，且能够使水汽排出。附图说明 [0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0018] 图1为现有技术中寒区高铁路基结构示意图； [0019] 图2为现有技术中寒区高铁路基结构的“锅盖效应”示意图； [0020] 图1‑图2中：1‑路基，2‑路基坡面结构，3‑冻深线； [0021] 图3为本发明实施例一中季节冻土区高铁无砟轨道路基路面结构示意图； [0022] 图4为本发明实施例一中季节冻土区高铁无砟轨道路基路面结构的局部放大示意图； [0023] 图5为本发明实施例一中防水透气结构示意图； [0024] 图6为本发明实施例二中季节冻土区高铁无砟轨道路基路面结构示意图； [0025] 图7为本发明实施例二中防水透气材料层示意图。 [0026] 图3‑图7中：100‑路基，200‑季节冻土区高铁无砟轨道路基路面结构，201‑第一填料层，202‑第二填料层，203‑混凝土盖层，204‑透气口，205‑复合防水土工布层，300‑防水挡墙，301‑侧挡墙，302‑顶部挡墙，400‑防水透气材料层。 具体实施方式[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0028] 本发明的目的是提供一种季节冻土区高铁无砟轨道路基路面结构，以解决上述现有技术存在的问题，能够使夏季路基内产生的高温水汽排出，防止水汽在路基上部汇集凝结成水，从而抑制高铁路基无砟轨道的“锅盖效应”，达到冬季减小冻胀的目的。 [0029] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 [0030] 实施例一 [0031] 如图3‑图5所示，本实施例中提供一种季节冻土区高铁无砟轨道路基路面结构200，包括路面结构主体，所述路面结构主体包括填料层以及覆盖于所述填料层外侧的混凝土盖层203，所述路面结构主体的顶部开设有透气口204，所述透气口204贯穿所述混凝土盖层203，并与所述填料层连通，以使夏季路基100内产生的水蒸气排出，且所述透气口204设置有防水透汽结构。 [0032] 本实施例中路面结构主体的顶部开设有透气口204，透气口204与填料层连通，以使夏季路基100内产生的高温水汽(水蒸气)排出，避免水汽滞留在路基上部结构冷凝成水，从而抑制高铁路基无砟轨道的“锅盖效应”，达到冬季减小冻胀的目的；而且，在透气口处设置防水透气结构能够防止雨水入渗，且能够使水汽排出。 [0033] 在本实施例中，所述填料层包括由下至上依次铺设的第一填料层201和第二填料层202，其中，所述第一填料层201为粗颗粒填料层，所述第二填料层202为碎石填料层。 [0034] 具体地，所述粗颗粒填料层由粗颗粒填料铺设而成，所述粗颗粒填料为A组填料和B组填料混合形成的填料，A组填料以卵石、块石为主，粒径大于5cm，B组填料以砾石、粗砂及少量粉土组成，其中粒径小于0.02mm的细颗粒含量不超过1％；本实施例中A组填料与B组填料混合使用，构成粗颗粒填料，既能保证路面结构具有一定的压实度，满足强度与变形要求，又能够保证填料具有一定的孔隙率，提高抗冻胀性能。 [0035] 在本实施例中，所述碎石填料层由级配碎石铺设而成，所述级配碎石的粒径为8cm‑10cm。 [0036] 在本实施例中，所述第一填料层201的底部以及所述第一填料层201与所述第二填料层202之间均铺设有复合防水土工布层205。进一步地，在所述第二填料层202的顶部也可以铺设有复合防水土工布层205，且所述第二填料层202顶部的所述复合防水土工布层205上开设有开口，所述开口与所述透气口204相对应。 [0037] 在本实施例中，如图3所示，所述路面结构主体的顶部两侧均开设有所述透气口204，所述透气口204沿轨道线路通长布置；本实施例中在路面结构主体的顶部两侧均设置透气口204，形成“U型结构”，加速夏季对流，使路基100的水汽快速排出。 [0038] 在本实施例中，如图4和图5所示，所述防水透气结构为防水挡墙300，所述防水挡墙300为倒L型结构，包括侧挡墙301和顶部挡墙302，所述侧挡墙301竖直设置于所述透气口204靠近轨道的一侧，所述顶部挡墙302水平设置，且所述顶部挡墙302的一侧与所述侧挡墙 301的顶部连接，所述顶部挡墙302的另一侧朝向所述透气口204远离所述轨道的一侧延伸，并覆盖所述透气口204。进一步地，所述第二填料层202覆盖所述透气口204，即透气口204处填充有第二填料层202的级配碎石。本实施例中通过设置防水挡墙300能够防止雨水入渗，同时能够使水汽由防水挡墙300与路面结构主体之间的间隙排出，而且施工便捷，便于维修且成本低。 [0039] 在本实施例中，所述防水挡墙300优选为混凝土挡墙，其厚度与混凝土盖层203的厚度相同，均优选为3cm，防水挡墙300的整体高度为10cm，防水挡墙300的顶部挡墙302的两侧覆盖透气口204的两侧，且向两侧延伸一定的距离；具体地，所述透气口204的宽度优选为1m，所述顶部挡墙302在所述透气口204的基础上向两侧各延伸20cm，即顶部挡墙302的整体宽度为1.4m。 [0040] 在本实施例中，所述路面结构主体的两侧坡度均优选为1.5。 [0041] 实施例二 [0042] 本实施例是在实施例一的基础上进行的改进，与实施例一的不同之处主要在于： [0043] 如图6和图7所示，在本实施例中，所述防水透气结构优选为防水透气材料层400，所述防水透气材料层400覆盖所述透气口204，可以在夏季气温较高时使路基内部产生的水汽排出，同时抑制地表自由水渗透；而且所述防水透气材料层400的顶部与所述路面结构主体的顶部平齐，使轨道两侧路面平顺。 [0044] 在本实施例中，所述防水透气材料层400优选由有机硅改性Ms路面建筑材料铺设而成；其中，有机硅改性Ms路面建筑材料利用有机硅对无水桐油和烯丙基聚醚二元醇进行加成反应制成，材料成本低，而且防水防污，透气性好，实用性强，可以大量推广使用。 [0045] 本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 |
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