CN105568779A - 铁路路基防水结构及其铺设方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型的铁路路基防水结构及其铺设方法。所述防水结构位于铁路路基和道砟之间，包含由堆积于铁路路基表面的碎石和填充于碎石间隙中的高分子防水涂料组成的防水层，将高分子防水涂料倒入或喷入碎石间隙中，防水涂料凝固后即得到防水层；防水层的厚度为3-6cm，距轨底25-35cm，正线上的横向宽度为4-6m；碎石的平均粒径为5-7mm。采用本申请的铺设方法，可以根据特定需求铺设不同厚度的防水层，铺设方法简单快捷，并且所得防水结构具有优异的防水性能和综合力学性能。进一步，所述防水结构还包括设置于铁路路基和防水层之间的砂垫层以及设置于防水层与道砟之间的碎石层，可以进一步提升防水结构的力学性能和防水性能。

Description

铁路路基防水结构及其铺设方法
技术领域
本发明涉及一种新型的铁路路基防水结构以及该防水结构的铺设方法。
背景技术
基床是路基结构中承受列车动力荷载、气候和环境(雨水、地表水和冻融)影响最大的区域，要求具有足够的强度和刚度。而作为基床填料的岩土散粒材料，在最佳含水率状态下才能提供足够承载力，发挥其功能；在水的侵蚀软化下，会逐渐丧失其功能，影响列车运营的舒适性及安全性。既有线铁路运营多年后，路基既有排水结构如横向排水坡等被破坏，地表水通过道砟下渗至基床表面，短时间内无法排出。目前工程上采用不透水的土工布进行防水，工艺简单，但存在耐久性差、易被道砟刺破、不能改善基床强度、刚度等问题。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供一种新型的铁路路基防水结构，该防水结构具有适宜的综合力学性能，使铁路路基的使用寿命显著延长。本申请还要提供该防水结构的铺设方法。
本申请解决上述技术问题所采用的技术方案是一种铁路路基防水结构，所述防水结构位于铁路路基和道砟之间，所述防水结构包含由堆积于铁路路基表面的碎石和填充于碎石间隙中的高分子防水涂料组成的防水层；传统的防水土工布需要提前制作好，然后运输到所需路段，传统的防水土工布通常较薄，易因被刺破而失去防水能力。采用本申请的防水层，不仅便于运输，而且可以根据需要在施工路段现场铺设。防水层的厚度为3-6cm，距轨底25-35cm，正线上的横向宽度为4-6m；碎石的平均粒径为5-7mm。均匀分布且由高分子防水涂料固定的碎石，不仅使防水结构具有良好的防水性能，而且使得防水结构具有远高于传统土工布的强度和刚度，使用寿命显著增加。防水层横向具有3-6％的单面或者双面排水坡度，下渗至防水层的水被防水层隔离，然后通过排水坡流出防水层。
进一步，所述防水结构还包括设置于铁路路基和防水层之间的砂垫层，所述砂垫层的厚度为4-6cm，砂料平均粒径为0.05-5mm，砂垫层应铺设均匀、密实和平整。砂垫层不仅可以对防水层起到支撑作用，而且具有一定的排水功能。
进一步，所述防水结构还包括设置于防水层与道砟之间的碎石层，所述碎石层的厚度为2-6cm，碎石平均粒径为0.01-1cm，碎石层应铺设均匀、密实。碎石层不仅将具有尖锐棱角的道砟隔绝在防水层之外，保护防水层，而且在防水层达到步行强度即可回填道砟，进一步确定所需铺设时间在既有线铁路施工天窗点内并可以立即投入使用。
进一步，所述高分子防水涂料为聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯防水涂料、聚合物水泥涂料、有机硅防水涂料中的任意一种。防水涂料的传统使用方式是通过喷涂方式形成防水薄膜，难以形成较厚的防水层。本申请中，防水涂料填充碎石间的空隙，一来节约了防水涂料的用量，二来增加防水层的厚度，有更好的防水效果；防水涂料填充碎石间隙后，经过化学反应膨胀，与碎石无缝连接，起到支撑和防水作用。
上述防水结构的铺设方法包括以下步骤：1)在铁路路基表面铺设砂垫层，砂垫层的厚度为4-6cm，砂料平均粒径为0.05-5mm；2)将平均粒径为5-7mm的碎石铺设于砂垫层的表面，碎石的铺设厚度为3-6cm；3)将高分子防水涂料倒入或喷入碎石间隙中，防水涂料凝固后即得到防水层；4)在防水层的表面铺设碎石层，碎石层的厚度为2-6cm，碎石平均粒径为0.01-1cm。采用本申请的铺设方法，可以根据特定需求铺设不同厚度的防水层，铺设方法简单快捷。
进一步，所述高分子防水涂料分至少2次喷填入碎石间隙，相邻两次喷填的方向不相平行。优选地，所述相邻两次喷填，其中一次的喷填方向垂直于线路纵向，其中一次的喷填方向平行于线路纵向。采用上述填充方式不仅可以节约凝固时间，保证内部的高分子防水涂料得到充分的凝固，而且可以使高分子防水涂料均匀地分布于碎石空隙中。但是，既有线铁路施工天窗点只有2h左右，因此，无论选择何种喷填方式，需要在上述时间范围内完成铁路路基防水结构的铺设。当所需铺设本申请的防水结构的正线路段较长，需要经过分段施工时，前后施工段的防水层连接处需要进行搭接，以防止水从连接处往下渗透，相邻防水层搭接宽度为30-50cm。
附图说明
图1为实施例1中铁路路基防水结构的结构示意图。
图2为实施例2-5中铁路路基防水结构的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，铁路路基防水结构为设置在铁路路基1表面和道砟之间的防水层3，防水层3由堆积于铁路路基1表面的碎石以及填充于碎石间隙中的高分子防水涂料组成，防水层3具有5％的双面排水坡度，下渗至防水层3的水被防水层3隔离，然后通过排水坡流出防水层3。
防水结构的铺设方法如下：将平均粒径为6mm的碎石铺设于铁路路基1表面，铺设厚度为5cm，正线上的横向宽度为5m，距轨底30cm；首先沿着垂直于线路纵向的方向将聚氨酯防水涂料喷入碎石间隙中，然后沿着平行于线路纵向的方向将聚氨酯防水涂料喷入碎石间隙中，使聚氨酯防水涂料填充所有碎石孔隙，待碎石间隙中的聚氨酯防水涂料凝固后，即得到防水层3。然后在防水层3的表面回填道砟，即可投入使用。
实施例2-5中的防水结构如图2所示，铁路路基防水结构包含依次设置在铁路路基1表面的砂垫层2、防水层3和碎石层4，其中，砂垫层2的厚度为5cm，砂料平均粒径为3mm；碎石层4的厚度为5cm，碎石平均粒径为8mm；防水层3由堆积于砂垫层2的表面的碎石以及填充于碎石间隙中的高分子防水涂料组成，防水层3具有5％的双面排水坡度，下渗至防水层3的水被防水层3隔离，然后通过排水坡流出防水层3。
实施例2
防水结构的铺设方法如下：首先铺设均匀、密实且平整的砂垫层2，砂料的平均粒径为3mm，铺设厚度为5cm。然后将平均粒径为6mm的碎石铺设于上述砂垫层2，铺设厚度为5cm，正线上的横向宽度为5m，距轨底30cm；首先沿着垂直于线路纵向的方向将聚氨酯防水涂料喷入碎石间隙中，然后沿着平行于线路纵向的方向将聚氨酯防水涂料喷入碎石间隙中，使聚氨酯防水涂料填充所有碎石孔隙，待碎石间隙中的聚氨酯防水涂料完全凝固后，即得到防水层3；然后在防水层3表面铺设对防水层3起保护作用的碎石层4，所使用的碎石平均粒径为8mm，铺设厚度为5cm。然后在碎石层4的表面回填道砟，即可投入使用。
实施例3
防水结构的铺设方法如下：首先铺设均匀、密实且平整的砂垫层2，砂料的平均粒径为3mm，铺设厚度为5cm。然后将平均粒径为6mm的碎石铺设于上述砂垫层2，铺设厚度为3cm，正线上的横向宽度为6m，距轨底30cm；首先沿着垂直于线路纵向的方向将聚氨酯防水涂料喷入碎石间隙中，然后沿着平行于线路纵向的方向将聚氨酯防水涂料喷入碎石间隙中，使聚氨酯防水涂料填充所有碎石孔隙，待碎石间隙中的聚氨酯防水涂料完全凝固后，即得到防水层3；然后在防水层3表面铺设对防水层3起保护作用的碎石层4，所使用的碎石平均粒径为8mm，铺设厚度为5cm。然后在碎石层4的表面回填道砟，即可投入使用。
实施例4
防水结构的铺设方法如下：首先铺设均匀、密实且平整的砂垫层2，砂料的平均粒径为3mm，铺设厚度为5cm。然后将平均粒径为6mm的碎石铺设于上述砂垫层2，铺设厚度为6cm，正线上的横向宽度为4m，距轨底30cm；首先沿着垂直于线路纵向的方向将聚氨酯防水涂料喷入碎石间隙中，然后沿着平行于线路纵向的方向将聚氨酯防水涂料喷入碎石间隙中，使聚氨酯防水涂料填充所有碎石孔隙，待碎石间隙中的聚氨酯防水涂料完全凝固后，即得到防水层3；然后在防水层3表面铺设对防水层3起保护作用的碎石层4，所使用的碎石平均粒径为8mm，铺设厚度为5cm。然后在碎石层4的表面回填道砟，即可投入使用。
实施例5
防水结构的铺设方法如下：首先铺设均匀、密实且平整的砂垫层2，砂料的平均粒径为3mm，铺设厚度为5cm。然后将平均粒径为6mm的碎石铺设于上述砂垫层2，铺设厚度为5cm，正线上的横向宽度为5m，距轨底30cm；首先沿着垂直于线路纵向的方向将丙烯酸酯防水涂料喷入碎石间隙中，然后沿着平行于线路纵向的方向将丙烯酸酯防水涂料喷入碎石间隙中，使丙烯酸酯防水涂料填充所有碎石孔隙，待碎石间隙中的丙烯酸酯防水涂料完全凝固后，即得到防水层3；然后在防水层3表面铺设对防水层3起保护作用的碎石层4，所使用的碎石平均粒径为8mm，铺设厚度为5cm。然后在碎石层4的表面回填道砟，即可投入使用。
以上防水结构的铺设方法简单，并且均可以在2h以内完成，不会影响铁路的正常运营。与传统的土工布相比，本申请的防水结构具有以下优点：1)本申请的防水结构可以现场制作，铺设方法简单快捷，可以在既有线铁路施工天窗点内对损坏的铁路进行修复并可立即投入使用；2)该防水结构的防水层3的厚度为3-6cm，即使是具有锐利棱角的道砟也难以刺穿；3)防水层3由平均粒径为5-7mm的碎石堆积而成，具有优异的综合力学性能，同时，填充碎石间隙并凝固的高分子防水涂料可以起到防水与固定作用；4)在防水层3和道砟之间增设碎石层4，可以进一步保护防水层3；5)在铁路路基1和防水层3之间增设砂垫层2，不仅具有一定的排水作用，还可以支撑保护防水层3；因此，本申请的防水结构完全可以取代传统的防水土工布，能够在很大程度上延长铁路路基的使用寿命。当然，除了作为既有铁路路基或新修铁路的防水结构，采用本申请的防水结构的铺设方法，还可以将该防水结构应用于其他要求路基兼具防水和力学性能的领域，具有很好的应用前景。

Claims (10)

1.铁路路基防水结构，所述防水结构位于铁路路基(1)和道砟之间，所述防水结构包含防水层(3)，其特征在于：所述防水层(3)由堆积于铁路路基(1)表面的碎石和填充于碎石间隙中的高分子防水涂料组成。
2.如权利要求1所述的铁路路基防水结构，其特征在于：所述防水结构还包括设置于铁路路基(1)和防水层(3)之间的砂垫层(2)，所述砂垫层(2)的厚度为4-6cm，砂料平均粒径为0.05-5mm。
3.如权利要求1所述的铁路路基防水结构，其特征在于：所述防水结构还包括设置于防水层(3)与道砟之间的碎石层(4)，所述碎石层(4)的厚度为2-6cm，碎石平均粒径为0.01-1cm。
4.如权利要求1至3任一项所述的铁路路基防水结构，其特征在于：所述防水层(3)的厚度为3-6cm，距轨底25-35cm，正线上的横向宽度为4-6m；防水层(3)中碎石的平均粒径为5-7mm。
5.如权利要求4所述的铁路路基防水结构，其特征在于：所述防水层(3)横向具有3-6％的单面或者双面排水坡。
6.如权利要求1所述的铁路路基防水结构，其特征在于：所述高分子防水涂料为聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯防水涂料、聚合物水泥涂料、有机硅防水涂料中的任意一种。
7.铁路路基防水结构的铺设方法，包括以下步骤：1)在铁路路基(1)的表面铺设砂垫层(2)，砂垫层(2)的厚度为4-6cm，砂料平均粒径为0.05-5mm；2)将平均粒径为5-7mm的碎石铺设于砂垫层(2)的表面，铺设厚度为3-6cm；3)将高分子防水涂料倒入或喷入碎石间隙中，防水涂料凝固后即得到防水层(3)；4)在防水层(3)的表面铺设碎石层(4)，碎石层(4)的厚度为2-6cm，碎石平均粒径为0.01-1cm。
8.如权利要求7所述的铁路路基防水结构的铺设方法，其特征在于：所述高分子防水涂料分至少2次喷填入碎石间隙，相邻两次喷填的方向不相平行。
9.如权利要求8所述的铁路路基防水结构的铺设方法，其特征在于：所述相邻两次喷填，其中一次的喷填方向垂直于线路纵向，其中一次的喷填方向平行于线路纵向。
10.如权利要求7所述的铁路路基防水结构的铺设方法，其特征在于：前后施工段的防水层(3)的搭接宽度为30-50cm。
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