CN107245912B - 一种泡沫轻质土铁路路基结构及工法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泡沫轻质土铁路路基结构及工法。本发明中的路基结构中以蒸压加气混凝土砌块砌筑成框架，并在框架中浇筑泡沫轻质土；其中框架采用密度400‑500kg/m³蒸压加气混凝土砌块砌筑，路基中上层轻质土路基采用湿密度为550‑600kg/m³的泡沫轻质土浇筑，下层轻质土路基采用湿密度500‑550kg/m³泡沫轻质土浇筑，本发明中的路基结构比常规路基填料施工周期更短，在保存了单纯浇筑轻质土优点的同时，比单纯使用轻质土浇筑的路基具有更高的承载强度，这样能够充分发挥各材料自身的性能，并保持了良好的承载性能，能够减少路基后期病害，节约运行期间的维护成本，非常适用于铁路路基。

Description

一种泡沫轻质土铁路路基结构及工法

技术领域

本发明属于铁路路基工程领域，具体是涉及一种泡沫轻质土铁路路基结构及工法。

背景技术

铁路施工过程中经常在软基上修建路基以及为保证线路不同结构物间均匀过渡、常需设置过渡段，软基及过渡段一旦处理不好就会产生病害，给工程造成病害的主要因素是沉降变形过大,应用常规填料对路基进行填筑时，造成沉降变形过大的原因除回填材料自身的固结沉降外，天然地基土长期承受除自重以外过大的附加荷载也会产生过大的沉降变形；为了减少铁路的工后沉降，我国铁路在实施过程中通常进行加固处理，但是铁路在实际的运营过程中表明，由于铁路路基由散粒岩土体材料填筑而成，在列车等荷载的作用下不均匀沉降等病害依旧存在，这增加了铁路运营过程中的维护成本，影响了铁路的平顺性和舒适性，甚至威胁列车的运行安全。

有鉴于上述现有的软基、过渡段等路段存在路基结构处理难度大等难题，本发明人经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的软基、过渡段等路段存在车荷载的作用下不均匀沉降等病害的难题，而提供泡沫轻质土铁路路基结构，所要解决的技术问题是克服软基和过渡段等路段的不均匀沉降，使线路更平顺，更舒适，在沉降控制严格地段有非常好的效果，从而更加实用。

本发明的另一目的在于加快施工速度，降低铁路运营过程中的维护成本，从而更加实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其是由蒸压加气混凝土砌块砌筑成各种形式的框架结构，并在所述的框架结构中浇筑轻质土，形成蒸压加气混凝土砌块轻质土层，共具有多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层，该框架结构采用密度为400-500kg/m³蒸压加气混凝土砌块，浇筑的轻质土密度从下至上逐渐增加。

前述的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其中所述的框架结构的形式包括井形、条形、三角形。

前述一种泡沫轻质土铁路路基结构，其中所述的框架结构的纵向位于轨道板的正下方。

前述一种泡沫轻质土铁路路基结构，其中所述的框架结构内浇筑轻质土为泡沫轻质土，所述的轻质土位于上层的密度为550-600kg/m³，其他层轻质土密度为500-550kg/m³。

前述的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其还包括金属网，所述的金属网设置在多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层之间。

前述的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其还包括垫层，所述的垫层铺筑在地基之上，位于最底层蒸压加气混凝土砌块轻质土层之下，垫层底部铺设一层防渗土工布或者涂抹防渗砂浆。

前述的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其还包括土工格室加砂层和防渗土工布或防渗砂垫层，在路基顶层设置土工格室加砂层，在所述的土工格室加砂层下部设置防渗土工布或防渗砂垫层，或者防渗土工布或防渗砂浆层设置在所述的地基和所述的垫层之间。

前述的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其还包括填料，在所述的多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层两侧铺筑常规填料，填实压紧。

前述的一种泡沫轻质土铁路基结构，其中所述的蒸压加气混凝土砌块轻质土层自下而上能铺筑多层，从底层地基到面层，自下而上各层的宽度逐层减小，面层宽度最窄。

前述的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其还包括桥台或桥涵、地基、基床表层，其中所述地基的上面铺筑有所述的蒸压加气混凝土砌块轻质土层，所述的蒸压加气混凝土砌块轻质土层自下而上能铺筑多层，从底层到面层，自下而上各层的宽度逐层增大，面层宽度最宽。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种泡沫轻质土铁路路基结构的工法，其特征在于：其步骤如下：

步骤1：预制蒸压加气混凝土砌块；

步骤2：在地基上铺筑垫层；

步骤3：在垫层上砌筑预制蒸压加气混凝土砌块并组成框架结构，在所述的框架结构内分次浇筑轻质土，形成蒸压加气混凝土砌块轻质土层；

步骤4：浇筑完成后，在蒸压加气混凝土砌块轻质土层上铺设金属网；

步骤5：遵循步骤4自下而上铺筑多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层及金属网,最上层的蒸压加气混凝土砌块轻质土层铺设或不铺设金属网，直接在位于最上层的蒸压加气混凝土砌块轻质土层上铺筑土工格室加砂层或在金属网上铺设土工格室加砂层，在土工格室加砂层下面铺设防渗土工布或防渗砂垫层；

步骤6：所述的多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层的两侧铺筑填料并填实压。

前述的一种泡沫轻质土铁路路基结构的工法，其特征在于在所述步骤1后先铺设有防渗土工布或防渗砂垫层，然后再铺设垫层，其他步骤同权利要求14。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。其至少具有下列优点：

1、本发明在相同密度的情况下抗压强度大；这是因为在施工过程中相同密度的蒸压加气混凝土砌块的抗压强度比同密度泡沫轻质土的抗压强度大，例如干密度500kg/m³的蒸压加气混凝土砌块的优等品的抗压强度要大于等于3.5Mpa，而干密度为500kg/m³轻质土的强度是2.8Mpa；在蒸压加气混凝土砌块为框架的轻质土路基中，蒸压加气混凝土砌块组成的框架构成了主要的受力结构，因此与轻质土路基相比较其承载强度得到了提高。

2、本发明采用蒸压加气混凝土砌块可以预制，因此砌块的质量得到了保障，现场应用时能够直接砌筑，并且其能够代替模板，因此施工过程中不需要模板装拆，能够砌筑一部分框架之后就可以开始浇筑，在小范围内形成流水施工，加快了施工速度；

3、本发明采用的蒸压加气混凝土砌块为框架的路基与全部采用轻质土进行浇筑的路基相比不仅提高了承载强度而且还降低了造价，降低造价主要体现在蒸压加气混凝土砌块价格低；加之本发明中路基承载力得到提高，因此在实际应用中可以对浇筑轻质土的密度进行适当的降低，这些因素都有效的降低了施工成本。

4、本发明继承了泡沫轻质土浇筑路基的优点，不需要大型设备，施工时不需要振捣，不需碾压等，克服了路基在填筑过程中碾压夯实不密实的问题，特别是克服了过渡段靠近桥台处的常规填料很难进行碾压夯实的问题。

5、本发明降低了铁路的维护成本，由于其能够有效的减少铁路路基的病害，所以在铁路运营过程中能够减低其维护成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的第二实施例组合结构断面示意图。

图2是本发明的第二实施例组合结构俯视示意图图。

图3是本发明的第三实施例组合结构断面示意图。

图4是本发明的第三实施例组合结构俯视示意图图。

其中：

1：地基 2：垫层

3：轻质土 4：金属网

5：土工格室加砂层 6：蒸压加气混凝土砌块

7：桥台 8：填料

9-1：第一防渗土工布或防渗砂垫层

9-2：第二防渗土工布或防渗砂垫层

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种泡沫轻质土铁路路基结构其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1

参阅图1-图4所示，本发明第一实施例的一种泡沫轻质土铁路路基结构，是由蒸压加气混凝土砌块6砌筑成各种形式的框架结构，并在所述的框架结构中浇筑轻质土3,形成蒸压加气混凝土砌块轻质土层,本发明具有多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层。该框架结构采用密度为400-500kg/m³蒸压加气混凝土砌块6，浇筑的轻质土3密度从下至上逐渐增加。框架结构内浇筑轻质土3为泡沫轻质土，所述的轻质土位于上层的密度为550-600kg/m³，其他层轻质土密度为500-550kg/m³。该框架结构的纵向位于轨道板的正下方。该框架结构的形式为井形，或条形，或三角形。

本发明的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其还包括金属网4、垫层2、土工格室加砂层5和防渗土工布或防渗砂垫层和填料8。所述的金属网4设置在多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层之间。所述的垫层2铺筑在地基之上，位于最底层蒸压加气混凝土砌块轻质土层之下。在路基顶层设置土工格室加砂层5，在所述的土工格室加砂层5下部设置防渗土工布或防渗砂垫层，或者防渗土工布或防渗砂浆层设置在所述的地基1和所述的垫层2之间。在所述的多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层两侧铺筑常规填料8，填实压紧。

本发明的一种泡沫轻质土铁路路基结构的工法，具体步骤如下：

步骤1：预制蒸压加气混凝土砌块6；

步骤2：在地基1上铺筑垫层2；

步骤3：在垫层2上砌筑预制蒸压加气混凝土砌块6并组成框架结构，在所述的框架结构内分次浇筑轻质土3，形成蒸压加气混凝土砌块轻质土层；

步骤4：浇筑完成后，在蒸压加气混凝土砌块轻质土层上铺设金属网；

步骤5：遵循步骤4自下而上铺筑多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层及金属网4，最上层的蒸压加气混凝土砌块轻质土层铺设或不铺设金属网，直接在位于最上层的蒸压加气混凝土砌块轻质土层上铺筑土工格室加砂层5或在金属网上铺设土工格室加砂层，在土工格室加砂层5下面铺设防渗土工布或防渗砂垫层；

步骤6：所述的多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层的两侧铺筑填料8并填实压。

在所述步骤1后先铺设有防渗土工布或防渗砂垫层，然后再铺设垫层。

实施例2

参阅图1和图2所示，本发明最佳第二实施例实施例的一种泡沫轻质土铁路路基结构，由蒸压加气混凝土砌块6组成各种形式的框架结构，本实施例为井字型框架结构，在所述的井字型框架结构内浇筑轻质土3，形成成蒸压加气混凝土砌块轻质土层，整个路基包括地基1、垫层2、轻质土3、金属网4、土工格室加砂层5、蒸压加气混凝土砌块6、填料8、防渗土工布或防渗砂浆层。如图1所示，蒸压加气混凝土砌块轻质土层自下而上能铺筑多层，从底层地基到面层，自下而上各层的宽度逐层减小，面层宽度最窄。在地基1上铺设有第一防渗土工布或防渗砂浆层9-1。在所述的第一防渗土工布或防渗砂浆层9-1上铺设有垫层2，该垫层2为碎石垫层，该碎石垫层的厚度为10cm，路基高度为2.3m，从路基顶面向下1m的范围内为上层蒸压加气混凝土砌块轻质土层，该上层蒸压加气混凝土砌块轻质土层采用湿密度为550-600kg/m³的轻质土并分两次进行浇筑，在上层蒸压加气混凝土砌块轻质土层和蒸压加气混凝土砌块轻质土层之间铺设有一层金属网4，防止浇筑的轻质土出现裂隙，下层蒸压加气混凝土砌块轻质土层采用湿密度为500-550kg/m³的轻质土分两次进行浇筑，整个路基中的蒸压加气混凝土砌块6的干密度均采用400-500kg/m³，所述的蒸压加气混凝土砌块6分两层进行砌筑，第一层为路基底层，第二层为路基上层；本实施例中轻质土为泡沫轻质土，其由发泡剂、稀释液、水泥、水、早强剂，按照泡沫轻质土的制备工艺经物理化学反应硬化而成。位于上层蒸压加气混凝土砌块轻质土层的顶部设置第二防渗土工布或防渗砂浆层9-2，并在第二防渗土工布或防渗砂浆层9-2上面设置厚度为10cm的土工格室加砂层5。

本实施例的一种泡沫轻质土铁路路基结构的工法如下：

1、从下部到上部先进行地基2的处理。

2、地基2处理完后，进行表明的整平处理，并设置一层渗水土工布，在渗水土工布的上面铺垫10cm的碎石垫层，碎石垫层从中间到两边设置4％的坡度，碎石垫层铺设完成后，铺设第一层防渗土工布或防渗砂浆层9-1。

3、根据设计宽度、轨道位置、框架结构等要求使用蒸压加气混凝土砌块6进行砌筑，当砌筑一部分后进行轻质土3的浇筑，并且使砌筑、浇筑轻质土3与两侧的填料8形成流水作业，直至达到设计标高，在下层蒸压加气混凝土砌块轻质土层与上层蒸压加气混凝土砌块轻质土层之间铺设金属网4，最上层的浇筑层表面要覆盖塑料膜进行保湿养护。

4、上层蒸压加气混凝土砌块轻质土层的顶部铺设第二防渗土工布或防渗砂浆层9-2，并在第二防渗土工布或防渗砂浆层9-2上面铺设厚度为10cm的土工格室加砂层5，其上部结构同常规铁路路基设计。

5、在整体结构完成后，进行刷坡满足铁路设计要求；并进行边坡防护工程。

6、本例中路基边坡的坡度为1:1.5，在泡沫轻质土路基层每间隔2米设置一个PVC管进行排水，防渗土工布为聚乙烯或聚氯乙烯土工布。

实施例3

参阅图3和图4所示，本发明最佳第三实施例的一种泡沫轻质土铁路路基结构，由蒸压加气混凝土砌块6组成组成各种形式的框架结构，本实施例为三角形型框架结构，在所述的三角形型框架结构内浇筑轻质土3，形成蒸压加气混凝土砌块轻质土层，共3层，分别为上层蒸压加气混凝土砌块轻质土层、中层蒸压加气混凝土砌块轻质土层和下层蒸压加气混凝土砌块轻质土层。整个路基包括桥台7的侧壁和地基1、垫层2、上层蒸压加气混凝土砌块轻质土层、中层蒸压加气混凝土砌块轻质土层和下层蒸压加气混凝土砌块轻质土层、金属网4、土工格室加砂层5、填料7、第一防渗土工布或防渗砂浆9-1和第二防渗土工布和防渗砂浆9-2。其中由下至上分别设置有地基1、第一防渗土工布或防渗砂浆9-1、垫层2、上层蒸压加气混凝土砌块轻质土层、金属网4、中层蒸压加气混凝土砌块轻质土层金属网4、下层蒸压加气混凝土砌块轻质土层、第二防渗土工布或防渗砂浆9-2和土工格室加砂层5。蒸压加气混凝土砌块轻质土层外侧填筑填料并填实压紧，其中，所述的面层到各层蒸压加气混凝土砌块轻质土层是自上而下宽度逐层减小。其他结构同实施例1。本实施例3的一种泡沫轻质土铁路路基结构的工法同实施例1。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种泡沫轻质土铁路路基结构，其特征在于，是由蒸压加气混凝土砌块砌筑成各种形式的框架结构，并在所述的框架结构中浇筑轻质土，形成蒸压加气混凝土砌块轻质土层，共具有多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层，该框架结构采用密度为400-500kg/m³蒸压加气混凝土砌块，浇筑的轻质土密度从下至上逐渐增加，在多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层之间设置金属网。

2.根据权利要求1所述的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其特征在于，所述的框架结构的形式包括井形、条形、三角形。

3.根据权利要求1所述一种泡沫轻质土铁路路基结构，其特征在于，所述的框架结构的纵向位于轨道板的正下方。

4.根据权利要求1所述一种泡沫轻质土铁路路基结构，其特征在于，在所述的框架结构内浇筑轻质土为泡沫轻质土，所述的轻质土位于上层的密度为550-600kg/m³，其他层轻质土密度为500-550kg/m³。

5.根据权利要求1所述的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其特征在于，还包括垫层，所述的垫层铺筑在地基之上，位于最底层蒸压加气混凝土砌块轻质土层之下。

6.根据权利要求5所述的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其特征在于，还包括土工格室加砂层和防渗土工布或防渗砂垫层，在路基顶层设置土工格室加砂层，在所述的土工格室加砂层下部设置防渗土工布或防渗砂垫层，或者防渗土工布或防渗砂浆层设置在所述的地基和所述的垫层之间。

7.根据权利要求1所述的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其特征在于，还包括填料，在所述的多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层两侧铺筑常规填料，填实压紧。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其特征在于，所述的蒸压加气混凝土砌块轻质土层自下而上能铺筑多层，从底层地基到面层，自下而上各层的宽度逐层减小，面层宽度最窄。

9.根据权利要求8所述的一种泡沫轻质土铁路路基结构，其特征在于，其还包括桥台或桥涵、地基、基床表层，其中所述地基的上面铺筑有所述的蒸压加气混凝土砌块轻质土层，所述的蒸压加气混凝土砌块轻质土层自下而上能铺筑多层，从底层到面层，自下而上各层的宽度逐层增大，面层宽度最宽。

10.一种如权利要求1-9中任意一项所述的泡沫轻质土铁路路基结构的工法，其特征在于：其步骤如下：

步骤1：预制蒸压加气混凝土砌块；

步骤2：在地基上铺筑垫层；

步骤3：在垫层上砌筑预制蒸压加气混凝土砌块并组成框架结构，在所述的框架结构内分次浇筑轻质土，形成蒸压加气混凝土砌块轻质土层；

步骤4：浇筑完成后，在蒸压加气混凝土砌块轻质土层上铺设金属网；

步骤5：遵循步骤4自下而上铺筑多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层及金属网，最上层的蒸压加气混凝土砌块轻质土层铺设或不铺设金属网，直接在位于最上层的蒸压加气混凝土砌块轻质土层上铺筑土工格室加砂层或在金属网上铺设土工格室加砂层，在土工格室加砂层下面铺设防渗土工布或防渗砂垫层；

步骤6：所述的多层蒸压加气混凝土砌块轻质土层的两侧铺筑填料并填实压。

11.根据权利要求10所述的一种泡沫轻质土铁路路基结构的工法，其特征在于，在所述步骤1后先铺设有防渗土工布或防渗砂垫层，然后再铺设垫层，其他步骤同权利要求10。