申请/专利权人：东南大学;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所

申请日：2019-07-04

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN110258193B

主分类号：E01B2/00

分类号：E01B2/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2019.10.22#实质审查的生效;2019.09.20#公开

摘要：本发明涉及一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，包括防护层，所述防护层包括从内向外依次设有柔性处治层、弹性隔离层以及沥青砂防水层；施工方法包括：原混凝土基面清理，喷涂柔性处治层，撒布橡胶碎屑形成弹性隔离层，摊铺振实沥青砂形成耐候性防水层；本发明的高铁路基防水封闭层混凝土粉化处治用防护层特别适用于高寒地区的纤维混凝土粉化处治，其具有良好的气候适应性及优良的耐久性等优点，且施工工艺简单快速，经济性好。

主权项：1.一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，其特征在于：包括防护层，所述防护层包括从内向外依次设有柔性处治层、弹性隔离层以及沥青砂防水层；所述柔性处治层为A级石油沥青与饱和石膏溶液共混制得的乳化沥青；所述弹性隔离层为橡胶轧制成的3-5mm橡胶碎屑；所述沥青砂防水层由石灰石矿料和改性乳化沥青组成，所述石灰石矿料和改性乳化沥青的质量比为100：7-12。

全文数据：一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构与施工方法技术领域本发明涉及铁路路基防水封闭层混凝土粉化处治技术领域，特别是一种处治寒区高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构与施工方法。背景技术防水封闭层作为防止雨水和表面水进入路基的重要屏障，是保证高铁路基长期稳定性的关键组成部分。现有高速铁路路基防水封闭层多采用掺加纤维的水泥混凝土方案。由于高速铁路基防水封闭层的结构特点和现场施工过程中不可控因素，寒区高速铁路路基纤维混凝土防水封闭层在高寒地区反复冻融、高速风蚀等恶劣自然条件和震动等因素的长期综合作用下，实际工程中陆续出现严重开裂、剥落和粉化等病害，这不仅影响了防水保护功能，对路基的长期稳定性和路线平顺性不利，而剥落和粉化综合作用导致的混凝土掉粒现象也给高速运行的列车带来潜在的安全隐患。针对寒区高速铁路纤维混凝土的高铁防水封闭层的病害，工程中采取了以水泥基材料或聚合物水泥砂浆为主的刚性修复方案和以聚氨脂等高分子材料为主的多层薄膜涂层类修复方案。上述方案的基本思路主要以“补强”+“防水”目的进行设计，它们的工程造价均较高，且工艺均较复杂，难以适应高速铁路天窗点施工的要求。从既有线路的工程实践看，无论其实际修复效果还是耐久性均未能取得预期效果。从这些修复工程中所暴露出的问题看，采用薄层的刚性材料修复方案自身的抗裂性与抗冻性难以保证，且与基底的黏结难以保证，易形成空鼓并很快失效；而因聚氨酯类薄膜涂层材料与混凝土之间具有良好的黏结强度，但其抗饹破能力差，材料在低温下的收缩率，在收缩过程中会将底层混凝土拉裂形成碎块，加剧了基底纤维混凝土的破坏，而剥落的碎片易带来更大的安全隐患。因此，寻求一种更为工艺简单、易于施工且耐久经济的路基防水封闭层修复方案是我国已开通运营的寒区高速铁路重大工程需求。发明内容本发明提供了一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构与施工方法，可有效解决现有寒区高速铁路路基防水封闭层纤维混凝土开裂、粉化问题，而且该防护层施工工艺简单且施工耗时短，实现对纤维混凝土防水封闭层的快速修复，最大程度地减小维修养护工作对高速铁路运营的影响，也可用于其他地区的高铁路基防水封闭层的修复与处治。本发明采用“基层致密化与界面防水粘结”+“弹性隔离”+“耐候柔性防水层”的技术思路，利用防水封闭层已粉化混凝土的空隙率大的特点，首先在修复的纤维混凝土涂布含石膏的慢裂型乳化沥青乳液；然后撒布橡胶碎屑形成弹性隔离层；最后人工摊铺振实改性沥青砂形成耐候柔性防水层。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构与施工方法，包括防护层，所述防护层包括从内向外依次设有柔性处治层、弹性隔离层以及沥青砂防水层。作为本发明的一种改进，所述柔性处治层的洒布量为1.2-2.8kgm2；所述弹性隔离层的洒布量为2-5kgm2；所述沥青砂防水层的厚度为2-3cm。作为本发明的一种改进，所述柔性处治层为A级石油沥青与饱和石膏溶液共混制得的乳化沥青，兼作防水粘结层。作为本发明的一种改进，所述乳化沥青的固含量为50-65%。作为本发明的一种改进，所述A级石油沥青为90-130号的A级石油沥青，并且10℃延度不低于45cm、软化点不低于45℃。作为本发明的一种改进，所述弹性隔离层为废旧轮胎橡胶轧制成的3-5mm橡胶碎屑。作为本发明的一种改进，所述沥青砂防水层由石灰石矿料和改性乳化沥青组成，所述石灰石矿料和改性乳化沥青的质量比为100：7-12。作为本发明的一种改进，所述石灰石矿料的大小为0-3mm、3-5mm以及5-10mm中任意一种或以上的组合，符合交通运输部行业标准规格。作为本发明的一种改进，所述改性乳化沥青为改性沥青乳化，即可制得。作为本发明的一种改进，所述改性乳化沥青的固含量为50-65%。作为本发明的一种改进，一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构的施工方法，施工步骤如下：原混凝土基面清理，喷涂柔性处治层，撒布橡胶碎屑形成弹性隔离层，摊铺振实沥青砂形成沥青砂防水层。作为本发明的一种改进，本发明提供了上述防水封闭层混凝土粉化处治用防护层的施工方法，详细步骤如下：（1）原混凝土基面清理。清除已明显粉化和松动的纤维混凝土，用吹风机把清理的杂质吹扫干净，用乳化沥青对纤维混凝土的裂缝及其与轨道板底座接缝处进行封闭处理，然后用提前拌合好的改性沥青砂对基面进行找平处理。（2）涂布含石膏的慢裂型乳化沥青乳液。利用机械或者人工喷洒的方法将含石膏的乳化沥青混合溶液均匀地涂布于打平后的纤维混凝土表面，用量为1.2-2.8kgm2，待乳化沥青完全破乳后形成柔性处治层。（3）撒布橡胶碎屑形成弹性隔离层。在完全破乳后的柔性处治层表面撒布粒径在2-5mm的废旧轮胎橡胶轧制成的橡胶碎屑，用量为2-5kgm2以此形成弹性隔离层，从而实现原有损坏的防水封闭层与上层的隔离，减小原有防水封闭层及基底振动的影响。（4）改性乳化沥青砂进行基面修补。按网格法将提前拌合好的改性沥青砂均匀撒到施工面上，用耙子耙平，上覆吸水性土工布然后用平板夯或压辊压实，该层厚度控制在2-3cm。由于采用了以上技术，本发明较现有技术相比，具有的有益效果如下：1.本发明的快速处治高铁路基纤维混凝土防水封闭层病害的结构具有良好的耐候性、抗水损、耐低温、可承受高频震动荷载，耐久性好等优点，且施工工艺简单且施工耗时短，可达到快速修复的目的。2.本发明采用2-3cm改性沥青砂修补防水保护层基面，避免了常规砂浆填充找平层+薄层防水层的修补层结构在动载高频震动作用和恶劣环境共同作用下出现的分离剥落问题。3.本发明在原有纤维混凝土与新的改性沥青砂之间设置弹性隔离层，可实现对原有防水封闭层病害的隔离，最大化地减小原有封闭层以及基底振动对改性沥青砂的影响，从而有益于延长其使用寿命。附图说明图1是一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构的结构示意图；图中：1、柔性处治层，2、弹性隔离层，3、耐候沥青砂防水层。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。实施例1：一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，所述结构由内向外依次设有柔性处治层1、弹性隔离层2和耐候沥青砂防水层3。其中，柔性处治层1由10℃延度52cm、软化点为48℃的90号A级石油沥青制得的固含量为65%的乳化沥青与饱和石膏溶液共混，机械洒布，洒布量为1.2kgm2。弹性隔离层2由卡车的废旧轮胎橡胶轧制成的3-4mm橡胶碎屑经人工撒布于柔性处治层1表面，撒布量为3kgm2。耐候沥青砂防水层3，包括按照质量比为100：7配的石灰石矿料、改性乳化沥青，石料为石灰岩，级配列于表1。改性乳化沥青为性能为PG64-34的SBR改性沥青乳化（固含量为65%）得到，用量为8.0%。表1矿料级配筛孔尺寸（mm）9.54.752.361.180.60.30.150.075-通过百分率10084.267.654.536.524.512.46.0一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构的施工方法按以下步骤进行：（1）清除已明显粉化和松动的纤维混凝土，用吹风机把清理的杂质吹扫干净，用乳化沥青对纤维混凝土的裂缝及其与轨道板底座接缝处进行封闭处理，然后用提前拌合好的改性沥青砂对基面进行找平处理；（2）涂布柔性处治层1。利用机械喷洒或者人工涂抹方式将饱和石膏溶液与乳化沥青混合溶液均匀地喷布于清理找平后纤维混凝土层表面，用量为1.2kgm2，待乳化沥青完全破乳后形成柔性处治层1，仔细检查柔性处治层1是否均匀，对不均匀处进行二次处理。（3）撒布橡胶碎屑形成弹性隔离层2。在完全破乳后的柔性处治层1表面经人工撒布粒径3-4mm废旧轮胎橡胶轧制成的橡胶碎屑，用量为3kgm2以此形成弹性隔离层2。（4）摊铺压实改性乳化沥青砂。将提前拌合好的改性乳化沥青砂均匀撒到施工面上，用耙子耙平，中间部分用压辊压实，两边分别夯实，该层厚度控制在2cm。实施例2：一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，所述结构由内向外依次设有柔性处治层1、弹性隔离层2和耐候沥青砂防水层3。其中，所述柔性处治层1由10℃延度不低于60cm、软化点为42℃的130号石油沥青制得的固含量为50%的乳化沥青与饱和石膏溶液人工辊涂，洒布量为2.8kgm2。所述弹性隔离层2由卡车的废旧轮胎橡胶轧制成的4-5mm橡胶碎屑经人工撒布于柔性处治层1表面，撒布量为4kgm2。所述的耐候沥青砂防水层3，包括按照质量比10:1配的石灰岩矿料、改性乳化沥青，矿料级配列于表2。改性乳化沥青为PG70-28的改性乳化沥青（固含量为50%），用量为10%。表2石料级配筛孔尺寸（mm）9.54.752.361.180.60.30.150.075通过百分率10090.265.552.533.522.516.510.6一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构的施工方法按以下步骤进行：（1）清除已明显粉化和松动的纤维混凝土，用吹风机把清理的杂质吹扫干净，用乳化沥青对纤维混凝土的裂缝及其与轨道板底座接缝处进行封闭处理，然后用提前拌合好的改性沥青砂对基面进行找平处理；（2）涂布柔性处治层1。利用机械喷洒或者人工涂抹方式将饱和石膏溶液与乳化沥青混合溶液均匀地喷布于清理找平后纤维混凝土层表面，用量为2.8kgm2，待乳化沥青完全破乳后形成柔性处治层1，仔细检查柔性处治层1是否均匀，对不均匀处进行二次处理。（3）撒布橡胶碎屑形成弹性隔离层2。在完全破乳后的柔性处治层1表面经人工撒布粒径4-5mm的废旧轮胎橡胶轧制成的橡胶碎屑，用量为4kgm2以此形成弹性隔离层2。（4）摊铺压实改性乳化沥青砂。将提前拌合好的改性乳化沥青砂均匀撒到施工面上，用耙子耙平，中间部分用压辊压实，两边分别夯实，该层厚度控制在3cm。上述实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围，即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，其特征在于：包括防护层，所述防护层包括从内向外依次设有柔性处治层、弹性隔离层以及沥青砂防水层。2.根据权利要求1所述的一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，其特征在于：所述柔性处治层的洒布量为1.2-2.8kgm2；所述弹性隔离层的洒布量为2-5kgm2；所述沥青砂防水层的厚度为2-3cm。3.根据权利要求1所述的一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，其特征在于：所述柔性处治层为A级石油沥青与饱和石膏溶液共混制得的乳化沥青。4.根据权利要求2所述的一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，其特征在于：所述乳化沥青的固含量为50-65%；所述A级石油沥青为90-130号的A级石油沥青。5.根据权利要求1所述的一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，其特征在于：所述弹性隔离层为橡胶轧制成的3-5mm橡胶碎屑。6.根据权利要求1所述的一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，其特征在于：所述沥青砂防水层由石灰石矿料和改性乳化沥青组成，所述石灰石矿料和改性乳化沥青的质量比为100：7-12。7.根据权利要求6所述的一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，其特征在于：所述石灰石矿料的大小为0-3mm、3-5mm以及5-10mm中任意一种或以上的组合。8.根据权利要求6所述的一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，其特征在于：所述改性乳化沥青为改性沥青进行乳化后，即可制得。9.根据权利要求8所述的一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构，其特征在于：所述改性乳化沥青的固含量为50-65%。10.一种用于权利要求1-9所述的处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：原混凝土基面清理，喷涂柔性处治层，撒布橡胶碎屑形成弹性隔离层，摊铺振实沥青砂形成沥青砂防水层。

百度查询： 东南大学;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种处治高铁路基防水封闭层的耐久柔性结构与施工方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD