高速铁路沥青级配碎石基床及其施工方法技术

本发明专利技术提供一种高速铁路沥青级配碎石基床的施工方法，其包括如下步骤：施工准备、透层沥青和/或粘层沥青洒布、沥青级配碎石的拌和、沥青级配碎石的运输、沥青级配碎石的摊铺、沥青级配碎石的压实与沥青级配碎石的养护。本发明专利技术还提供一种本发明专利技术的方法制得的高速铁路沥青级配碎石基床。通过本发明专利技术的施工方法制得的沥青级配碎石基床作为一种新的高速铁路路基结构形式，可节约路基填料，提高路基承载能力和防水排水能力，延长路基服役寿命，具有广阔的应用前景，并且具有显著的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
高速铁路沥青级配碎石基床及其施工方法
本专利技术属于高速铁路路基结构
具体地，本专利技术涉及一种高速铁路沥青级配碎石基床及其施工方法。
技术介绍
我国高速铁路主要基床结构主要由基床表层和基床底层组成，其中基床表层为铁路Ⅰ型或Ⅱ型级配碎石，若考虑路基防冻胀时可在级配碎石中掺加水泥；基床底层由A、B组填料构成。沥青级配碎石由沥青、粗骨料、细骨料、石灰石粉、沥青增强剂等组成，具有防水性、承载能力、抗开裂、抗疲劳性能好的特点。将沥青级配碎石全断面铺设于基床表层表面，作为基床表层的一部分，可改善基床结构的受力状态与防排水能力，实现对高速铁路路基结构的优化，节约路基填筑材料，提高高速铁路路基的服役性能，延长其使用寿命，具有显著的经济和社会效益。沥青级配碎石的压实质量和施工全过程温度控制将直接影响沥青级配碎石基床的服役性能和寿命。影响沥青级配碎石压实效果的主要因素包括施工全过程的温度控制和压实机械的匹配组合。若各环节施工温度过高，将造成沥青级配碎石的老化，影响其使用寿命；若各环节施工温度过低，沥青材料黏度较大，导致沥青级配碎石难以压实至目标空隙率(设计空隙率)，无法满足室内配合比达到的性能要求。因此，需合理控制沥青级配碎石各环节施工温度，在保证其施工和易性的同时避免沥青级配碎石的老化。此外，根据沥青级配碎石材料的特点，需明确压实至目标空隙率(设计空隙率)或目标压实度所需的压实功，合理选择压实机械、确定压实机械的组合方式，就显得尤为重要。因此，亟需提出高速铁路沥青级配碎石基床结构，并形成配套的施工方法，保证其施工质量和实施效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种保证高速铁路沥青级配碎石基床的施工质量和使用效果的施工方法。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案实现的。在本专利技术的上下文中，术语“骨料”是指包括细骨料和粗骨料的粒料，其在混合料中起骨架和填充作用，包括碎石、砾石、机制砂、石屑、砂等。所述粗骨料是指粒径大于2.36mm的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等；所述细骨料是指粒径小于2.36mm的天然砂、人工砂(包括机制砂)及石屑等。在本专利技术上下文中，术语“沥青增强剂”可以是市售的沥青增强剂，优选为申请号为201711236017.7的专利申请中公开的“沥青混凝土用骨料界面增强剂”，其通过引用整体并入本文。沥青增强剂由以下组分按重量百分比制备而成：弹性体10～50％、合成树脂30～50％、融合油5～30％、色母0～0.5％、抗氧化剂0.25～1.25％。所述的弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和聚苯乙烯丁二烯共聚物中一种或几种。所述的合成树脂为石油树脂、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂中的一种或几种。所述的融合油为煤油、润滑机油和柴油中的一种或几种。所述的色母为树脂颜料。所述的抗氧化剂为松香季戊四醇酯。沥青增强剂的制备方法为：依次将弹性体、合成树脂、色母、抗氧化剂加入搅拌机中搅拌，然后加入融合油继续搅拌均匀，在常温下放置24小时；在110℃～180℃条件下通过螺旋机混匀熔融后挤出成型，冷却切断后形成圆柱状颗粒产品。一方面，本专利技术提供一种高速铁路沥青级配碎石基床的施工方法，其包括如下步骤：(1)施工准备对基床表层级配碎石的顶面标高、几何尺寸和质量进行复核，使得所述基床表层级配碎石的顶面标高、几何尺寸和质量符合《铁路路基设计规范》TB10001和《高速铁路设计规范》TB10621中的规定；然后，悬挂用于控制沥青级配碎石顶面标高的施工导线或导梁；(2)透层沥青和/或粘层沥青的洒布当沥青级配碎石的设计厚度小于等于10cm时，按一层沥青级配碎石层进行设计、摊铺、压实；当沥青级配碎石的设计厚度大于10cm时，将沥青级配碎石分层设计并分层进行摊铺、压实；在基床表层的级配碎石层与沥青级配碎石层之间洒布透层沥青，并且在各个沥青级配碎石层之间洒布粘层沥青；(3)沥青级配碎石的拌和控制沥青的加热温度为160～190℃，骨料加热温度比沥青加热温度高10～30℃；通过间歇式拌和机拌和加热后的沥青、加热后的骨料、、石灰石粉、沥青增强剂以形成沥青级配碎石，并且控制沥青级配碎石的出料温度为170～195℃；(4)沥青级配碎石的运输采用载重大于12吨的运料车运输沥青级配碎石，从拌和机向运料车装料时进行平衡装料，防止粗、细骨料离析；(5)沥青级配碎石的摊铺采用全自动沥青摊铺机进行摊铺，并且在摊铺前，将摊铺机熨平板预热至100℃以上；沥青级配碎石在摊铺前的温度不低于160℃；(6)沥青级配碎石的压实采用初压、复压和终压，按照钢轮压路机与轮胎式压路机组合的方式进行压实；(7)沥青级配碎石的养护待沥青级配碎石摊铺层完全自然冷却，沥青级配碎石表面温度低于50℃后，方可开放交通。优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(1)中的施工准备还包括确保以下施工条件：不在气温低于10℃、5级及以上大风以及雨天的情况下施工。优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(2)中的粘层沥青的洒布量为0.3～0.6L/m2。优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(2)中的透层沥青的洒布量为0.7～2.0L/m2。优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(2)中的透层沥青洒布后，封闭交通，待其充分渗透且水分蒸发完成后，在48小时内进行所述沥青级配碎石的摊铺。优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(2)中的粘层沥青在摊铺沥青级配碎石的当天进行洒布，待粘层沥青破乳并且水分蒸发完成后，紧跟着摊铺沥青级配碎石。优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(2)中的沥青级配碎石按一层进行设计时，选用规格为AGCS-16的沥青级配碎石；所述步骤(2)中的沥青级配碎石分层设计时，从上至下数，第一层选用规格为AGCS-16的沥青级配碎石，其余层各自独立地选用规格为AGCS-20或AGCS-25的沥青级配碎石。在本专利技术中，沥青级配碎石可分为AGCS-25、AGCS-20、AGCS-16三种规格，其中AGCS表示沥青级配碎石(AsphaltGradedCrushedStone，AGCS)，数值表示以毫米计的骨料公称最大粒径。例如，AGCS-16表示骨料公称最大粒径为16mm的沥青级配碎石。优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(3)中的间歇式拌和机每盘的生产周期不少于45s，并且干拌时间不少于10s。优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(5)中的摊铺机的摊铺速度控制在1～3m/min。优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(6)中的钢轮压路机总质量不小于12t，振动频率为35～50Hz，振幅为0.3～0.8mm。优选地，在本专利技术所述的方法中，所述步骤(6)中的轮胎式压路机总质量不小于25t，每一个轮胎的压力不小于15kN，冷态时的轮胎充气压力不小于0.55MPa，轮胎发热后气压不小于0.6MPa，且各个轮胎的气压大体相同。优选地，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速铁路沥青级配碎石基床的施工方法，其包括如下步骤：/n(1)施工准备/n对基床表层级配碎石的顶面标高、几何尺寸和质量进行复核，使得所述基床表层级配碎石的顶面标高、几何尺寸和质量符合《铁路路基设计规范》TB10001和《高速铁路设计规范》TB10621中的规定；然后，悬挂用于控制沥青级配碎石顶面标高的施工导线或导梁；/n(2)透层沥青和/或粘层沥青的洒布/n当沥青级配碎石的设计厚度小于等于10cm时，按一层沥青级配碎石层进行设计、摊铺、压实；/n当沥青级配碎石的设计厚度大于10cm时，将沥青级配碎石分层设计并分层进行摊铺、压实；/n在基床表层的级配碎石层与沥青级配碎石层之间洒布透层沥青，并且在各个沥青级配碎石层之间洒布粘层沥青；/n(3)沥青级配碎石的拌和/n控制沥青的加热温度为160～190℃，骨料加热温度比沥青加热温度高10～30℃；通过间歇式拌和机拌和加热后的沥青、加热后的骨料、石灰石粉、沥青增强剂以形成沥青级配碎石，并且控制沥青级配碎石的出料温度为170～195℃；/n(4)沥青级配碎石的运输/n采用载重大于12吨的运料车运输沥青级配碎石，从拌和机向运料车装料时进行平衡装料，防止粗、细骨料离析；/n(5)沥青级配碎石的摊铺/n采用全自动沥青摊铺机进行摊铺，并且在摊铺前，将摊铺机熨平板预热至100℃以上；沥青级配碎石在摊铺前的温度不低于160℃；/n(6)沥青级配碎石的压实/n采用初压、复压和终压，按照钢轮压路机与轮胎式压路机组合的方式进行压实；/n(7)沥青级配碎石的养护/n待沥青级配碎石摊铺层完全自然冷却，沥青级配碎石表面温度低于50℃后，方可开放交通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路沥青级配碎石基床的施工方法，其包括如下步骤：
(1)施工准备
对基床表层级配碎石的顶面标高、几何尺寸和质量进行复核，使得所述基床表层级配碎石的顶面标高、几何尺寸和质量符合《铁路路基设计规范》TB10001和《高速铁路设计规范》TB10621中的规定；然后，悬挂用于控制沥青级配碎石顶面标高的施工导线或导梁；
(2)透层沥青和/或粘层沥青的洒布
当沥青级配碎石的设计厚度小于等于10cm时，按一层沥青级配碎石层进行设计、摊铺、压实；
当沥青级配碎石的设计厚度大于10cm时，将沥青级配碎石分层设计并分层进行摊铺、压实；
在基床表层的级配碎石层与沥青级配碎石层之间洒布透层沥青，并且在各个沥青级配碎石层之间洒布粘层沥青；
(3)沥青级配碎石的拌和
控制沥青的加热温度为160～190℃，骨料加热温度比沥青加热温度高10～30℃；通过间歇式拌和机拌和加热后的沥青、加热后的骨料、石灰石粉、沥青增强剂以形成沥青级配碎石，并且控制沥青级配碎石的出料温度为170～195℃；
(4)沥青级配碎石的运输
采用载重大于12吨的运料车运输沥青级配碎石，从拌和机向运料车装料时进行平衡装料，防止粗、细骨料离析；
(5)沥青级配碎石的摊铺
采用全自动沥青摊铺机进行摊铺，并且在摊铺前，将摊铺机熨平板预热至100℃以上；沥青级配碎石在摊铺前的温度不低于160℃；
(6)沥青级配碎石的压实
采用初压、复压和终压，按照钢轮压路机与轮胎式压路机组合的方式进行压实；
(7)沥青级配碎石的养护
待沥青级配碎石摊铺层完全自然冷却，沥青级配碎石表面温度低于50℃后，方可开放交通。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(1)中的施工准备还包括确保以下施工条件：不在气温低于10℃、5级及以上大风以及雨天的情况下施工。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(2)中的粘层沥青的洒布量为0.3～0.6L/m2；
优选地，所述步骤(2)中的透层沥青的洒布量为0.7～2.0L/m2；
优选地，所述步骤(2)中的透层沥...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡德钩，叶阳升，姚建平，楼梁伟，石越峰，杨国涛，魏少伟，吕宋，耿琳，叶晓宇，张也，庞帅，李斯，孙宣，李吉亮，张志超，杨伟利，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，北京铁科特种工程技术有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司，中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11