【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高铁路基工程，具体来说，涉及轻质填料的制备方法、铁路路基结构及其铺设方法。
技术介绍
1、更快的运行速度对线路的平顺性和稳定性提出了更高的要求。高铁车辆引起的结构振动通过路基到周围地层向外传播，不仅危及轮轨系统本身的安全性能，还对高铁路基结构耐久性能产生不利影响。高速铁路路基减振措施种类繁多，减振效果参差不齐，总体而言存在造价高而效果不够明显的缺点。
2、大量针对路基填料的研究表明，基床表层和基床底层的变形量可以占到整个路基总变形量的50％以上。随着高速铁路的迅速发展，对高铁路基填料强度和变形特性的研究已经成为热点问题。减、隔震材料的使用能够有效地降低高铁路基在动力荷载作用下的变形行为。如果能够研发出一种新型的减隔震填料，并将其广泛地应用到高速铁路的路基材料当中，实现产业化推广，将在极大程度上解决这个问题。目前，装配式结构与施工技术已成为铁路工程建设发展的重要趋势之一，现有的轻质高强混凝土等材料在高速铁路路基建设中可以通过机械发泡效果起到强化路基性能的作用，良好的整体性和较低的渗透系数可以减少路基病害。但其作为装配式机制填料，如何实现针对其基本力学特性、减振性能、抗腐蚀性、耐久性等性能的统一提升还需进一步的研究论证。
3、现有技术方案：
4、(1)一种基于轻质填料的市政道路及桥台回填的施工方法(cn110219216b)
5、中铁十六局集团有限公司专利技术公开了一种基于轻质填料的市政道路及桥台回填的施工方法，包括如下步骤：将水泥、轻集料与水混合并搅拌后得到水泥浆；采用
6、(2)一种桥梁拱上填料用轻质填料(cn107265953b)
7、东南大学专利技术涉及一种桥梁拱上填料用轻质填料，所述轻质填料由以下质量份组成，pⅱ52.5或42.5水泥500-600份，锂渣60-240份，发泡剂2-3份，减水剂3-4份，耐碱玻璃纤维10-30份，乳液防水剂2-5份，苯丙乳胶粉12-100份，增稠剂1-3份，水250-300份，待轻质填料浇筑28d后，在轻质填料混凝土表面浸渍硅烷杂化有机硅防水涂料。该方法利用水泥、锂渣、水、减水剂、苯丙乳胶粉、耐碱玻璃纤维、氟硅丙烯酸酯乳液防水剂等制备轻质填料，并在轻质填料表面浸渍硅烷杂化有机硅防水涂料，与普通轻质填料相比强度更高、吸水率和沉降率大幅减少，耐久性显著增强，可以作为桥梁拱上填料，着手解决普通轻质填料吸水率高、沉降严重、耐久性差的问题。
8、这两种轻质填料路基结构在实际应用过程中，仍然存在一些缺陷和挑战。以下是针对轻质填料全基床路基和轻质填料基床底层路基两种技术的主要缺陷分析：
9、结构刚度差异导致的裂缝问题：
10、轻质填料材料在公路路桥过渡段的应用中，当其下部结构出现刚度差异或不均匀变形时，尤其是在承载能力较弱的地基上，容易导致整体结构的不稳定。这种不稳定性首先在结构下部形成裂缝，随后裂缝扩展至顶部，进而可能导致整体结构的破坏。由于轻质填料的弹性模量与传统混凝土相比较低，这种差异加剧了不均匀沉降的风险。
11、级配碎石的质量和铺设要求：
12、轻质填料基床底层路基在使用级配碎石作为表层时，对碎石的质量和铺设技术提出了较高的要求。碎石层的均匀性和厚度控制对整体路基的稳定性和排水性能至关重要。若碎石层铺设不均或排水设计不当，可能会导致水分积聚，从而影响路基的稳定性和耐久性。
13、高成本问题：
14、轻质填料的生产和运输成本普遍高于传统混凝土材料。此外，这些路基结构的施工技术要求较高，需要专业的设备和技术人员。这些因素加在一起可能会显著增加整个道路项目的成本，尤其是在大规模的基础设施建设中。
15、恶劣气候条件下的脆弱性：
16、轻质填料路基在恶劣的气候环境下，特别是在雨雪天气、极端低温和反复的冻融循环条件下，其性能可能会受到影响。这些条件下，路基结构和功能的完整性可能会被破坏，导致裂缝、沉降或其他路基病害的发生。特别是在冬季，冻融循环可能会导致轻质填料结构的微观损伤，进而影响其宏观性能。
17、快速抢通能力的不足：
18、当路基遭受垮塌、冲毁、淹没等毁灭性破坏时，由于轻质填料路基的特殊构造和材料特性，其快速抢通和修复的能力相对较弱。这种类型的路基结构需要精确的材料匹配和施工技术，一旦损坏，修复过程可能既复杂又耗时，影响道路的快速恢复使用。
19、综上所述，尽管这两种轻质填料路基结构在许多方面表现出色，但在实际应用中也存在一系列的挑战和限制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于给快速装配基块式铁路路基结构提供一种减震型轻质填料，这种减振轻质填料主要着眼于通过内部填料的科学配置以及对减振型轻质填料路基进行分层设计，装配基块式铁路路基第一层采用中空玻璃微珠轻质填料填筑，装配基块式铁路路基第二/三层采用固废协同轻质填料填筑，在此结构中，中空玻璃微珠的使用是一个关键创新点。中空玻璃微珠在轻质填料中的均匀分布，能有效地吸收和分散这些振动波，从而减少对铁路路基的冲击，延长路基的使用寿命，并为列车乘客提供更平稳的乘坐体验。此外，这种设计方法还考虑到了环境的可持续性。中空玻璃微珠、橡胶颗粒和粉煤灰的使用不仅提高了材料的性能，同时也是一种环保的选择，因为这些材料可以从废弃的玻璃材料、轮胎和矿渣中回收和再利用，从而减少了对环境的负担。
2、本专利技术公开的技术方案如下：
3、一种用减振型轻质填料的制备方法，其特征为：
4、步骤1：原料和配比
5、包括硅酸盐水泥、粉煤灰、中空玻璃微珠、聚羧酸减水剂和烷基磺酸碱金属盐及水解蛋白质按质量比复合组成的液体发泡剂；
6、步骤2：轻质填料的制备过程，包括：发泡剂的稀释和制泡；混合搅拌；成型和养护；
7、步骤3：轻质填料容重设计
8、进行混合干料总体积、所需水总体积及轻质填料泡沫质量的精确计算，以及轻质填料设计密度的确定。
9、本专利技术还公开一种装配基块式铁路路基结构，其特征为：所述铁路路基结构自上而下包括防水层、装配基块式铁路路基和地基；装配基块式铁路路基位于地基上方，上方设有沥青混凝土浇筑而成的防水层；所述铁路路基由预制的上述的减振型轻质填料制成的基块组合而成。
10、本专利技术还公开一种铁路路基，其特征为：由上述的装配基块式铁路路基结构组成，该基块结构型态为长方体或正方体构型；相邻装配基块之间采用单点卯榫连接方式。
11、本专利技术还公开一种铁路路基的铺设方法，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种减振型轻质填料的制备方法，其特征为：
2.根据权利要求1所述的一种减振型轻质填料的制备方法，其特征为：所述普通硅酸盐水泥的强度等级为42.5、粉煤灰、15～85μm的中空玻璃微珠、减水率大于20％的聚羧酸减水剂、和烷基磺酸碱金属盐及水解蛋白质按质量比0.2％～0.4％复合组成的液体发泡剂。
3.根据权利要求1所述的一种减振型轻质填料的制备方法，其特征为：所述发泡剂的稀释和制泡过程如下：使用A01型发泡剂，与水按稀释倍率混合后装入储液罐；通过空压机加压至0.5MPa，控制发泡剂与空气的混合比，生成理想密度的泡沫。
4.根据权利要求3所述的一种减振型轻质填料的制备方法，其特征为：所述混合搅拌为：将配比好的水泥放入搅拌锅中搅拌2分钟，然后加入溶解好的减水剂和水，继续搅拌3-5分钟；接着加入预制的泡沫，搅拌至泡沫与料浆均匀混合。
5.根据权利要求4所述的一种减振型轻质填料的制备方法，其特征为：所述成型和养护为：将混合好的泡沫轻质土浇筑成试件，覆膜后转移到养护室中，控制温度在20±2.0℃，进行自然养护直至达到拆模的强度要求。
...【技术特征摘要】
1.一种减振型轻质填料的制备方法，其特征为：
2.根据权利要求1所述的一种减振型轻质填料的制备方法，其特征为：所述普通硅酸盐水泥的强度等级为42.5、粉煤灰、15～85μm的中空玻璃微珠、减水率大于20％的聚羧酸减水剂、和烷基磺酸碱金属盐及水解蛋白质按质量比0.2％～0.4％复合组成的液体发泡剂。
3.根据权利要求1所述的一种减振型轻质填料的制备方法，其特征为：所述发泡剂的稀释和制泡过程如下：使用a01型发泡剂，与水按稀释倍率混合后装入储液罐；通过空压机加压至0.5mpa，控制发泡剂与空气的混合比，生成理想密度的泡沫。
4.根据权利要求3所述的一种减振型轻质填料的制备方法，其特征为：所述混合搅拌为：将配比好的水泥放入搅拌锅中搅拌2分钟，然后加入溶解好的减水剂和水，继续搅拌3-5分钟；接着加入预制的泡沫，搅拌至泡沫与料浆均匀混合。
5.根据权利要求4所述的一种减振型轻质填料的制备方法，其特征为：所述成型和养护为：将混合好的泡沫轻质土浇筑成试件，覆膜后转移到养护室中，控制温度在20±2....
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡德钩，欧阳明哲，毕宗琦，闫宏业，李泰灃，尧俊凯，李竹庆，苏珂，李世敏，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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