一种快速装配基块式铁路路基结构及其施工方法与流程

本发明属于铁路路基结构，具体涉及一种快速装配基块式铁路路基结构。

背景技术：

1、

2、现有技术，如公开号cn 208577903 u，该申请人浙江兆筑建材有限公司公开了一种组合式箱式路基，包括底板、两块侧向墙以及顶板，其中，底板和顶板均为预制混凝土板，侧向墙为预制混凝土墙：项板位于底板的上方，且各侧向墙的竖向两端分别拼接底板和顶板以形成中空箱体。该结构可以节省土地资源、减少填料用量、减少铁路路基工程建设时间和建设费用。然而，该结构得主要不足在于：（1）预制材料采用混凝土，结构整体重量较重，无法有效控制路基工后沉降，可能产生较大变形；（2）该结构属于箱涵型桥梁结构的变种，而非真正模块化的装配式铁路路基；（3）当该结构遭受破坏时，需要整体拆除替换，并未使经济性和实用性等达到较好的平衡；

3、cn 217922871 u，该申请人上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司公开了一种装配式路基构造结构，包括土基，土基上方设有素混凝土层，素混凝土层上方铺设有预制路基，预制路基上方铺设有应力吸收层，应力吸收层上方由下到上依次铺设有ac-25沥青混合料层、ac-20沥青混合料层和sma-13沥青混合料层。该结构现场装配，生产效率高，人工成本可减少50%以上：路板无渗漏、无裂痕；能够实现设计、生产、施工一体化、精细化，通过标准化、装配化形成集成技术：可以实现资源节约。然而，该结构得主要不足在于：（1）该结构每块薄壁箱梁简单的堆放在土层之间，无任何连接方式，可能会导致薄壁箱梁位置错动，影响行车安全；（2）该结构属于隧道基础槽型结构得变种，而非真正模块化的装配式铁路路基；

4、cn 220503584 u，该申请人郑伟公开了一种道路铺设用装配式路基，包括桩体组件、连接梁组件和面板组件，面板组件包括预制面板，预制面板设置为多个且共线设置，相邻预制面板之间设置有现浇缝，预制面板两端均设置有环形钢筋，环形钢筋置于现浇缝内，连接梁组件包括横梁，横梁对称设置于预制面板底部两端，对称设置的所述横梁顶部均匀焊接有连接板，连接板置于现浇缝内，连接板表面均匀固定有连接筋，连接筋贯穿环形钢筋内部，桩体组件包括桩基，桩基顶端固定有抱箍，通过混凝土面板同时和横梁以及管桩进行固接，增加面板的固接面积，保证整体的稳定性，使整体装配式桩板路基结构强度提高。然而，该结构得主要不足在于：（1）基块之间采用现浇方式和螺栓紧固连接，需要进行养护，施工周期长；（2）预制板采用混凝土材料，结构整体重量较重，无法有效控制路基工后沉降，可能产生较大变形。

5、总之，关于装配式铁路路基结构基块主体形式仍停留在桥梁、隧道等基础槽型、箱涵型等结构，本质上仍属于桥梁等结构的变种，而非真正的装配式铁路路基，并未使经济性、装配施工成本、实用性等达到较好的平衡。且大多针对路基在占地面积大、地基处理成本高及结构安全可靠等方面对铁路路基结构进行优化设计，鲜有考虑极端灾害下路基快速抢通方面的问题。此外，现有装配式路基大多在公路工程上应用较多，基块采用混凝土材料预制，结构整体重量较重，无法有效控制路基工后沉降，可能产生较大变形；现有装配式路基相邻基块大多采用螺栓或现场浇筑钢筋混凝土两种连接方式；采用螺栓连接基块时，连接形式复杂，基块之间可能拼装不平整，出现较大缝隙，后期产生不均匀沉降，影响行车安全；采用现场浇筑钢筋混凝土连接基块时，待浇筑完成后养护周期较长，导致现场施工效率低下，无法开展上部结构的施工。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对装配式铁路路基结构在软土地区变形控制、新旧高铁接入区域、极端灾害下路基快速抢通等应用场景下的功能基本需求，提出一种快速装配基块式铁路路基结构，提高现场施工效率，减少工程占地面积、铁路路基病害和特殊工程环境下地基处理代价高等问题，为进一步研究装配式铁路路基新型结构的功能性、可行性和适用性提供支撑。其技术方案如下：

2、一种快速装配基块式铁路路基结构，该结构自上而下包括：防水层、装配基块式铁路路基、地基，其特征为：

3、所述装配基块式铁路路基在地基上方铺设，所述装配基块式铁路路基上方设有防水层；

4、所述防水层由沥青混凝土浇筑而成，所述装配基块式铁路路基由基块组合而成，基块结构型态分别为长方体构型或正方体构型，基块由泡沫轻质土材料在工厂预制；

5、所述装配基块式铁路路基采用简单、快捷的单点卯榫连接方式，即基块与邻近基块凹凸嵌合连接为整体。

6、本发明还公开一种快速装配基块式铁路路基结构的施工方法，该方法包括上述的快速装配基块式铁路路基结构，其特征为，包括如下步骤：

7、步骤1：从下部到上部进行地基处理，并进行表面整平处理；

8、步骤2：整平地基的同时，提前在工厂基块模具内浇筑泡沫轻质土，浇筑时应该确保均匀连续浇筑，且边浇筑、边采用有振动功能的模台振捣，最后进行养护、拆卸，取出成型的基块；

9、步骤3：在处理好的地基上铺设预制基块，形成铁路路基结构，铺设预制基块按顺序进行：

10、步骤4：待基块拼装完毕后，在路基上方铺设一层3cm厚的沥青混凝土防水层并进行养护。

11、有益效果

12、1.新型装配基块式铁路路基卯榫连接及预制拼装方式极大提升建造效率和技术经济性。本结构基块采用相对简单的单点卯榫连接方式，不用像其他新型装配式铁路路基采用现场浇筑钢筋混凝土连接并进行养护，可有效提高现场施工效率；本结构路基采用预制基块铺设，尺寸可根据实际情况进行调整，有效解决常规路基因放坡需求占大量土地的问题；本结构减少了施工过程中的人力和物力投入，降低了总体建设成本；本结构整体具备良好的承载性能和抗变形能力，相对常规路基结构最大变形减少约30%。

13、2.创新采用装配式机制填料，具有高强度、高稳定性、高耐久性优势，可有效控制工后沉降

14、本结构基块采用泡沫轻质土材料预制，泡沫轻质土作为一种自重轻、强度高、绿色环保、稳定性和耐久性良好的轻质材料，一方面在列车荷载作用下能够充分发挥材料自身的性能、保持良好的使用性能，减少路基病害；另一方面可有效减少路基荷载引起的附加应力，在软土地基置换处理、新线接入既有高铁站场的路基帮宽时可以有效控制路基沉降，进而提高轨道结构稳定性、平顺性和可靠性，保证列车运行的平稳与舒适性；

15、3.新型装配基块式铁路路基结构工程韧性强，具备极端灾害条件下快速抢通能力

16、相较于传统铁路路基和现有装配式铁路路基，本结构基块构型简单、连接方便、材料轻质，装配化水平更高，可根据不同的铁路路基需求进行定制和组合；在极端灾害与特殊地质气候环境下，铁路路基遭受垮塌、冲毁、淹没等毁灭性破坏时，本结构快速抢通能力更快捷。

技术特征：

1.一种快速装配基块式铁路路基结构，包括装配基块式铁路路基、防水层、地基，其特征为：

2.根据权利要求1所述的快速装配基块式铁路路基结构，其特征为：所述装配基块式铁路路基结构为长方体构型，长方体构型的装配基块式铁路路基根据基块的分布位置，分为顶层基块、中层基块、底层基块；其中：

3.根据权利要求1所述的快速装配基块式铁路路基结构，其特征为：所述装配基块式铁路路基结构为正方体构型，该正方体构型的装配基块式铁路路基根据基块的分布位置，分为边角基块、表层基块、中心基块、底层基块；所有正方体的基块边长为1m，不同位置设置的凸凹台尺寸相同。

4.根据权利要求3所述的快速装配基块式铁路路基结构，其特征为：边角基块有四种型式，表层基块、中心基块、底层基块各有一种型式：

5.一种快速装配基块式铁路路基结构的施工方法，该方法基于权利要求1所述的快速装配基块式铁路路基结构，其特征为，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的快速装配基块式铁路路基结构的施工方法，其特征为：所述步骤2中对基块模具要求如下：

7.根据权利要求5所述的快速装配基块式铁路路基结构的施工方法，其特征为：

技术总结一种快速装配基块式铁路路基结构，包括装配基块式铁路路基在地基上方铺设，装配基块式铁路路基上方设有防水层；防水层由沥青混凝土浇筑而成，所述装配基块式铁路路基由基块组合而成，基块结构型态分别为长方体构型或正方体构型，基块由泡沫轻质土材料预制；所述装配基块式铁路路基采用单点卯榫连接方式，即基块与邻近基块凹凸嵌合连接为整体。本发明可有效提高现场施工效率；有效解决常规路基因放坡需求占大量土地的问题；在软土地基置换处理、新线接入既有高铁站场的路基帮宽时可以有效控制路基沉降，进而提高轨道结构稳定性、平顺性和可靠性，保证列车运行的平稳与舒适性。技术研发人员：蔡德钩,闫宏业,李世敏,毕宗琦,尧俊凯,李泰灃,李竹庆,苏珂受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13