客运专线无砟轨道路基面防水型沥青混合料指标体系与配制技术

在分析无砟轨道路基面防水层功能要求和沥青混合料水力行为的基础上,提出适合客运专线无砟轨道技术要求的路基面防水型沥青混合料SAMI(surface asphalt mixture impermeable)的指标体系。通过大量的马歇尔试验,研究影响SAMI混合料渗透性能的因素如空隙率、沥青含量、级配组成和最大公称粒径,提出路基面防水性沥青混合料的建议技术标准。试验表明,SAMI-10可以作为客运专线无砟轨道路基面防水层的主型设计方案。提出路基面防水型沥青混合料应考虑温度分区,在进行SAMI混合料设计时,应以渗透系数和空隙率作为控制指标,以马歇尔稳定度、冻融劈裂强度比和低温收缩系数作为优化指标。并以SAMI-10为例,给出路基面防水型沥青混合料的配制技术。     

砂粒式防水沥青混合料低温弯曲蠕变试验分析

试验选用沥青用量分别为4%,5%,6%,7%和8%的砂粒式防水沥青混合料AC—5的上限级配、中值级配和下限级配3种级配类型,在温度为0℃条件下进行加载量分别为50,100和200N的弯曲蠕变试验。试验结果表明:沥青用量超过约5%后,依靠提高沥青用量改善沥青混合料的低温抗裂性能效果甚微;加载量为100N时,试件跨中弯曲蠕变速率大于加载量50和200N所对应的弯曲蠕变速率;3种级配的沥青混合料弯曲蠕变速率为下限级配大于中值级配,中值级配大于上限级配。根据试验结果的综合分析并考虑低空隙率、高防渗性等技术要求,关于防水用砂粒式沥青混合料适宜的级配类型建议选用中值级配。     

透水型尾气降解沥青混合料性能评价

为研究透水功能对沥青混合料尾气降解性能的影响,研发透水路面光催化降解尾气测试系统,提出基于光降解试验确定TiO_2掺配方式、粒径和掺量的方法。建立基于连通空隙率的降解性能回归模型,定量分析静态饱水率和动态透水过程对尾气降解效果的影响。研究结果表明:在OGFC-16级配条件下,采用湿法工艺,TiO_2粒径为25 nm,掺量为沥青质量10%时降解效果最优。除100%的饱水率,其他各级饱水率下累积降解率的排序为TAC-16OGFC-16AC-16,累积降解率随饱水率升高而下降;动态透水阶段累积降解率先缓慢升高后快速升高,最后趋于稳定,全过程累积降解率排序为TAC-16OGFC-16AC-16,推荐透水型大孔隙级配作为尾气降解混合料载体;基于混合料降解效果和水稳定性,建议连通空隙率越大越好,但不超过18.7%。     

级配和水泥掺量对泡沫沥青冷再生混合料路用性能的影响

为评价级配和水泥掺量的影响,分别采用无侧限抗压强度试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验和小梁弯曲试验对不同类型泡沫沥青冷再生混合料的力学性能、水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性进行测试.研究结果表明:在再生料中掺加新集料可以降低2.3％～3.3％的空隙率.通过同时掺加新粗、细集料和矿粉来进行再生料级配优化可以获得...     

高铁桥面防水层修复用乳化沥青混凝土压实性能

为探索高铁桥面防水层冻融粉化修复用乳化沥青混凝土的防水性能和力学性能,考虑无砟轨道天窗维修条件,对比分析了重压实、轻压实、免压实乳化沥青混凝土的密实防水性、劈裂强度、抗冻融性及强度发展规律。结果表明：达到相同密实防水状态时,轻压实和免压实试件的液体用量高于重压实试件。免压实试件空隙率略高于轻压实和重压实试件,免压实试件细、中级配防水性良好,粗级配防水性差。免压实试件马歇尔稳定度小于重压实和轻压实试件,但劈裂强度和冻融劈裂强度大于重压实和轻压实试件。免压实试件失水率低于重压实和轻压实试件,尤其在养护初期。重压实和轻压实试件养生1 d满足承受正常车辆荷载的要求,免压实试件养生3 d满足承受行人荷载的要求,养生5 d时满足承受正常车辆荷载的要求。     

不同级配对沥青混合料矿料间隙率的影响

沥青混合料矿料间隙率过大或过小都会对沥青混合料的路用性能产生不利影响。矿料间隙率对沥青混合料强度、耐久性和高温稳定性有很高的敏感度，是沥青混合料设计的一个重要参数之一。主要研究了不同级配对矿料间隙率的影响，通过马歇尔正交试验分析了级配对沥青混合料AC-13矿料间隙率的影响，得出了矿料间隙率与贝雷法评价级配的参数的关系。     

武广铁路客运专线路基防排水施工浅述

结合武广客运专线路基施工工程实践,说明地表排水、路基面防排水和地下排水设施设计,介绍基床表层沥青混合料防水层施工工艺,总结了路基防排水工程施工技术要点,为同类工程提供借鉴和参考.     

钢桥面铺装浇注式沥青混合料性能研究

为研究钢桥面铺装浇注式沥青混合料的性能,对胶结料天然沥青的高温和老化微观机理进行研究,根据马歇尔、硬度、刘埃尔流动度试验确定GMA10浇注式沥青混合料的级配,通过汉堡车辙、弯曲小梁、浸水马歇尔、冻融劈裂、飞散试验以及冲击韧性试验分别对GMA10浇注式沥青混合料的高温、低温、抗水损害及疲劳性能进行评价。研究结果表明:天然沥青可提高改性沥青的高温和老化性能,GMA10浇注式沥青混合料的最佳油石比为11.1%;GMA10浇注式沥青混合料的高温抗车辙性能较差,但组合结构(3.8 cm SMA13+3 cm GMA10)具有较好的高温抗车辙性能;GMA10浇注式沥青混合料的抗水损害性能和低温抗裂性能优于普通热拌沥青混合料,疲劳性能随拌和时间的延长而降低,随拌和温度的提高先提升后减弱;GMA10浇注式沥青最佳拌和温度为210~230℃,最佳拌和温度为120~180 min。     

废弃纤维改善沥青混凝土力学性能试验研究

将废弃的聚丙烯腈纤维添加到沥青混合料中,是一种环保、经济的沥青混合料性能改良方法。本文针对不同纤维含量及纤维长度的沥青混合料进行力学性能试验,分析废弃纤维对沥青混合料马歇尔稳定度、流值、空隙率、回弹模量、疲劳寿命及永久变形值的影响规律,并对纤维增强沥青混合料回弹模量、疲劳寿命与永久变形之间的关系进行探讨。研究结果表明:(1)添加废弃纤维可以增加沥青混合料的稳定性、降低流值;(2)由于废弃纤维使沥青混合料具有抗结构损伤的潜力,因此柔性路面在交通荷载不断增加的情况下,在沥青混合料中加入适量废弃纤维可以改善沥青混合料的疲劳状况,增加路面对裂缝或永久变形的抵抗力。     

考虑级配影响的透水性基床填料细观空隙特征研究

大空隙级配碎石填料因其较好的渗透性能广泛应用于透(排)水性基床,然而级配对细观三维空隙特征的影响尚不明确。针对此不足,对3种代表性级配的透水性基床填料试样开展室内新型平板振动压实试验,并对压实后的试样进行高精度工业XCT扫描,重构其三维模型并获取其内部空隙,计算面空隙率、等效体积和三维形态等空隙结构特征指标,分析不同级配(颗粒堆积结构)对其三维形态及分布规律的影响。研究结果表明,不同级配的试样其内部面空隙率沿高度方向总体呈对称分布,即两端大中部小,骨架密实型颗粒堆积结构试样其面空隙率处于最低水平且沿高度方向的差异性最小,骨架空隙型颗粒堆积结构试样其面空隙率最大且不均匀性也最大;随着颗粒堆积结构从悬浮密实型过渡至骨架密实型再至骨架空隙型,试样内部空隙总数量大幅减小,孤立微空隙和小空隙数量减小,连通性较好的中空隙与大空隙增多;空隙形态逐渐演化为不规则型和长条型,并从较为圆润丰满型过渡至边缘残缺型,具有更好的连通性,可提供水气运移的通道。优化颗粒堆积结构有利于形成连通空隙并提供渗流通道,进而提升基床填料的水-力特性。研究结果可为透水性级配碎石基床填料的优化设计提供理论依据和技术参考。     

有砟轨道沥青级配碎石基床复合改性沥青性能研究

沥青级配碎石基床可作为防水层和结构强化层应用于高速铁路有砟轨道中,但常用的SBS改性沥青无法满足其使用要求。本文通过室内老化试验、动态剪切流变(DSR)试验、多重应力蠕变恢复(MSCR)试验、弯曲梁流变(BBR)试验、线性振幅扫描(LAS)试验、傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析等试验与分析手段,对不同增强剂掺量的复合改性沥青性能进行研究。结果表明:添加增强剂后复合改性沥青的高温抗变形、中温抗开裂以及抗老化性能均有明显改善,且随增强剂掺量的增加改善效果越来越好,但低温抗开裂性能基本没有受影响。根据沥青级配碎石基床的使用要求,推荐采用SBS+8%增强剂的复合改性沥青方案。     

高速铁路路基全断面沥青混凝土防水封闭结构

提出1种高速铁路路基全断面沥青混凝土防水封闭结构,基于该结构工作状态,分析其主要功能特性,设计碾压密实高模量沥青混凝土。将全断面沥青混凝土防水封闭结构应用于工程试验段,跟踪监测其服役特性。结果表明:试验段轨道结构及路堤基床动力性能均满足规范限值要求;试验段基床含水量维持在8%~18%,受天气影响小,而邻近的纤维混凝土对照段基床含水量为10%~35%,随天气波动显著;试验段沥青混凝土的吸热作用,使得路肩处基床温度较对照段大;试验段路基竖向变形监测值较对照段稍大,但均满足限值要求;试验段沥青混凝土与底座等接触情况良好,无松散剥落等病害,仅在底座板接缝处有数条裂缝,而对照段出现较多的纵横向裂缝,严重影响其防水封闭效果;沥青混凝土修补方便,可维护性高。     

土工格栅加筋土挡墙在重载铁路路基中的应用设计

介绍南钢卷轧中厚板厂成品铁路线上 ,40t轴重铁路路肩式挡墙采用土工格栅作拉筋的加筋土挡土墙设计方案及步骤 ,探讨这种特殊挡墙的土工格栅、墙整体、面板、防排水、填料等设计要素的要求和选择     

路基的填料冻胀分类及防冻层设置

我国冻土区铁路路基表层的冻胀病害严重,且没有相应的路基填料冻胀性分类标准。在分析路基的冻胀特性、影响路基冻胀的因素、路基冻害整治中存在的问题的基础上,借鉴国内外地基土的冻胀性分类,并结合铁路路基填料分类的特点、铁路线路冻胀限高和维修标准,提出铁路路基填料冻胀性分类方案,并建议在冻土区设置路基防冻层。路基填料冻胀性分类方案以各类土的细粒含量、冻前含水量和冻胀高度为指标,进行冻胀敏感性和冻胀等级两级分类。路基防冻层应用细粒含量<5%的砂类和细粒含量<15%的砾类、碎石类不冻胀土填筑,防冻层的厚度根据路基的标准冻深。列车的运行速度和载重量确定。     

无砟轨道沥青混凝土支承层准静态设计方法

沥青混凝土铺装轨道结构中,沥青混凝土支承层的厚度设计目前以经验为主。本文建立了轨道板在均布荷载作用下的层状弹性体系理论模型,应用有限元分析和实测数据验证了理论模型的有效性,提出以沥青混凝土层层底拉应变、路基面竖向应力、路基面竖向位移为关键设计指标的沥青混凝土支承层厚度准静态设计方法,并进行了实例设计。结果表明:理论分析结果相比有限元计算结果偏于保守,两者都在实测数据取值范围内;理论模型修正后可用于无砟轨道沥青混凝土支承层的厚度设计;设计指标的阈值可控制设计层的最小适宜厚度。     

既有线提速路基动应力分析

通过对既有线提速区段路基的调研和试验,得出结论,动应力与轴重、速度及线路平顺性有关。列车提速时,轴重增加和轨道不平顺对路基动应力影响最大。路基面动应力在横向呈马鞍分布,动应力沿深度方向衰减较快。采用当量折算和Boussinesq公式推算出的提速后路基动应力与实测值接近。在既有线提速改造中,重点应消除路基病害,提高基床特别是基床表层的强度和稳定性。     

基于BIM技术的数字化路基填筑施工过程控制研究

针对铁路建设施工阶段,研究了基于建筑信息模型(BIM)技术的铁路路基数字化填筑施工过程。通过在推土机、平地机中加装坡度控制系统,实现路基填筑层几何尺寸的精确控制;在压路机中加装连续压实系统,确保路基填筑层的压实质量。工程应用表明,铁路路基数字化填筑施工的应用,实现了路基填筑层几何尺寸与压实质量的可视化控制,保证了每个压实层坡度和厚度的稳定控制;填筑层几何尺寸控制速度与精度明显提高,压实质量明显改善,表面横坡、纵坡均满足设计要求。数字化路基填筑施工进行了严格的过程及质量控制,将施工数据以数字化方式存储、分析、展示,达到了稳定施工质量、过程可追溯的目标。     

基于冻胀变形的基床表层疲劳寿命预测与分析

季节冻土区的铁路建设面临着路基冻胀问题,周期性的循环冻融作用将会加剧路基结构的破坏,从而缩短路基结构的使用寿命。根据基床表层冻胀变形结果,建立基于人工变形边界的应力计算模型,并引用半刚性基层材料疲劳寿命计算公式,分别计算不同水泥添加量下的基床表层的使用寿命。计算结果表明:基床表层的最大拉弯应力随着冻胀波长的不断增大和冻胀量的不断减小而呈现增大的趋势,水泥添加量为0、1%、3%、5%时,对应的基床表层冻胀变形所导致的基床表层最大拉弯应力分别为31.2、57.6、69.0、75.1 k Pa;随着水泥添加量的增加,基床表层的使用寿命不断提高,水泥添加量分别为1%、3%、5%时,基床表层的使用寿命相较于不添加水泥的情况分别增加了27%、36%、48%。     

基于KENTRACK的铁路沥青混凝土底砟层疲劳特性评价

重复动载疲劳损伤是沥青混凝土底砟层的破坏形式之一。本文建立了沥青混凝土底砟层的三维有限元分析模型,分析其在列车荷载作用下的受力变形特性。采用KENTRACK设计方法分析了沥青混凝土底砟层的疲劳寿命。结果表明:沥青混凝土底砟层等厚度替代基床表层的路基结构形式在列车荷载作用下基床表层的竖向动变形和振动加速度明显减小;沥青混凝土底砟层的层底拉应变在10×10^-6~90×10^-6,处于较低水平;沥青混凝土底砟层具有良好的疲劳耐久性,可用于工程实践。