[发明专利]一种富水地基抗冻胀无砟轨道路基结构

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程，特别涉及一种季节性冻土地区富水地基无砟轨道铁路低路堤及路堑的抗冻胀问题。

背景技术

在季节性冻土地区分布有大量富水地基，如软土地基、地下水位较浅的富水路堑及低路堤等，冻结深度范围内的富水地基在季节性温度变化时，会发生较大的冻胀及消融变形，当无砟轨道高速铁路以低路堤或路堑形式通过这种富水地基时，发生的过大冻胀及消融变形将严重影响到铁路的运营安全，目前还没有较好的办法来解决此问题，故急迫需要一种富水地基抗冻胀无砟轨道路基结构来解决存在的问题，同时需具有经济、环保和施工方便等特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种富水地基抗冻胀无砟轨道路基结构，以有效提高无砟轨道高速铁路低路堤及路堑的抗冻胀变形效果，而且便于施工。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种富水地基抗冻胀无砟轨道路基结构，其特征是它包括：钢筋混凝土钻孔桩，沿线路纵向间隔成排设置；承载板，设置在钢筋混凝土钻孔桩顶部并与之固结；找平层，设置在富水地基上；缓冲支撑层，设置在承载板与找平层之间；轨道板，设置在承载板顶部并与之固结；所述缓冲支撑层包括平面防水层、剖面防水层，平面防水层沿竖向间隔设置，剖面防水层填充于相邻两平面防水层之间。

本发明的有益效果是，可以有效解决季节性冻土地区富水地基无砟轨道高速铁路低路堤及路堑防冻胀的问题，具有抗冻胀变形效果好、施工方便、经济等特点，具有广阔推广应用前景。

附图说明

本说明书包括如下三幅附图：

图1是本发明一种富水地基抗冻胀无砟轨道路基结构的断面示意图。

图2是本发明一种富水地基抗冻胀无砟轨道路基结构的一种缓冲支撑层示意图。

图3是本发明一种富水地基抗冻胀无砟轨道路基结构的一种缓冲支撑层受力原理示意图。

图中示出构件名称及所对应的标记：钢筋混凝土钻孔桩1、承载板2、找平层3、缓冲支撑层4、平面防水层41、剖面防水层42、轨道板5、富水地基A、地基持力层B。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1，本发明的一种富水地基抗冻胀无砟轨道路基结构包括：钢筋混凝土钻孔桩1，沿线路纵向间隔成排设置；承载板2，设置在钢筋混凝土钻孔桩1顶部并与之固结；找平层3，设置在富水地基上；缓冲支撑层4，设置在承载板2与找平层3之间；轨道板5，设置在承载板2顶部并与之固结。钢筋混凝土钻孔桩1下部伸入地基持力层B的深度满足无砟轨道沉降控制及限制承载板2抗上拱的要求。

参照图1和图2，利用钢筋混凝土钻孔桩1作为持力层，支撑上部承载板2及列车荷载，其设置深度满足无砟轨道高速铁路沉降要求，同时为承载板2提供向下的拉力，避免缓冲支撑层4在冻胀作用下对其产生的向上附加力引起上拱变形。承载板2作为路基表层结构，并支撑上部轨道板5；利用找平层3对富水地基进行找平，便于施工缓冲支撑层4。缓冲支撑层4具有弹性变形及防水保温功能，可采用防水土工材料制成多孔弹性结构，具有防水、保温、重量轻、支撑受力和弹性变形吸能等特点，利用缓冲支撑层4的变形吸能作用缓冲冻胀力对承载板2的直接硬接触力作用，由于缓冲支撑层4的保温作用，降低了富水地基A冻结深度，从而冻胀力减小，钢筋混凝土钻孔桩1所承受的上拔力减小，同时缓冲支撑层4还可作为承载板2的施工平台，此外缓冲支撑层4在非冻胀期可以对承载板2产生一个向上的支撑力，从而改善承载板2的受力状态；轨道板5为列车轨道结构物。

参照图3，缓冲支撑层4的工作原理为：非冻胀期缓冲支撑层4由于自身的弹性伸长作用，富水地基A给予其一个向上的支撑力F1，缓冲支撑层4向承载板2传递一个向上的支撑力F₁；当富水地基发生冻胀作用时，产生的冻胀力F₂传递给缓冲支撑层4，缓冲支撑层4发生△L的弹性压缩变形，从而缓冲支撑层4传递给承载板2的力为F₃，F₁<F₃<F₁+F₂，缓冲支撑层4发生△L的弹性压缩变形越大F₃越小。

该结构可以有效解决季节性冻土地区富水地基无砟轨道高速铁路低路堤及路堑防冻胀的问题，具有抗冻胀变形效果好、施工方便、经济等特点，具有广阔推广应用前景。