地铁减震隔振弹性混合轻质道床控制工艺的制作方法
【专利说明】地铁减震隔振弹性混合轻质道床控制工艺
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技术领域
[0003]本发明涉及地铁减震隔振弹性混合轻质道床控制工艺，是一种减震隔振的地铁混合弹性轻质道床。
【背景技术】
[0004]随着我国地铁建设速度的加快、运营里程的不断加大，确保地铁运营和谐安全，既是一项重要的民生工程，也是城市发展绿色经济的战略工程，关系到每个人的出行安全。事实上，上海、南京等城市地铁运营中已出现了不少安全隐患与危害，如运营累积沉降、差异沉降严重超标后停运检修，地铁列车振动使衬砌结构出现渗水漏泥危害加剧，甚至出现周边土体与衬砌脱空等问题，这都是城市轨道交通建设中必须面临的挑战。再一个地铁列车振动扰民也是新的投诉问题，地铁列车运营引起的振动通过周围地层向外传播，进一步诱发建筑物的二次振动，对建筑物的结构安全以及居民的工作和日常生活都产生了相当程度的影响。
[0005]出现这些问题有其特殊原因，它是由我国的浅埋深地铁特点决定的。我国地铁的埋深大多在15m左右，属于浅埋地铁，浅埋地铁列车运行时产生的振动影响地铁沿线居民的工作和生活，同时由于地表浅层大多为第四系松软土层，地铁列车振动长期作用，致使地铁周边软弱土层的累积变形严重超标，已影响到地铁的安全运营，甚至产生危害，如上海地铁I号线最大累积沉降接近30cm，年度最大沉降差达到3cm，已严重威胁地铁的安全运营，现在只能限速运营，降低了地铁的运营效率。欧美地铁埋深较大，但相应的造价会高出很多。由于浅埋地铁面临的工况条件复杂，一方面浅层土层多为第四系地层，软弱土层多，且土层物理力学性质变异十分复杂；地铁线路长，穿越不同的土层或地质单元，同时还会遇到大江大河和湖泊，大江大河和湖泊段地铁结构必将承受高水压，再加还有承压地下水，环境非常复杂。因此浅埋地铁又带来这样的问题:①周边软弱土体的累积变形难以控制，②地铁列车振动影响又加大累积变形和衬砌结构耐久防渗的不利影响。
[0006]近年来，我国地铁运输系统迅猛发展，继北京、上海、广州地铁开通后，又有近40个城市开始或计划修建地铁或轻轨。由于城市地铁均贯穿城区商业中心和密集居民小区，对沿线周围建筑物居住环境产生的影响不容忽视。地铁通常采用整体道床结构，为增加轨道的弹性，钢轨扣件采用双弹性垫层设计，即在钢轨和轨枕用之间扣件铁垫板下均设静刚度系数较小的橡胶垫板。减少振源振动通常采取以下几种措施:
[0007]1、采用60kg/m以上的重轨，并尽量采用无缝线路；
[0008]2、减轻车辆的簧下质量，避免车辆与轨道产生共振，这样可降低振动强度1dB土 ；
[0009]3、适当增加地铁埋深，使振动振幅随距离(深度)增加而加大衰减；
[0010]4、采用合适的道床和轨道结构型式，增加轨道的弹性，增设静刚度系数较小的橡胶垫板，振动衰减达到5?10dB，但使用寿命短，后期减振效果差，又无法更换。
[0011]虽然这些减震措施已取得一定效果，但长期的周期振动引起地铁下的地基的累积变变形不断增大，已威胁到地铁的安全运营，并大大增加了运营维护成本。
[0012]现有技术中，通常道床采用C35的混凝土浇注，属于刚性道床，对列车振动基本上没有任何衰减作用。地铁工程在一般区间段的基础道床都没有采用任何减震措施，只是在医院、有减振要求的厂房、机关等部位所在区域采用减振设施，如浮置板式道床、弹性短轨枕式整体道床轨道、橡胶垫板等措施进行减震，但这些措施难以达到好的减震隔振效果，振动衰减6-10dB，使用寿命有限。
【发明内容】
[0013]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供地铁减震隔振弹性混合轻质道床控制工艺，得到一种减震隔振的地铁混合弹性轻质道床，具有明显的减震隔振效果O
[0014]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0015]1、地铁减震隔振弹性混合轻质道床控制工艺，包括以下步骤:
[0016]I)、根据道路减震隔振的设计要求确定弹性轻质混凝土层中混凝土和EPS颗粒的体积比，所述体积比为3:2或3:1或4:1 ;其中，所述混凝土按照C35的要求进行配比，EPS颗粒的密度为12?15kg/m3，EPS颗粒的粒径为I?2mm ;
[0017]2)、按照步骤I)确定的体积比将混凝土和EPS颗粒进行混合，使用振捣器或振捣棒充分将混凝土和EPS颗粒进行均匀拌合；在弹性轻质混凝土的混合过程中添加聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的重量按混凝土拌合时水泥的重量进行控制，具体为:混凝土和EPS颗粒的体积比为3:2时聚丙烯酰胺的重量为水泥重量的1.1%;混凝土和EPS颗粒的体积比为3:1时聚丙烯酰胺的重量为水泥重量的0.8-1.0% ;混凝土和EPS颗粒的体积比为4:1时聚丙烯酰胺的重量为水泥重量的0.6-0.8% ；
[0018]3)、将拌合均匀的弹性轻质混凝土运送到现场进行浇筑，形成表面平整的弹性轻质混凝土层。
[0019]进一步的，所述弹性轻质混凝土层的厚度为25?30cm。
[0020]进一步的，聚丙稀酰胺的粘度大于50000mpa.S。
[0021]有益效果:本发明提供的地铁减震隔振弹性混合轻质道床控制工艺，使地铁减震隔振弹性混合轻质道床更有效地减振隔振，因为EPS颗粒的作用一是吸收地铁列车行驶产生的振动波和振动能量，二是由于EPS颗粒和混凝土这两种材料的波阻抗差较大，因此通过混合弹性轻质道床基础层的透射能量将比较小，这样地铁振动能量传递到地铁衬砌或管片上的能量就较小；这样可以有效地阻隔和减小列车振动的能量传递到地铁的衬砌结构，并由衬砌结构传到周边的地基土体中，对地表的建筑物和地铁地基产生附加振动或引发二次振动，以致产生影响甚至危害。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的一种结构示意图；
[0023]图2为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0025]如图1所示为一种地铁减震隔振弹性混合轻质道床，如何有效控制其质量是关键。
[0026]本发明主要采用混合混凝土和ESP颗粒形成弹性轻质混凝土层1，其厚度为25?30cm ;这一弹性轻质混凝土层I设置在地铁道床的底部为基础道床，与地铁的衬砌管片4相接触。
[0027]EPS颗粒和混凝土这两种材料的波阻抗差较大，因此通过的透射能量将比较小，这样使得透射传播的振动能量衰减，其能量衰减达20dB以上，起到明显的减震隔振作用。这种复合结构道床既满足强度和长期稳定要求，又有一定的弹性，其减震隔振的效果较明显。
[0028]弹性轻质混凝土层I吸收地铁机车行驶产生的振动波和振动能量，这样可以有效地阻隔和减小机车振动的能量传递到地铁的衬砌结构，并由衬砌结构传到周边的岩土体中，对地表的建筑物和地铁地基产生附加振动，以致产生影响甚至危害，对软土地基的地铁建设可减小因机车振动引起的累积变形。如图1所示，输入振动冲击波2经过基础道床和地铁衬砌管片4后形成输出振动冲击波3。
[0029]地铁减震隔振弹性混合轻质道床控制工艺，具体包括如下步骤:
[0030]实施例一:
[0031]1、根据道路减震隔振的设计要求确定混合弹性轻质道床材料中混凝土和EPS颗粒的体积比，混凝土和EPS颗粒的体积比为3: 2，减震隔振的设计要求越高，EPS颗粒的含量越大。混凝土按照C35的要求进行配比，EPS颗粒的密度为12?15kg/m3，EPS颗粒的粒径为I?2_ ；
[0032]2、按照确定的体积比对混凝土和EPS颗粒进行混合，使用振捣器或振捣棒充分将混凝土和EPS颗粒进行均匀拌合；为防止浇筑弹性轻质混凝土层I过程中的振捣导致EPS颗粒上浮，影响弹性轻质