专利名称:蛇纹化白云石尾碴防污道床的制作方法
本发明涉及铁路线路上部建筑道床材料和结构，本发明可用于重载铁路运煤线，在某些条件下，也可作为路面隔离层。
传统的道床材料及结构，以采用碎石道碴为主，在我国多采用石灰岩碎石颗粒级配的道碴结构，由于空隙在0.4左右，列车上漏下的煤、石灰屑堵塞碴间空隙，不易排水，久之会造成道床板结和翻浆。特别是枕下碴床板结层较坚硬，破底清筛很困难，清筛周期半年～1年，加之我国行车密度高，在运输繁忙区段，行车间隔只有几分钟，在保证铁路列车正常运营条件下，进行道床的维修养护作业十分困难，代价也是高昂的。
为了解决这一问题，曾采用了各种在基床表层防污的措施，如美国圣太菲铁路、法国诺尔德铁路，采用粘结的聚合物和柏油，使洗净的碎石表层粘结，形成基床表层封闭层，防止污秽物质侵入道床，减少道床下沉量。苏联利用石棉工业废碴，破碎的橄榄岩化蛇纹岩废碴作为道床材质，解决重载列车运煤线防护污染的措施，迄今已经铺设三万五千公里。防污效果很好。
经实际化验，苏联防污道床材质使用橄榄岩化蛇纹岩的废碴，其化学成份除MgO，CaO以外，Fe2O3约占8%，含量较高，对轨道绝缘不好，道床在使用中，一经道床顶部与钢轨底部接触，有导电可能性，此外，苏联尾碴中含MgO成份占35%，这就导致耐酸性较差而耐碱性强。
我国境内的石棉矿废碴，矿床属于蛇纹岩化白云岩，承重道碴颗粒主要是白云石成份，除CaO占22%偏高外，具有白云石强度高，韧性好的特点，Fe2O3占0.4%，绝缘性能很好，耐酸、耐碱性能均好。
表1苏联尾碴与本发明尾碴化学成份分析表
本发明的目的是利用蛇纹化白云石尾碴材料作为防污道床，它具有下述优点(1)使用材料是开采石棉的剩余弃碴，属于三废利用，材料资源十分丰富。(1)冬季没有冻害，不需要维修，而根据苏联资料，石棉碴道床冬季维修量是夏季的2倍。(3)可以解决碎石道床难以解决的道床防污问题。(4)与碎石道床相比，道床稳定快，累积残余变形小。(5)道床支承弹性好，抗冲击能力强。(6)道床纵、横向阻力都较碎石道床优越。(7)施工方便，可以在脏污碎石道碴上铺填。
本发明是这样实现的由蛇纹化白云石尾矿组成的隔断层复盖在碎石道碴层上，形成复合式道床结构，该蛇纹化白云石尾矿颗粒材料必须掺水夯实，使在潮湿、密实状态下形成网络结构隔断层，上述两个条件需要同时满足;蛇纹化白云岩尾矿防污道床的材料成份中SiO2占25-30%，CaO占20-25%，MgO占18-22%，Fe2O3＜0.5%，烧失量25%;网络结构隔断层的施工最佳含水量为6-14%，最大容重1.75T/M3，尾矿材料颗粒级配使用矿山0.1-25mm粒径天然级配，＞20-25mm的颗粒不超过15%，小于0.1mm的不超过10%，石棉短纤维占尾碴颗粒材料总重量的1.2-1.25%，长度≥0.25mm，复合式道床结构由不同粒径或材料组成，它们自上而下分别为粒径＜5mm蛇纹化白云石细颗粒厚度30-50mm，前述蛇纹化白云石尾矿级配颗粒厚150mm，已清筛碎石道碴和混合碎石道碴，尾碴边坡斜率1∶1.5～1∶1.75;尾碴道床坡脚至现有道床开挖后坡脚距离不小于200mm。
图1蛇纹化白云石尾碴天然混合级配图。
图2复合式道床结构示意图，参见图1图中列出苏联使用的石棉尾碴颗粒分析曲线和本发明颗粒分析曲线，图中苏联技术规范TyⅡⅡ254-72，-南张村混碴筛分，……京广线褡裢混碴筛分，-苏联国家标准rOCT24580-81，横座标-尾碴粒径尺寸(0.1-25mm)，纵座标-筛上剩余量百分数。
参见图21-道床肩部宽度350mm，2-钢筋混凝土轨枕长度2500mm，3-尾碴道床厚度150mm，4-未清筛的碎石道碴，5-钢筋混凝土轨枕下为防护负弯矩设置的塑料袋，袋内装填柔性材料，柔性材料可以是锯末或其他就地取材代用品，6-尾碴坡脚距既有碴床坡脚距离200mm，7-道床表层细粒碴，粒径φ5-25mm，厚度8～10mm。8-为了排除地表水，道床肩部可以设双侧坡(直线)，也可以设一面坡(曲线部分)，9-线路双侧或单侧排水沟。
现结合具体实施例进一步叙述本发明的静、动态试验结果和使用效果(1)石太线阳泉以东是北京铁路局主要运煤线，铺设碎石道床后脏污严重，因道床板结失去弹性，每年需要破底清筛，这项工作劳动强度大，需要工时多，中修破底清筛道床用工量700-800工/公里，还不包括捣固，调平，整细等工作，不仅浪费人力物力，还会影响轨道的稳定性和良好运营状态。铺设蛇纹化白云石尾碴道床后经一年多的运营表明线路防污效果良好，有效地防止了污物渗入道床。而且扒碴、捣固作业方便，劳动强度小，道床分层夯实后，经两三列列车运行，下沉量3-4mm后即达到总沉陷量的90%，而碎石道床经捣固密实后，经过200万吨运量后，才能进入道床稳定阶段。
(2)京广线褡裢站下行正线上试铺104米，采用枕底清筛机换铺尾碴方法施工，对这种道床进行了动力测试，测试了道床压力，振动加速度，支承弹性系数(D值)，钢轨动弯应力，复合式道床钢轨下沉量，道床纵横向阻力，和接头振动加速度及其与碎石道床的对比如表2
本发明使用材料的强度、韧性、磨耗、抗冻等力学试验结果如表
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试验证明复合式道床设计中，尾碴碴肩宽度350mm，线路的纵、横向阻力已经足够满足要求，道床边坡1∶1.5，要注意排除地表水和道床排水，维修人员要注意当尾碴隔断层因失水开裂时，会导致粉尘，故而要及时浇水夯实，每年春融或入冬前，清扫两次道床。这种道床适应于降雨量适中的非干旱地区，路基排水良好的区间上采用。每年每公里可节约维修费500元，一个中修期可节约30，000～35，000元，不需要补充碎石和枕木，还具有扒碴、捣固作业方便，劳动强度小等社会效果。
权利要求
1.一种蛇纹化白云石尾碴防污道床，本发明的特征是需要同时满足下述两个条件-由蛇纹化白云石尾碴组成的隔断层复盖在碎石道碴层上，形成复合式道床结构；-对该蛇纹化白云石尾矿颗粒材料必须掺水夯实，使在潮湿、密实状态下形成网络结构隔断层；
2.按权利要求
1的蛇纹化白云石尾碴防污道床，其特征是前述蛇纹化白云石尾碴材料成份中SiO2占25-30%，CaO占20-25%，MgO占18-22%，Fe2O3＜0.5%，烧失量25%;
3.按照权利要求
1或2的蛇纹化白云石尾碴防污道床，其特征是网络结构隔断层的施工最佳含水量为6-14%，最大容重1.75T/M3;
4.按权利要求
1的蛇纹化白云石尾碴防污道床，其特征是尾碴材料颗粒级配使用矿山0.1-25mm粒径天然级配，＞20-25mm的颗粒不超过15%，小于0.1mm的不超过10%;
5.按权利要求
1的蛇纹化白云石尾碴防污道床，其特征是石棉纤维占尾碴颗粒材料总重量的1.20-1.25%，长度≥0.25mm;
6.按权利要求
1的蛇纹化白云石尾碴防污道床，其特征是复合式道床结构由数层不同粒径的材料组成，它们自上而下分别为粒径＜5mm蛇纹化白云石尾碴细颗粒，厚度30-50mm，前述蛇纹化白云石尾碴级配颗粒厚150mm，已清筛碎石道碴和混合碎石道碴;
7.按权利要求
1或6的蛇纹化白云石尾碴防污道床，其特征是道碴边坡斜率1∶1.5～1∶1.75，尾碴道床坡脚至即有道床开挖后坡脚距离不小于200mm。
专利摘要
一种蛇纹化白云石尾碴防污道床，它由蛇纹化白云石尾矿组成的隔断层覆盖在碎石道碴层上，形成复合式道床结构，这种尾矿颗粒材料必须掺水夯实，使在潮湿、密实状态下形成网络结构隔断层。这种复合式道床上层的尾矿材料资料丰富，属于三废利用，其静、动态稳定性能良好，能迅速完成大部分沉陷，节省维修劳力和费用。要注意满足施工和维修工艺要求。
文档编号E01B27/00GK87104379SQ87104379
公开日1988年7月13日 申请日期1987年6月25日
发明者朴立华 申请人:北京铁路局北京科学技术研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan