高铁封闭层伸缩缝止水结构
阅读说明：本技术 高铁封闭层伸缩缝止水结构 (High-speed railway seal coat expansion joint stagnant water structure ) 是由 邓逆涛 陈锋 李泰灃 张千里 闫宏业 程远水 张栋 杜翠 王鹏程 闫鑫 尧俊凯 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高铁封闭层伸缩缝止水结构,伸缩缝形成在由混凝土浇筑成的第一结构和第二结构之间,止水结构包括设置在伸缩缝底部的止水带；止水带包括带体,带体顶面的两侧分别设置有至少一根止水肋条,止水肋条沿伸缩缝的长度方向延伸,带体顶面两侧的止水肋条分别设置在第一结构、第二结构的底部并与第一结构、第二结构浇筑为一体；止水带上方的伸缩缝内从下到上依次填充有填缝层和密封层。与现有技术相比,本发明提供的止水结构通过在止水带上设置止水肋条并浇筑在伸缩缝两侧的混凝土结构中,增加混凝土结构与止水带的结合面积,改变并延长渗水路径,有效阻止雨水渗透到路基,提高路基服役长效性。(The invention provides a water stop structure for an expansion joint of a high-speed rail sealing layer, wherein the expansion joint is formed between a first structure and a second structure which are formed by pouring concrete, and the water stop structure comprises a water stop belt arranged at the bottom of the expansion joint; the water stop belt comprises a belt body, wherein at least one water stop rib is arranged on each of two sides of the top surface of the belt body respectively, the water stop ribs extend along the length direction of the expansion joint, and the water stop ribs on the two sides of the top surface of the belt body are arranged at the bottoms of the first structure and the second structure respectively and are poured into a whole with the first structure and the second structure; the expansion joint above the water stop is sequentially filled with a joint filling layer and a sealing layer from bottom to top. Compared with the prior art, the water stop structure provided by the invention has the advantages that the water stop ribs are arranged on the water stop belt and are poured in the concrete structures at two sides of the expansion joint, the combination area of the concrete structures and the water stop belt is increased, the water seepage path is changed and prolonged, rainwater is effectively prevented from permeating a roadbed, and the service durability of the roadbed is improved.)
技术领域
本发明涉及一种高铁防水技术领域，尤其涉及一种高铁封闭层伸缩缝止水结构。
背景技术
高速铁路无砟底座板和路肩封闭层由于先后浇筑混凝土的施工工序需预留纵向伸缩缝，为了预防封闭层的鼓胀和开裂，浇筑封闭层时也需设置横向伸缩缝，若伸缩缝的结合处处理措施不当便会发生渗漏问题。由于自然降水，轨道板和路肩的雨水通过伸缩缝流入底座版和封闭层底部基床，在列车动动力荷载的反复抽吸作用下，基床表层级配碎石中的细颗粒经底座板伸缩缝、底座板和路肩封闭层伸缩缝流出而形成冒浆病害，雨水汇入较多时也会产生路基不均匀沉降病害，这些病害严重影响列车运行平稳性及安全性。无砟轨道封闭层伸缩缝同时也是缓冲轨道变形和封闭层涨缩的保护缝。
在伸缩缝处设置止水措施是防止接缝渗漏问题的常用措施，目前高铁封闭层伸缩缝多采用顶部密封胶和底部聚乙烯泡沫板填充的嵌缝措施(参见图8)，具体地，路肩两侧封闭层为C25纤维混凝土，C25纤维混凝土封闭层无砟轨道支承层间应沿线路纵向设置伸缩缝，缝宽10mm，上部10mm采用硅酮嵌缝胶封闭，下部70mm采用聚乙烯泡沫板填充(不同设计院对缝宽、硅酮嵌缝胶、聚乙烯泡沫板厚度和高度设计不一)，冻胀地区可根据情况调整嵌缝胶和聚乙烯泡沫板的高度。然而在使用过程中，由于密封胶材料耐老化性不足，基本2年以上便会出现收缩开裂问题，防水和密封效果失效，冒浆、不均匀沉降病害频发，严重影响路基服役的长效性。由于密封胶有效服役期较短，高频率的维修导致工务部分维修成本增加。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种高铁封闭层伸缩缝止水结构，其可有效防止雨水由伸缩缝渗入路基，提高路基服役长效性。
本发明提供的一种高铁封闭层伸缩缝止水结构，所述伸缩缝形成在由混凝土浇筑成的第一结构和第二结构之间，所述止水结构包括设置在所述伸缩缝底部的止水带所述止水带包括带体，带体顶面的两侧分别设置有至少一根止水肋条，所述止水肋条沿所述伸缩缝的长度方向延伸，所述带体顶面一侧的止水肋条设置在所述第一结构的底部并与所述第一结构浇筑为一体，所述带体顶面另一侧的止水肋条设置在所述第二结构的底部并与所述第二结构浇筑为一体；所述止水带上方的伸缩缝内从下到上依次填充有填缝层和密封层。
通过在止水带上设置止水肋条并浇筑在伸缩缝两侧的混凝土结构中，增加混凝土结构与止水带的结合面积，改变并延长渗水路径，当雨水流入伸缩缝后，止水带通过与混凝土紧密结合的向上凸起的止水肋条阻止雨水渗透到路基，提高路基服役长效性。
优选地，所述止水肋条的顶部横截面的宽度大于底部横截面的宽度；使止水肋条不易从混凝土中松脱，保证止水带与混凝土紧密粘连，阻止雨水渗透到路基。
优选地，所述止水肋条的底部的横截面为矩形，所述止水肋条的顶部的横截面为圆形、T形、L形或者Y字形。止水肋条的顶部的横截面为圆形、T形、L形或者Y字形，增大了止水带与伸缩缝两侧的混凝土结构的结合面积，使止水肋条不易从混凝土中松脱，保证止水带与混凝土紧密粘连，阻止雨水渗透到路基。
优选地，所述带体顶面的两侧分别设置有两根止水肋条，所述两根止水肋条中与所述带体的中部较近的一根止水肋条的高度高于另一根止水肋条的高度；靠近带体的中部的止水肋条高度越高，止水效果越好。通过增加止水肋条的设置数量，增大了止水带与伸缩缝两侧的混凝土结构的结合面积，保证与混凝土紧密粘连，阻止雨水渗透到路基。
优选地，所述带体顶面还设置有齿槽。通过设置齿槽可增大止水带与伸缩缝两侧的混凝土结构的结合面积。
优选地，所述止水带由橡胶材料制成。利用橡胶材料的高弹性和可伸缩性，实现混凝土与止水肋条的紧密连接，进一步防止雨水渗入地基；同时适应两侧结构的差异变形，提高路基服役长效性。
优选地，所述止水带由高强度抗老化橡胶制成，提高止水带的使用寿命，从而提高路基服役长效性。
优选地，所述填缝层为填充在所述伸缩缝内的聚乙烯板。
优选地，所述带体顶面的中部设置有缓冲止水肋条，所述缓冲止水肋条沿所述伸缩缝的长度方向延伸并伸入所述伸缩缝中，所述缓冲止水肋条的两侧与所述伸缩缝的侧壁紧密贴合，所述密封层和所述填缝层均为填充在所述伸缩缝内的弹性砂浆层。使用砂浆层替代现有的以硅酮嵌缝胶形成的密封层，可有效降低材料成本。当弹性砂浆层出现破碎时，可使用较稀的弹性砂浆直接浇筑在损坏的弹性砂浆层上进行修补，无需全部拆除重新浇筑，修补方便。缓冲止水肋条可对到来自弹性砂浆层以及伸缩缝两侧混凝土结构的压力进行缓冲，并由于缓冲止水肋条顶部两侧与伸缩缝的两侧的混凝土结构紧密贴合，从而阻止雨水沿伸缩缝下行渗透到路基。
优选地，所述第一结构为封闭层，所述第二结构为底座板；或者所述第一结构和所述第二结构为相邻的两个封闭层。
与现有技术相比，本发明提供的高铁封闭层伸缩缝止水结构通过在底座板与封闭层之间的纵向伸缩缝及相邻两个封闭层之间的横向伸缩缝的底部布设止水带，通过在止水带上设置止水肋条并浇筑在伸缩缝两侧的混凝土结构中，增加混凝土结构与止水带的结合面积，改变并延长渗水路径，当雨水流入伸缩缝后，止水带通过与混凝土紧密结合的向上凸起的止水肋条阻止雨水渗透到路基，提高路基服役长效性。利用橡胶材料的高弹性和可伸缩性，实现混凝土与止水肋条的紧密连接，进一步防止雨水渗入地基；同时适应两侧结构的差异变形，提高路基服役长效性，解决现有封闭层嵌缝材料老化和施工质量控制难度大的和伸缩缝界面清理不干净极易影响密封胶粘连效果，进而造成离缝的问题。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
附图说明
在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1为本发明一实施例提供的高铁封闭层伸缩缝止水结构的结构示意图(用于纵向伸缩缝)；
图2为本发明一实施例提供的高铁封闭层伸缩缝止水结构的结构示意图(用于横向伸缩缝)；
图3为本发明另一实施例提供的高铁封闭层伸缩缝止水结构的结构示意图(用于纵向伸缩缝)；
图4为本发明另一实施例提供的高铁封闭层伸缩缝止水结构的结构示意图(用于横向伸缩缝)；
图5为本发明又一实施例提供的高铁封闭层伸缩缝止水结构的结构示意图(用于纵向伸缩缝)；
图6为本发明又一实施例提供的高铁封闭层伸缩缝止水结构的结构示意图(用于横向伸缩缝)；
图7为本发明再一实施例提供的高铁封闭层伸缩缝止水结构的结构示意图(用于纵向伸缩缝)；
图8为现有的用于纵向伸缩缝的止水结构的示意图。
附图标记说明：
1、底座板；2、封闭层；3、密封层；4、填缝层；5、止水带；6、带体；7、止水肋条；8、齿槽；9、缓冲止水肋条；10、弹性砂浆层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
如图1、图2所示，高铁封闭层伸缩缝形成在由混凝土浇筑成的底座板1和封闭层2之间以及相邻的两个封闭层2之间。高铁封闭层伸缩缝止水结构包括在底座板1与封闭层2之间的纵向伸缩缝、相邻两个封闭层2之间的横向伸缩缝的底部布设的止水带5，止水带5两侧分别固定在底座板1、封闭层2边缘；止水带5上方的伸缩缝中依次设置填缝层4和密封层3。优选地，填缝材料(如聚乙烯泡沫板)填充在伸缩缝中形成填缝层4，密封胶(如硅酮嵌缝胶)填充在伸缩缝中形成密封层3。当雨水流入伸缩缝后，止水带5通过与混凝土浇筑的底座板1、封闭层2紧密结合的向上凸起的止水肋条7阻止雨水渗透到路基。底座板1和封闭层2均为混凝土结构。
止水带5包括带体6，带体6顶面的左右两侧各设置有一个止水肋条7，止水肋条7的固定在带体6顶面并向上凸起，止水肋条7的延伸方向与伸缩缝的长度方向一致。止水带5水平放在路基上面，止水带5的中心线与伸缩缝的中心线在大致对齐。如图1所示，带体6顶面右侧的止水肋条7设置在伸缩缝右侧的底座板1的底部并与该底座板1浇筑为一体；带体6顶面左侧的止水肋条7设置在伸缩缝左侧的封闭层2的底部并与该封闭层2浇筑为一体。如图2所示，带体6顶面左侧的止水肋条7设置在伸缩缝左侧的封闭层2的底部并与该封闭层2浇筑为一体，带体6顶面右侧的止水肋条7设置在伸缩缝右侧封闭层2的底部并与该封闭层2浇筑为一体。由于止水肋条7的设置，增大了止水带5与伸缩缝两侧的混凝土结构结合面积，保证与混凝土结构紧密粘连，阻止雨水渗透到路基。优选地，止水带5的长度不小于伸缩缝的长度，当雨水流入伸缩缝时可沿着两个止水肋条7之间的带体6流入到伸缩缝外端，进一步流入到路基排水沟内。
止水带5优选由橡胶材料制成的橡胶止水带5，橡胶止水带5具有高弹性，伸缩性，在保证与混凝土紧密粘连的同时，也可适应伸缩缝两侧混凝土结构的差异变形。进一步优选地，止水带5优选由高强度抗老化橡胶制成，使止水带5同时具有强变形能力和高耐疲劳性，从而达到与混凝土的贴合能力和防水效果以及使用的长久性。
以图1所示的高铁封闭层伸缩缝止水结构为例，在底座板1浇筑前，将橡胶止水带5的一侧固定在底座板1边缘，浇筑底座板1混凝土过程中保证止水肋条7与混凝土充分结合，施工过程中对预留在底座板1外侧的止水带5需进行保护。
浇筑封闭层2混凝土时，将止水带5另一侧固定在对应需浇筑的封闭层2边缘，在底座板1和封闭层2伸缩缝填充聚乙烯板，浇筑封闭层2混凝土过程中保证止水肋条7与混凝土充分结合。
为了进一步增大了止水带5与伸缩缝两侧的混凝土结构的结合面积，使止水肋条不易从混凝土中松脱，保证与混凝土紧密粘连，阻止雨水渗透到路基，可将止水肋条7设计为底部的横截面为矩形，顶部的横截面为圆形的结构，并且圆形直径大于矩形的宽度。
为了提高止水带5的防水能力，可增加止水肋条7的数量，进一步增加止水肋条7与伸缩缝两侧的混凝土结构的结合面积。如图3、图4所示，在带体6顶面的左右两侧各设置有两根止水肋条7，优选地，对于位于同侧的两根止水肋条7，其高度随着其与带体6中心线的距离的增大而减小。
如图5、图6所示，为了提高止水带5的防水能力，两个止水肋条7之间的带体6顶面上还设置有齿槽8，进一步增加止水带5与伸缩缝两侧的混凝土结构的结合面积。
如图7所示，带体6顶面的中部设置有缓冲止水肋条9，缓冲止水肋条9沿伸缩缝的长度方向延伸并伸入伸缩缝中，缓冲止水肋条9的顶端的两侧与伸缩缝的两侧的混凝土结构紧密贴合。缓冲止水肋条9上方的伸缩缝内填充弹性砂浆，形成弹性砂浆层10。弹性砂浆层10可起到支撑伸缩缝以及对伸缩缝顶部进行密封的作用，即弹性砂浆层10具有填缝层4和密封层3的作用。缓冲止水肋条9可对到来自弹性砂浆层10以及伸缩缝两侧混凝土结构的压力进行缓冲，并由于缓冲止水肋条9顶部两侧与伸缩缝的两侧的混凝土结构紧密贴合，从而阻止雨水沿伸缩缝下行渗透到路基。
最后应说明的是：以上实施方式及实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式及实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式或实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施方式或实施例技术方案的精神和范围。