阅读说明：本技术 城市有轨电车轨侧半柔性过渡结构及其施工方法 (Urban tramcar rail side semi-flexible transition structure and construction method thereof ) 是由 张中杰 程樱 刘书 崔逸鹏 刘静之 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了城市有轨电车轨侧半柔性过渡结构及其施工方法,沥青混凝土铺装和轨顶密封胶设有半柔性过渡层；半柔性过渡层为高分子复合材料,在硬化后,其刚度在沥青混凝土铺装和轨顶密封胶之间；步骤如下：1、架设钢轨,通过胶粘剂安装钢轨柔性包裹；2、浇筑钢筋砼道床板,埋入沥青敷设护板；3、按道路施工要求敷设沥青混凝土铺装；4、待沥青混凝土铺装施工完成且达到强度后,施工轨顶密封胶；5、切割去除水平向的沥青敷设护板,采用移动拌合机加热半柔性过渡层材料,达到预设温度后出料浇灌,待冷却稳定后形成半柔性过渡层。本发明通过提高沥青混凝土与轨顶密封层的粘结性与刚度过度性,解决埋入式整体道床钢轨侧沥青混凝土开裂、破损难题。(The invention discloses a semi-flexible transition structure at the rail side of an urban tramcar and a construction method thereof.A semi-flexible transition layer is arranged on asphalt concrete pavement and rail top sealant; the semi-flexible transition layer is made of a polymer composite material, and after the semi-flexible transition layer is hardened, the rigidity of the semi-flexible transition layer is between asphalt concrete pavement and rail top sealant; the method comprises the following steps: 1. erecting a steel rail, and installing a steel rail flexible package through an adhesive; 2. pouring a reinforced concrete road bed board, and embedding asphalt to lay a guard plate; 3. paving asphalt concrete according to the road construction requirement; 4. constructing the rail top sealant after the asphalt concrete pavement construction is completed and the strength is reached; 5. and cutting to remove the horizontal asphalt laying guard plate, heating a semi-flexible transition layer material by adopting a movable mixing machine, discharging and pouring after reaching a preset temperature, and forming the semi-flexible transition layer after cooling and stabilizing. The invention solves the problems of cracking and damage of the asphalt concrete at the steel rail side of the embedded type monolithic roadbed by improving the cohesiveness and rigidity transition of the asphalt concrete and the rail top sealing layer.)

城市有轨电车轨侧半柔性过渡结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及有轨电车轨道建造技术领域，特别涉及城市有轨电车轨侧半柔性过渡结构及其施工方法。

背景技术

城市有轨电车作为一种中运量的城市轨道交通制式，已成为当今我国城市公共交通系统的重要组成部分。据不完全统计，我国目前已有超过15个城市开通运营、超过20个城市正在建设、约90个城市规划建设有轨电车线路。由于运营时间长、养护维修只能利用夜间停运时间，且主要为地面线形式，我国城市有轨电车正线一般采用埋入式整体道床。对于地面线混行道或平交道口，埋入式整体道床需与市政道路结合采用沥青混凝土铺装。然而，在钢轨与沥青混凝土衔接处，由于沥青骨料与钢轨包裹均为偏柔性材料，局部不易压实而导致钢轨侧沥青混凝土密实度不足，而且社会车辆制动产生的横向冲击、钢轨振动造成的疲劳性破坏、钢轨柔性包裹材料受压时的不均匀变形等多个不利因素共同作用，普遍出现开裂、破损的现象，开裂破损宽度平均达到5cm以上。轨道外侧及包裹材料失去沥青混凝土层保护，病害加剧发展，严重影响到有轨电车的行车安全和舒适性。

因此，针对城市有轨电车上述工程特点与难题，提供一种简单有效、质量可靠、经济合理的结构形式防止埋入式整体道床钢轨侧沥青混凝土开裂，是目前行业亟待解决的棘手问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供城市有轨电车轨侧半柔性过渡结构及其施工方法，实现的目的是通过提高沥青混凝土与轨顶密封层的粘结性与刚度过度性，解决城市有轨电车地面线混行道或平交道口埋入式整体道床钢轨侧沥青混凝土开裂、破损难题。

为实现上述目的，本发明公开了城市有轨电车轨侧半柔性过渡结构，包括钢轨；所述钢轨的中部和下部通过胶黏剂设置有钢轨柔性包裹；所述钢轨的两侧靠近上部位置，所述钢轨柔性包裹的上方设有轨顶密封胶；所述钢轨的外侧，从下向上依次设有钢筋砼道床板和沥青混凝土铺装。

其中，所述沥青混凝土铺装和所述轨顶密封胶设有半柔性过渡层；

所述半柔性过渡层为高分子复合材料，在硬化后，其刚度在所述沥青混凝土铺装和所述轨顶密封胶之间；

所述沥青混凝土铺装靠近所述轨顶密封胶位置的上表面设有一个用于填充所述半柔性过渡层的凹槽。

优选的，所述凹槽的横截面成阶梯形，靠近所述轨顶密封胶部分的深度大于远离所述轨顶密封胶部分的深度。

更优选的，成阶梯形的所述凹槽靠近所述轨顶密封胶(7)一侧的深度2a≥40mm，另一侧的深度为a；

所述凹槽的宽度为2b，与沥青混凝土铺设时整体升降温、城市道路等级、沥青混凝土密实度有关，计算公式公式如下：

b≥(η¹η²η³b_e)_n×10

其中，b_e为半柔性过渡层基础宽度，取50mm；

η¹为温度系数，结合沥青混凝土铺设时整体升降温△_T；T₀为沥青混凝土铺设时温度；T_e为项目所在地最高/最低有效温度标准值，无相关技术要求时，可按当地日平均最高/最低气温T_t考虑极端温度影响修正考虑；

η²为道路等级系数，结合城市道路工程相关设计规范划分为快速路、主干路、次干路和支路；

η³为沥青混凝土密实度系数，结合公路沥青路面施工相关规范，按照密实度由大到小，取1.0～1.1。

优选的，所述凹槽底部设有沥青敷设护板。

更优选的，所述沥青敷设护板为硬质橡胶，其厚度不小于道路细粒式沥青混凝土层厚度。

优选的，所述半柔性过渡层为三组分、热施工、可采用浇筑式成型的复合高分子材料；其中，第一种组分与轨顶密封胶材料同源，第二种组分与沥青材料同源，第三种组分为两者胶粘材料。

优选的，钢轨柔性包裹为高分子发泡材料或橡胶。

优选的，所述胶粘剂为改性硅烷或环氧粘合剂。

本发明还提供城市有轨电车轨侧半柔性过渡结构的施工方法，步骤如下：

步骤1、架设所述钢轨；然后通过所述胶粘剂安装所述钢轨柔性包裹；

步骤2、浇筑所述钢筋砼道床板，并埋入沥青敷设护板；

步骤3、按道路施工要求敷设所述沥青混凝土铺装；

步骤4、待所述沥青混凝土铺装施工完成且达到强度后，施工轨顶密封胶；

步骤5、切割去除水平向的所述沥青敷设护板，采用移动拌合机加热半柔性过渡层材料，达到预设温度后出料浇灌，待冷却稳定后形成半柔性过渡层。

本发明的有益效果：

本发明采用半柔性过渡层结构兼具良好的承载力和柔韧性，而且具有优异的抗疲劳损伤能力和化学稳定性。

本发明由于材料与轨顶密封胶、沥青同源，在施工中可利用高温和轨顶密封胶、沥青混凝土形成良好的边界融合，大大降低了边界粘结失效的风险。

本发明施工工艺可高度集成，基本不增加工期。

本发明外观与轨顶密封胶可以完美融合，与沥青色差小，美观平顺。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本发明一实施例的结构示意图。

图2示出本发明一实施例中完成步骤1的状态示意图。

图3示出本发明一实施例中完成步骤2的状态示意图。

图4示出本发明一实施例中完成步骤3的状态示意图。

图5示出本发明一实施例中完成步骤4的状态示意图。

图6示出本发明一实施例中完成步骤5的状态示意图。

具体实施方式

实施例

如图1所示，城市有轨电车轨侧半柔性过渡结构，包括钢轨1；钢轨1的中部和下部通过胶黏剂3设置有钢轨柔性包裹2；钢轨1的两侧靠近上部位置，钢轨柔性包裹2的上方设有轨顶密封胶7；钢轨1的外侧，从下向上依次设有钢筋砼道床板4和沥青混凝土铺装6。

其中，沥青混凝土铺装6和轨顶密封胶7设有半柔性过渡层8；

半柔性过渡层8为高分子复合材料，在硬化后，其刚度在沥青混凝土铺装6和轨顶密封胶7之间；

沥青混凝土铺装6靠近轨顶密封胶7位置的上表面设有一个用于填充半柔性过渡层8的凹槽。

本发明的原理如下：

针对现代有轨电车地面线混行道或平交道口埋入式整体道床与市政道路结合处，普遍出现轨侧沥青混凝土开裂、破损的工程难题，综合考虑道路沥青混凝土铺设时整体升降温、道路等级、密实度的影响，通过工程总结、耦合分析、参数归纳手段，提供了一种防止埋入式整体道床钢轨侧沥青混凝土开裂的轨侧半柔性过渡层及其施工方法，填补了城市有轨电车行业空白、推动了行业技术进步。

首先，本案半柔性过渡层结构兼具良好的承载力和柔韧性，而且具有优异的抗疲劳损伤能力和化学稳定性。

其次，由于材料与轨顶密封胶、沥青同源，在施工中可利用高温和轨顶密封胶、沥青混凝土形成良好的边界融合，大大降低了边界粘结失效的风险。

又次，施工工艺可高度集成，基本不增加工期。

最后，外观与轨顶密封胶可以完美融合，与沥青色差小，美观平顺。

在某些实施例中，凹槽的横截面成阶梯形，靠近轨顶密封胶7部分的深度大于远离轨顶密封胶7部分的深度。

在某些实施例中，成阶梯形的凹槽靠近轨顶密封胶(7)一侧的深度2a≥40mm，另一侧的深度为a；

凹槽的宽度为2b，与沥青混凝土铺设时整体升降温、城市道路等级、沥青混凝土密实度有关，计算公式公式如下：

b≥(η¹η²η³b_e)_n×10

其中，b_e为半柔性过渡层基础宽度，取50mm；

η¹为温度系数，结合沥青混凝土铺设时整体升降温△_T，按表1进行插值计算；T₀为沥青混凝土铺设时温度；T_e为项目所在地最高/最低有效温度标准值，无相关技术要求时，可按当地日平均最高/最低气温T_t考虑极端温度影响修正考虑；

η²为道路等级系数，结合城市道路工程相关设计规范划分为快速路、主干路、次干路和支路，按表2取用；

η³为沥青混凝土密实度系数，结合公路沥青路面施工相关规范，按照密实度由大到小，取1.0～1.1。

表1：温度系数

表2：道路等级系数

假定某项城市有轨电车工程，铺设道路沥青混凝土时为春季，气温在16℃，当地日平均最高/最低气温T_t分别为33℃和-2℃，道路细粒式沥青混凝土表层厚度45mm，为城市主干路，施工时沥青混凝土试验段密实度为98.5％，则：

当地最高/最低有效温度标准值T_e分别为29.32℃和-2℃；

整体升降温△_T＝28℃；按表1线性插值，η¹取1.09。

按表2，η²取1.05。结合公路沥青路面施工相关规范，密实度为规范允许范围中值，故η³取1.05。

所以，a取22.5mm，b＝60mm。

在某些实施例中，凹槽底部设有沥青敷设护板5。

在某些实施例中，沥青敷设护板5为硬质橡胶，其厚度不小于道路细粒式沥青混凝土层厚度。

在某些实施例中，半柔性过渡层8为三组分、热施工、可采用浇筑式成型的复合高分子材料；其中，第一种组分与轨顶密封胶材料同源，第二种组分与沥青材料同源，第三种组分为两者胶粘材料。

在某些实施例中，钢轨柔性包裹2为高分子发泡材料或橡胶。

在某些实施例中，胶粘剂3为改性硅烷或环氧粘合剂。

如图2至图6所示，本发明还提供城市有轨电车轨侧半柔性过渡结构的施工方法，步骤如下：

步骤1、架设钢轨1；然后通过胶粘剂3安装钢轨柔性包裹2；

步骤2、浇筑钢筋砼道床板4，并埋入沥青敷设护板5；

步骤3、按道路施工要求敷设沥青混凝土铺装6；

步骤4、待沥青混凝土铺装6施工完成且达到强度后，施工轨顶密封胶7；

步骤5、切割去除水平向的沥青敷设护板5，采用移动拌合机加热半柔性过渡层材料，达到预设温度后出料浇灌，待冷却稳定后形成半柔性过渡层8。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。