本發(fā)明涉及高速鐵路無砟軌道路基面防水領(lǐng)域，具體涉及一種用于寒冷地區(qū)高速鐵路無砟軌道路基面防水層伸縮縫的密封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

高速鐵路一種安全舒適、快捷高效、綠色環(huán)保的交通方式，近年來發(fā)展迅速，截止到2016年底，運營里程已達到2.2萬公路。高速鐵路對于改善人民群眾的出行條件、促進區(qū)域合作、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推動社會經(jīng)濟發(fā)展具有不可替代的作用。

高速鐵路無砟軌道的平順性嚴重影響旅客的乘車舒適度及安全運行。路基是無砟軌道的基礎(chǔ)，東北等寒冷地區(qū)高速鐵路路基的凍漲問題嚴重影響無砟軌道的平順性。因此，在寒冷地區(qū)，預防路基的凍漲是高速鐵路建設(shè)及運營維護的關(guān)鍵問題。在預防路基凍漲的各種技術(shù)措施中，路基面防水層的設(shè)計與施工是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，防水層伸縮縫的密封至關(guān)重要，目前，主要采用聚氨酯密封膏對防水層伸縮縫進行密封。聚氨酯密封膏是一種有機材料，抗凍融及耐久性不高，同時，與混凝土防水層(無機材料)界面粘結(jié)性不強，容易破壞，使防水層伸縮縫成為地表水滲入路基的主要通道，造成凍脹和融沉等路基病害，影響無砟軌道的平順性及行車安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服寒冷地區(qū)高速鐵路無砟軌道路基面防水層伸縮縫密封結(jié)構(gòu)抗凍融及耐久性不高、界面粘結(jié)性不強的問題，本發(fā)明提供了一種用于寒冷地區(qū)高速鐵路無砟軌道路基面防水層伸縮縫的密封結(jié)構(gòu)。

為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于寒冷地區(qū)高速鐵路無砟軌道路基面防水層伸縮縫的密封結(jié)構(gòu)，所述伸縮縫的兩側(cè)為混凝土防水層，所述密封結(jié)構(gòu)包括由下至上設(shè)置在所述伸縮縫內(nèi)的嵌縫板、背襯材料、彈性材料和密封膠層。

所述嵌縫板設(shè)置在伸縮縫的底部，起支撐作用，其兩側(cè)與所述混凝土防水層連接。

所述背襯材料的兩側(cè)與所述混凝土防水層連接，背襯材料與其下面的嵌縫板及兩側(cè)的混凝土防水層間不涂刷界面劑，起緩沖作用，確保彈性材料受力時，不影響嵌縫板。

所述彈性材料的上側(cè)及兩側(cè)均涂刷有界面劑，與所述密封膠層及混凝土防水層粘結(jié)，彈性材料主要承受由混凝土防水層傳遞來的沖擊、冷拉及熱壓等作用力。

所述密封膠層的底面及兩側(cè)通過界面劑與所述彈性材料和混凝土防水層粘結(jié)；在所述密封膠層和混凝土防水層的表面涂有耐老化復合涂層。密封膠層起防護作用，具有良好的耐老化、抗凍融及力學性能，耐久性強，確保密封效果。

優(yōu)選的是：

所述嵌縫板為聚乙烯泡沫板，其厚度為24-36mm；

所述背襯材料為聚乙烯泡沫板，其厚度為12-18mm；

所述彈性材料為環(huán)氧樹脂灌漿材料，且在該環(huán)氧樹脂灌漿材料中添加有以環(huán)氧樹脂灌漿材料重量計的3～5wt％的納米二氧化硅，彈性材料的厚度為4-6mm；

所述密封膠為納米矽烷凝膠材料，其中添加以納米矽烷凝膠材料重量計的3～5wt％的納米二氧化硅及0.4～0.6wt％的消泡劑，密封膠5的厚度為8-10mm；

所述界面劑為納米二氧化硅防水涂料，其中添加以納米二氧化硅防水涂料重量計的1～3wt％的聚丙烯酰胺分散劑。優(yōu)選的是，在添加聚丙烯酰胺分散劑時，調(diào)整納米二氧化硅防水涂料的ph值為3～4；

所述耐老化復合涂層1為硅烷乳液，其中添加以硅烷乳液重量計的1～3wt％的納米二氧化硅。

上述納米二氧化硅的粒徑均為50-100nm。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1.本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)采用新型納米材料，為多層結(jié)構(gòu)，防水密封效果好；納米凝膠材料及表面硅烷涂層抗凍融及耐老化性能好。

2.本發(fā)明采用的納米二氧化硅界面劑比表面積大，化學活性及粘結(jié)性強，能確保納米凝膠材料、彈性材料與混凝土防水層粘結(jié)牢固；同時，納米二氧化硅防水涂料能通過滲透結(jié)晶，在混凝土防水層表面形成30-50mm厚的結(jié)晶層，提高混凝土防水層表面的力學性能。

3.本發(fā)明采用的彈性材料具有良好的彈性，抗拉伸及拉力消失后恢復能力強，彈性材料通過界面劑與上側(cè)的密封膠粘結(jié)在一起，而與下側(cè)的背襯材料成分離狀態(tài)，當無砟軌道路基面防水層伸縮縫受冷拉、熱壓及沖擊時，既能確保密封膠的力學性能，又能使背襯材料和嵌縫板不受影響，密封結(jié)構(gòu)的耐久性強。

4.本發(fā)明是多層結(jié)構(gòu)，同時采用新型納米材料為密封膠和界面劑，與傳統(tǒng)的密封結(jié)構(gòu)相比，密封效果好，抗凍融及耐老化等性能提高70-80％。

附圖說明

圖1是帶有本發(fā)明密封結(jié)構(gòu)的路基橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是沿圖2中a-a線的剖視圖；

圖4是本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)的實施流程圖。

其中：

1.耐老化復合涂層2.背襯材料3.混凝土防水層4.嵌縫板

5.密封膠6.界面劑7.彈性材料8.防水層伸縮縫9.軌道板

10.砂漿層11.底座12.線間封閉層13.路基

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的用于寒冷地區(qū)高速鐵路無砟軌道路基面防水層伸縮縫的密封結(jié)構(gòu)進行詳細說明。

本發(fā)明中使用的各種材料市場均有售。在以下的具體實施例中：

環(huán)氧樹脂灌漿材料采用上海隧道建筑防水材料有限公司生產(chǎn)的epx環(huán)氧樹脂灌漿材料。

納米矽烷凝膠材料采用天津科翼鑫益達科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的pertex31納米矽烷凝膠材料。

納米二氧化硅防水涂料采用天津科翼鑫益達科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的益眾986納米二氧化硅防水涂料。

聚丙烯酰胺分散劑采用上海普懿環(huán)保科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的pa2100聚丙烯酰胺分散劑。

硅烷乳液采用江蘇沃佳新材料科技有限公司生產(chǎn)的沃佳硅烷乳液。

參見圖1-圖3，本發(fā)明的用于寒冷地區(qū)高速鐵路無砟軌道路基面防水層伸縮縫的密封結(jié)構(gòu)，所述伸縮縫的兩側(cè)為混凝土防水層，所述密封結(jié)構(gòu)包括由下至上設(shè)置在所述伸縮縫內(nèi)的嵌縫板、背襯材料、彈性材料和密封膠層。

所述嵌縫板設(shè)置在伸縮縫的底部，起支撐作用，其兩側(cè)與所述混凝土防水層連接。

所述背襯材料的兩側(cè)與所述混凝土防水層連接，背襯材料與其下面的嵌縫板及兩側(cè)的混凝土防水層間不涂刷界面劑，起緩沖作用，確保彈性材料受力時，不影響嵌縫板。

所述彈性材料的上側(cè)及兩側(cè)均涂刷有界面劑，與所述密封膠層及混凝土防水層粘結(jié)，彈性材料主要承受由混凝土防水層傳遞來的沖擊、冷拉及熱壓等作用力。

所述密封膠層的底面及兩側(cè)通過界面劑與所述彈性材料和混凝土防水層粘結(jié)；在所述密封膠層和混凝土防水層的表面涂有耐老化復合涂層。密封膠層起防護作用，具有良好的耐老化、抗凍融及力學性能，耐久性強，確保密封效果。

參見圖3，本發(fā)明的用于寒冷地區(qū)高速鐵路無砟軌道路基面防水層伸縮縫的密封結(jié)構(gòu)的實施包括如下步驟：

s1-伸縮縫清理：當混凝土防水層3和伸縮縫8施工完成后，用角磨機對伸縮縫8內(nèi)的松散混凝土及表面脫模劑進行打磨去除，大顆粒雜物用刷子清理，灰塵、浮渣等用吹風機進行清理。

s2-嵌縫板和背襯材料安裝：嵌縫板4和背襯材料2均為聚乙烯材料，量取伸縮縫8的深度、寬度和長度，嵌縫板4厚度為24-36mm，寬度和長度與伸縮縫8相等，然后根據(jù)確定的尺寸對嵌縫板4進行加工。安裝時，應確保嵌縫板4達到伸縮縫8的底部，嵌縫板4與兩側(cè)的混凝土防水層3應緊貼無縫隙，但不涂刷界面劑6。

s3：背襯材料2的厚度為12-18mm，寬度、長度和伸縮縫8相等，根據(jù)確定的尺寸對背襯材料2進行加工。安裝時，應確保背襯材料2與嵌縫板4與兩側(cè)的混凝土防水層3應緊貼無縫隙，但不涂刷界面劑6。

s4-界面劑涂刷：界面劑6為納米二氧化硅防水涂料，涂刷前應調(diào)整納米二氧化硅防水涂料的ph值為3～4，并添加1～3wt％的聚丙烯酰胺分散劑，用攪拌機高速攪拌均勻后，將界面劑6涂刷于伸縮縫8兩側(cè)的混凝土防水層3，涂刷范圍位于背襯材料2上側(cè)高4-6mm，長度和伸縮縫8相等。

s5-彈性材料灌注：待界面劑6表干后，立刻進行彈性材料7灌注，避免界面劑因暴露時間過長而粘結(jié)灰塵，影響其粘結(jié)效果。彈性材料7為環(huán)氧樹脂灌漿材料，其中添加3～5wt％的納米二氧化硅，確保彈性材料7通過界面劑6與兩側(cè)的混凝土防水層3粘結(jié)牢固。彈性材料7灌注高度為4-6mm，灌注過程中應確保均勻，表面平整。

s6-密封膠灌注：待彈性材料7實干后，重復步驟s4，對彈性材料7上表面及兩側(cè)混凝土防水層3涂刷界面劑6，兩側(cè)混凝土防水層3涂刷范圍為彈性材料上側(cè)到兩側(cè)混凝土防水層3頂面(高8-10mm)。界面劑6表干后，立刻進行密封膠5的灌注，密封膠5為納米矽烷凝膠材料，其中添加3～5wt％的納米二氧化硅及0.4～0.6wt％的消泡劑，避免密封膠5灌注過程中產(chǎn)生氣泡，影響其力學性能和密封效果，同時確保密封膠5通過界面劑6與兩側(cè)的混凝土防水層3和下側(cè)的彈性材料7粘結(jié)牢固。密封膠5灌注高度為8-10mm，灌注過程中應確保均勻，表面平整。

s7-密封膠耐老化防護：待密封膠5實干后，重復步驟s4，對密封膠5及兩側(cè)混凝土防水層3上表面涂刷界面劑6(密封膠5的高度與兩側(cè)混凝土防水層3的表面平齊)，兩側(cè)混凝土防水層3噴涂寬度均為10mm，界面劑6表干后，立刻噴涂耐老化復合涂層1。耐老化復合涂層1為硅烷乳液，其中添加1～3％wt的納米二氧化硅，涂于密封膠5和混凝土防水層3的表層，范圍與界面劑6噴涂范圍一致。