[发明专利]一种采用聚氨酯稳定基层材料的高铁路基及其铺设方法

说明书

本发明公开了一种采用聚氨酯稳定基层材料的高铁路基及其铺设方法，高铁路基包括质量含量为1%‑10%的聚氨酯高聚材料和质量含量为90%‑99%的碎石，聚氨酯高聚材料由A原料和B原料以1∶0.3至1∶12的质量比混合反应制得，A原料为氰酸酯类材料，B原料包括多元醇、疏水剂、扩链剂、表面活性剂、偶联剂、抗氧剂、发泡剂、催化剂。本发明的优点是：提高了高铁路基材料的强度、密实性、保水性、抗收缩开裂性、抗冻融性、抗水损以及抗酸性，在列车荷载下能够防止水侵蚀高铁路基，克服高铁路基翻浆冒泥问题，避免重复修复。

技术领域

本发明属于高铁路基技术领域，具体涉及一种采用聚氨酯稳定基层材料的高铁路基及其铺设方法。

背景技术

路基是铁路轨道的基础，它承受铁路轨道的重量及机车车辆的动力荷载，同时还不断遭受到水流、风沙、雨雪、严寒、高温等的侵袭和各种不良地质条件及人为因素的影响。

高铁无砟轨道翻浆冒泥病害主要是底座板（或支承层）和基床表层之间的翻浆冒泥，该病害在CRTS I型无砟轨道板中较为严重。

翻浆冒泥是指在列车往复荷载作用下，路基土层中细颗粒土移动至上部粗骨料层中，在雨水和列车循环荷载作用下，泥浆（土水混合物）或粗颗粒土（严重时）也会从底座板和封闭层之间的侧缝和伸缩缝翻出。路基翻浆会引起纵向上基础刚度不均匀，造成无砟轨道差异沉降，沪宁城际因为翻浆冒泥造成了垂直加速度达到Ⅱ级甚至Ⅲ级超限，影响轨道的平顺性，从而降低列车运行的安全性和舒适性。国内有许多学者都对路基翻浆产生的原因和治理办法进行了研究。研究认为级配不良、排水系统不完善和列车高频震动是导致翻浆的内外因素；基床翻浆导致路基对轨道结构支承及约束作用降低，加剧了无砟轨道结构的振动，其中底座板振动放大效应尤其明显，且振动放大效应随车速增加而增大；基床翻浆改变了无砟轨道与路基基床间振动波传递状态，限制了路基基床减振耗能作用的发挥。

现有的解决方案只能依靠人工排查和修补来对翻浆冒泥问题进行处理，处理之后一段时间翻浆冒泥任会反复。虽然现有整治方法能够在短时间内减缓翻浆病害，但是由于其从治理病害机理、治理材料选型和施工装备上都存在一些不足，进而导致翻浆病害的持续重复发生。因此，对能够有效根治路基翻浆病害的工艺的需求极为迫切。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种采用聚氨酯稳定基层材料的高铁路基及其铺设方法，通过采用特殊配比的聚氨酯高聚材料提高了高铁路基结构的使用寿命，提高了基底材料的强度、密实性、保水性、抗收缩开裂性、抗冻融性、抗水损以及抗酸性。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种采用聚氨酯稳定基层材料的高铁路基，其特征在于，所述高铁路基包括质量含量为1%-10%的聚氨酯高聚材料和质量含量为90%-99%的碎石，所述聚氨酯高聚材料由A原料和B原料以1∶0.3至1∶12的质量比混合反应制得，所述A原料为氰酸酯类材料，所述B原料包括多元醇、疏水剂、扩链剂、表面活性剂、偶联剂、抗氧剂、发泡剂、催化剂，混合反应的反应温度为-10°C至100°C。

所述A原料中异氰酸基的质量含量为15%-30%，所述A原料的粘度为100-300mPa﹒s。

所述A原料包括质量比为1∶9至3∶7多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯和多亚甲基多苯基异氰酸酯，所述多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯改性预聚体，改性所采用的多元醇为2官能度的聚醚多元醇，所述聚醚多元醇的数均分子量为200-800。

所述多元醇为一种或多种多元醇的混合物，所述多元醇的平均分子量为100-1000，所述多元醇的官能度为3-8，所述扩链剂为分子量小于800 的含活泼氢原子化合物的混合物。