既有線整體道床更換軌枕板施工技術

摘要：隨著鐵路運輸重載化快速發展，萬噸重載列車逐漸增加，軌道也隨之出現了一系列的病害問題，其中整體道床無碴軌道的支撐塊潰爛的病害尤其嚴重，影響線路穩定，封閉點內進行軌道病害整治工作迫在眉睫，由于運輸量大，運輸繁忙，工期緊、任務重，在短時間內封閉施工，施工方法、安全、質量尤為重要。本文以大秦線湖東站整體道床為例，詳細介紹了整體道床更換軌道板的施工方法。

關鍵詞：既有鐵路 軌枕板 施工 技術

1 工程概況

大秦線湖東站西咽喉有80米的整體道床無碴軌道試驗段，其中支撐塊潰爛嚴重，影響行車。要求對此病害整治，將支撐塊鑿除，更換為軌枕板，軌枕板下使用瀝青混合料作為緩沖層。采用點前做模擬試驗段，點內分段施工的方法進行施工。

2 瀝青混凝土施工方案

整體道床病害處理主要是在砼整體道床與軌枕板間鋪設層瀝青砼，以增加軌道彈性減小列車對整體道床的沖擊，瀝青砼的施工質量直接影響整治效果。瀝青混凝土受氣溫影響較大，施工前采取模擬試驗確定合理的配合比，保證施工質量。

2.1 工藝原理

本工程施工的核心技術就是利用瀝青混合料良好的力學性質作為整體道床與軌枕板間的緩沖材料，減輕列車通過時對道床的沖擊破壞。所用的瀝青混合料是用適量的瀝青材料與一定級配礦質集料經過加熱后，充分拌和而形成的混合物（也稱作瀝青砼）。將這種混合物加以攤鋪、碾壓成型，即成為整體道床與軌枕板間的緩沖層。瀝青膠砂是一種粘、彈、塑性材料，它不僅具有良好的力學性質，而且具有一定的高溫穩定性和低溫柔韌性，用它鋪筑的路面平整，無接縫，而且具有一定的粗糙度。路面減震、吸聲、防滑，有利于行車安全及環保。此外，瀝青混合料施工方便，不需養護，能及時開通線路。

2.2 瀝青砼材料的選擇

2.2.1 瀝青：選用瀝青材料時，根據工程類別以及當地氣候條件，所處工作部位來選用。道路石油瀝青主要用于道路路面工程，一般選用粘性較大和軟化點較高的石油瀝青。瀝青的技術性質主要有粘滯性、塑性、溫度敏感性、大氣穩定性。根據大同地區歷史最高氣溫為37.7℃，最低氣溫-29.1℃的特點以及以往大同地區施工經驗，確定使用牌號100乙的石油瀝青。

2.2.2 石粉：堿性礦粉（石灰石）與瀝青親和性良好，能形成較強的粘結性能；而由酸性石料磨成的礦粉則與瀝青親和性較差。所以采用堿性礦粉。

2.2.3 碎石：碎石顆粒表面的粗糙度和顆粒形狀對瀝青混合料的強度有很大影響。碎石表面越粗糙、凹凸不平，制成的瀝青混合料的強度越高。集料顆粒的形狀以接近立方體、呈多棱角為好。所以碎石由3mm～5mm和0～3mm碎石材料配合而成，其中3mm～5mm碎石采用硬質巖石軋制而成，具有良好的棱角性。

2.2.4 砂：選用含泥量小于5%、細度模數2.2～1.6的石灰石細砂。

2.3 瀝青砼及瀝青膠砂配合比

根據重載列車、高密度、整體道床整體受力以及大同地區氣溫的特點確定熱拌瀝青混合料配合比。施工中使用瀝青砼和瀝青膠砂兩種熱拌瀝青混合料，配合比如表1、2所示。

為保證瀝青砼的入模溫度，在施工現場附近建立一個小型瀝青砼攪拌站，隨時測定瀝青砼的溫度，以保證瀝青砼的施工質量。

2.4 施工溫度控制

2.4.1 材料溫度控制

集料加熱溫度150℃；混合料出料溫度140℃；混合料攤鋪溫度130℃；混合料碾壓起始溫度90～100℃；

2.4.2 施工過程中的溫度控制：施工時氣溫在22℃左右。在保證路面的壓實度、平整度及外觀無油斑、麻面前提下，隨時掌握每日開始混合料出料時的溫度、到達施工點后的溫度、攤鋪時的溫度及開始碾壓時的溫度。如果碾壓發現出現油斑時立即通知降低（或升高）出料溫度，控制碾壓起始溫度。

2.4.3 根據溫度記錄，繪制氣溫與碾壓起始溫度的坐標圖，得出氣溫與碾壓起始溫度成線性反比關系。根據施工過程中的觀察，氣溫越高碾壓起始溫度就應較低，但混合料的起始碾壓最高溫度一般不超過100℃，最低溫度應不低于90℃，否則將產生局部油斑或密實度達不到設計要求指標。

2.4.4 經過多次試驗，確定瀝青砼、膠砂虛鋪系數、碾壓遍數等技術參數。

3 軌枕板換鋪施工方法

本段整體道床受施工場地限制及運營要求，換鋪軌枕采用封鎖線路要點分段施工，共需3小時封閉點8次，每次施工12.5m，換鋪軌枕板25塊。

人員安排：每個封鎖點施工安排勞力80人，技術人員5人，現場負責人1名，防護員4名。

機械設備配置：壓路機1輛，30KW發電機2臺，氣泵2套，內燃打鎬機2套，鋸軌機、打眼機2套，氣割設備2套。

3.1 施工順序

封鎖點內施工順序為：工務抬道、電務調整接觸網導高——穿入木枕——鑿除支撐塊并打磨——分段拆除線路——高壓風吹凈道床表面——噴灑結構膠、鋪設防水布、灑干砂——噴灑粘層瀝青、鋪設土工塑料格——攤鋪瀝青砼并整平、碾壓——攤鋪瀝青膠砂——精確找平——抬擺軌枕板、連通線路——線路養護。

3.2 抬道、穿入木枕

由于軌枕板較支撐塊厚10cm，同時也為了能在封鎖點外鑿除支撐塊，所以更換支撐塊前，先將線路抬高10cm，并且對整體道床兩端進行順坡，使用木橋枕支撐線路，木橋枕橫穿于支撐塊間，并且由供電配合調整接觸網線高度。

3.3 鑿除支承塊

為了使瀝青混合料受力均勻，所以在施工前將既有的支承塊用風鎬鑿除，并用砂輪將鑿除后的部位打磨平整，以保證瀝青混合料的施工質量。此項工作可在封鎖點外提前組織勞力突擊完成，以減少點內的工作量。

3.4 分段拆除線路

由于整體道床寬度僅為3米，但長度為50米，無法投入大量勞力及機具，而且受地形及封鎖時間短的限制，所以采取分段施工的方法，人工拆除既有線路，每次更換25塊(12.5米線路)軌枕板，逐段完成。

3.5 道床表面處理

拆除既有線路后，用高壓風將整體道床表面吹干凈。在表面噴灑一薄層結構膠，然后鋪設由結構膠液浸泡好的泰扶芳玻纖維布，并隨即灑一層干砂，再在干砂面層噴灑一薄層瀝青。待瀝青稍為凝固后鋪設土工塑料格柵，提高疲勞壽命，延緩反射裂縫，以加強瀝青膠砂與鋼筋砼基礎的粘結。

3.6 攤鋪瀝青砼并整平、碾壓

攤鋪瀝青砼、整平攤鋪瀝青砼時，從標高點拉鋼絲線控制，用3米長鋁合金直板刮平瀝青砼。攤鋪時線路中線兩側各0.3米范圍比設計標高低10mm，以防止軌枕板中間受力使軌枕板中間部位斷裂。

按試驗確定的碾壓遍數采用ZL16壓路機進行碾壓。

在壓完的瀝青混凝土上面，按照軌枕的寬度，鋪一層瀝青膠砂做為調整層，其厚度與軌枕板的制造誤差有關，一般在2cm左右，并且精確找平。

瀝青膠砂輾壓完畢后，在其表面涂一層熱瀝青油，用量為0.7kg/m2，用以填補瀝青膠砂在經過輾壓后表面不可避免存留的孔隙，隔絕地面水滲入。

3.7 抬擺軌枕板

瀝青膠砂攤鋪完畢后，即可進行抬擺軌枕板工序。抬擺軌枕板時從整體道床中心點用工程線拉出軌道中線，使之與軌枕板上的縱向中心線重合，軌枕板橫向中心線用以控制軌枕板間距。軌枕板的中心線與線路中心線的誤差控制在5mm以內，道床面不能有三角坑和波浪形起伏。軌枕板每塊重量為450kg，若使用人工抬擺勢必破壞瀝青膠砂表面的平整度，采用走行龍門架進行吊裝，走行龍門架根據現場具體情況設計加工。若不受地形及電氣化設備的限制，也可使用吊車進行吊裝軌枕板作業。

3.8 連通前后線路

軌枕板抬擺完畢后鋪設鋼軌聯通線路，待開通后，在施工好的軌枕板上布置觀測點，每過一趟車，對觀測點進行量測，并對所測數據進行統計分析，以便及時掌握線路變形和沉降情況。

4 施工質量保證控制

4.1 木枕的高度根據現場測量整體道床的平整度而確定具體高度，并且編號，施工時木枕對號入座，以確保線路的平整度。木枕提前打眼。

4.2 控制軌枕板的幾何尺寸，使用誤差在5mm以內的軌枕板。

4.3 在整體道床砼面上測出軌道中線，每12.5米鋼軌長度處定出中線點，并在軌道兩側每隔3米測出水平標點。

4.4 為了防止線路橫向移動，用木枕過渡時，在整體道床兩側預埋鋼軌樁，并用軌距拉桿固定線路；施工完畢后，軌枕板兩側用角鋼封閉。

4.5 攤鋪瀝青砼時，平整度要求在3m范圍內高差不大于5mm，隨時檢查平整度，如有不合格之處，及時修補。

4.6 嚴格控制瀝青砼攪拌溫度、攤鋪溫度及碾壓溫度，確保瀝青砼的壓實度及平整度質量。

4.7 攤鋪瀝青砼、瀝青膠砂時嚴格控制標高，抬擺軌枕板時嚴格控制中線。

5 結束語

通過此次施工，為今后既有線整體道床更換軌枕板施工總結了寶貴的經驗，同時也可為既有鐵路隧道內整體道床更換軌枕板，以及新建整體道床軌枕板的鋪裝施工提供了借鑒。

參考文獻：

[1]《瀝青混合料粘彈性力學及材料原理》劉立新編著，人民交通出版社2005年.

[2]《建筑工程試驗檢測》張保國編著，山西科學技出版社.2004年6月.

[3]《高級公路瀝青砼路面施工技術》劉中林編著，人民交通出版社.2002年10月.

[4]《華東交通大學學報》王全金主編，華東交通大學.2009年3月.

[5]《鐵路工務技術手冊－軌道》鐵道部編著，北京中國鐵道出版社.1997年.

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