具有半剛性道碴層的軌道及其施工法的製作方法
2023-05-31 21:01:01
專利名稱：具有半剛性道碴層的軌道及其施工法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種供軌道列車行駛的軌道及其施工法，特別涉及一種具有半剛性道碴層的軌道及其施工法。
(2)背景技術鐵路建設攸關國家經濟發展與地方繁榮，鐵路建設的主要部分如圖1、圖2所示，一般為供一軌道列車，例如火車行駛的軌道1，該軌道1包括一路基11、一鋪設在該路基11上的道碴層12、數個彼此相間隔地鋪設在該碎石道碴5上的軌枕13，及二可拆卸地固設在該軌枕13上供該軌道列車連結行駛的軌條14，為成本考慮，該路基11直接將原來地面整平夯實；該道碴層12是以大量的碎石道碴5，鋪設在該路基11的表面上，形成一長條形並具有厚度(一般約30公分至40公分厚)的態樣；該軌枕13是彼此以大約相同距離，間隔地沿著該道碴層12長度方向鋪設；該二軌條14是彼此等間隔、且與該軌枕13相交錯地鋪設在該軌枕13上，且鎖固在軌枕13上，以固定該軌條，而供該軌道列車行駛於該軌條14上。
由於一般軌道列車本身的重量大，且軌道列車行駛時的速度極快，因此當該軌道列車行駛時，均會對該軌道1產生高速輾壓及連續震動，而使該軌道1造成變位。同時，由於國內雨量充沛，颱風及地震等天然災害甚為頻繁，因此更加劇該軌道1的破壞，如圖2所示，例如該軌道1經過該軌道列車的高速輾壓震動以及雨水衝刷後，該道碴層12的數個碎石道碴5會有一部份流失，而另外未流失的碎石道碴5會更加緊密地堆積，並使得部分軌枕13下方形成空洞，並使該軌道1無法均勻地受力及支撐該軌道列車行駛時的輾壓，而發生軌道列車出軌等災害。同時，由於推整及修補該道碴層12所流失的碎石道碴5，及填補該因軌道列車高速輾壓震動以及雨水衝刷所形成的空洞，目前皆無法完全以機器取代人工進行，因此，必須花費巨額的維修費用，以人力推整及修補該道碴層12，以維護行車安全。
(3)發明內容因此，本發明的主要目的在於提供一種具有半剛性道碴層的軌道及其施工法，它可以吸收軌道列車行駛時的衝擊力與噪音，以維護軌道列車行駛安全。
本發明的另一目的，在提供一種維修簡易及維修價格低廉的具有半剛性道碴層的軌道及其施工法。
本發明的第一種具有半剛性道碴層的軌道施工法，是在一現有軌道列車行駛的軌道上施工；該軌道是包括一路基、一以許多碎石道碴鋪設在該路基上的道碴層、數個彼此相間隔地鋪設在該道碴層上的軌枕，及二相對且平行地固設在該軌枕上並供該軌道列車行駛的軌條；其特點是，該軌道施工法包括一整平步驟、一澆注步驟，及一養護步驟；該整平步驟是將該道碴層推整修平至一預定高度，並調整軌枕及軌條；該澆注步驟，是將新拌的一流動性瀝青混凝土由該道碴層的一表面澆灌，並填滿該道碴層中該碎石道碴間的空隙；該養護步驟，是將該流動性瀝青混凝土靜置一預定時間使凝結硬固，而將該道碴層的碎石道碴與該流動性瀝青混凝土彼此相膠結，形成一具半剛性道碴層，以吸收該軌道列車輾壓震動所產生的衝擊力與噪音，並防止該碎石道碴分離與變位。
本發明的第二種具有半剛性道碴層的軌道施工法，是在一現有軌道列車行駛的軌道上施工；該軌道是包括一路基、一以許多碎石道碴鋪設在該路基上的道碴層、數個彼此相間隔地鋪設在該道碴層上的軌枕，及二相對且平行地固設在該軌枕上並供該軌道列車行駛的軌條；該軌道施工法是包括一整平步驟、一止漏步驟、一澆注步驟、一養護步驟，及一拆除步驟；該整平步驟是將該道碴層推整修平至一預定高度，並調整該軌枕及軌條；該止漏步驟，是將數個止漏板沿該道碴層長度方向的兩側彼此相對地插設伸入該道碴層內，且每間隔一預定的距離便在該止漏板間設置一與該道碴層相通的灌注口與灌注管；該澆注步驟，是將新拌一流動性瀝青混凝土由該灌注口與灌注管以一預定壓力灌注入該道碴層內，以填滿該道碴層中該碎石道碴間的空隙；該養護步驟，是將該流動性瀝青混凝土靜置一預定時間使凝結硬固，而將該道碴層的碎石道碴與該流動性瀝青混凝土彼此相膠結形成一具有半剛性道碴層，以吸收該軌道列車輾壓震動時所產生的衝擊力與噪音，並防止該碎石道碴分離與變位；該拆除步驟是將該止漏步驟所架設的止漏板拆除，並將散落在該經過養護步驟的半剛性道碴層周圍的碎石道碴推撥整齊，而與該半剛性道碴層呈一體，使軌道恢復原貌。
本發明的第三種具有半剛性道碴層的軌道施工法，是新鋪設一軌道供一軌道列車行駛，該軌道施工法是包括一整修步驟、一拌合步驟、一鋪設步驟、一養護步驟、一架設步驟，及一鎖固步驟；該整修步驟是將一地面修整推平並夯實，使呈一平坦的長條形路基；該拌合步驟是將數個碎石道碴、數個纖維與一流動性瀝青混凝土均勻拌合成一緩衝基材；該鋪設步驟是將該拌合步驟完成後的緩衝基材均勻鋪設在該路基上，形成一具有一預定厚度的平坦且長條型的半剛性道碴層；該養護步驟是將該半剛性道碴層靜置一預定時間，使該拌合步驟中的流動性瀝青混凝土凝結硬固，而與該碎石道碴及數個纖維彼此相膠結呈一體，以吸收該軌道列車輾壓震動時所產生的衝擊力與噪音，並防止該碎石道碴分離與變位；該架設步驟是將數個軌枕沿著該半剛性道碴層長度方向，彼此相間隔地鋪設在該半剛性道碴層上；該鎖固步驟是將二軌條相對且平行地鎖固在該架設步驟的數個軌枕上，以供該軌道列車連結行駛。
本發明的一種具有半剛性道碴層的軌道，是鋪設在一路基上以供一軌道列車行駛，該軌道包括一半剛性道碴層、數個軌枕，及二軌條；該半剛性道碴層是鋪設在該路基上，包括許多碎石道碴、流動性瀝青混凝土及/或許多纖維，該流動性瀝青混凝土是使該碎石道碴彼此相膠結，以吸收該軌道列車行駛時，及輾壓震動時所產生的衝擊力與噪音，並防止該碎石道碴分離與變位；該軌枕是彼此相間隔地鋪設在該半剛性道碴層上；該軌條是彼此相對且平行地固設在該軌枕上，以供該軌道列車連結行駛。
為進一步說明本發明的目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。
(4)
圖1是一現有軌道的立體圖。
圖2是圖1的剖視圖。
圖3是本發明的一種具有半剛性道碴層的軌道施工法的第一較佳實施例的流程圖。
圖4是圖3的軌道施工法中澆注流動性瀝青混凝土的示意圖。
圖5是本發明的一種具有半剛性道碴層的軌道施工法的第二較佳實施例的流程圖。
圖6是圖5的軌道施工法中以壓力澆注流動性瀝青混凝土的示意圖。
圖7是本發明的一種具有半剛性道碴層的軌道施工法的第三較佳實施例的流程圖。
圖8是本發明的一種具有半剛性道碴層的軌道的剖視圖。
(5)具體實施方式
本發明的一種具有半剛性道碴層的軌道施工法的第一較佳實施例，是在一現有的軌道上施工，以延長軌道的使用壽命及節省現有的維修費用。與現有的軌道相同，如圖2所示，該軌道是供一軌道列車(如火車)行駛，該軌道1是包括一路基11、一道碴層12、數個軌枕13及二軌條14，該路基11一般是直接將不平的地面整平及夯實；該道碴層12是以大量的碎石道碴5，鋪設在該路基11的表面上，使形成一長條形並具有厚度(一般約30公分至40公分厚)的態樣；該軌枕13是彼此以大約相同距離，間隔地沿著該道碴層12長度方向且以垂直該長度方向鋪設；該二軌條14是彼此等間隔、且與該軌枕13相交錯地鋪設在該軌枕13上，且於每一預定的距離鎖固在軌枕13上，以固定該軌條14，而供該軌道列車連結行駛於該軌條上。該軌道施工法2是包括一整平步驟21、一澆注步驟22，及一養護步驟23，如圖3所示。
如圖3、圖4所示，該整平步驟21是將該現有的道碴層12，重新推整修平至一預定高度，並調整該軌枕13及軌條14。
該澆注步驟22，是將新拌一包括乳化瀝青、水泥、細砂，及高分子界面活性劑的流動性瀝青混凝土6，直接由該道碴層12的表面澆灌，並利用重力作用，使該流動性瀝青混凝土6自然填滿該道碴層12中該碎石道碴5間的空隙。
該養護步驟23是將該流動性瀝青混凝土6靜置至少3.5小時(該靜置時間因該流動性瀝青混凝土的成分而有差異，本實施例所指出的3.5小時是配合既有軌道正常運作下，一天中約可在交通高峰期間五小時內完成本實施例所定的時間)，以待該流動性瀝青混凝土6凝結硬固，該流動性瀝青混凝土6硬固後可將該道碴層12的許多碎石道碴5彼此相膠結成呈一體，而形成一具有半剛性道碴層7。如圖4所示，當該軌道列車行駛通過該軌道1時，該半剛性道碴層7可吸收該軌道列車輾壓震動時所產生的衝擊力與噪音，並防止該碎石道碴5分離與變位。
由於上述的施工法，該澆注步驟22所澆注的流動性瀝青混凝土6，會有少部分流洩出該道碴層12外，為節省材料成本，因此可以第二種施工方式實施，如圖5、圖6所示，本發明的一種具有半剛性道碴層12的軌道施工法的一第二較佳實施例，是與第一實施例相似，是在一現有的軌道1上施工，以節省現有的維修費用，該軌道1包括一路基11、一道碴層12、數個軌枕13，及二軌條14，(如圖2所示，在此不再詳細說明)該軌道施工法3包括一整平步驟31、一止漏步驟32、一澆注步驟33、一養護步驟34，及一拆除步驟35。
該整平步驟31是將該道碴層12的許多碎石道碴5推整修平，一般厚度約為30公分至40公分，並同時調整該軌枕13及軌條14。
該止漏步驟32，是將數個呈長方形的止漏板36，例如鋼板樁，沿該道碴層12長度方向的兩側彼此相對地插設伸入該道碴層12內，且每間隔一適當的距離，即在該止漏板間設置一與該道碴層12相通的灌注口37。該灌注口37內容許一灌注管38由該止漏板36外側置入該道碴層12內。
該澆注步驟33是將新拌一包括乳化瀝青、水泥、細砂，及高分子界面活性劑的流動性瀝青混凝土6，直接由該灌注管38澆灌至該道碴層12內，可利用重力作用，使該流動性瀝青混凝土6自然填滿該道碴層12中的該碎石道碴5間的空隙；也可在澆灌該流動性瀝青混凝土6時以一預定的壓力，例如以2公斤/平方釐米的壓力，將該流動性瀝青混凝土6注入該道碴層12中，以節省施工時間。
該養護步驟34是將該流動性瀝青混凝土6靜置至少3.5小時，以待該流動性瀝青混凝土6凝結硬固，該流動性瀝青混凝土6硬固後可將該道碴層12的數個碎石道碴5彼此相膠結而呈一體，並形成一半剛性道碴層7，當軌道列車行駛通過該軌道時，該半剛性道碴層7可吸收該軌道列車輾壓震動時所產生的衝擊力與噪音，並防止該碎石道碴5分離與變位。
該拆除步驟35是將該止漏步驟32所架設的止漏板36拆除，並將散落在該經過養護步驟34的半剛性道碴層7周圍的碎石道碴5推撥整齊，而與該半剛性道碴層7呈一體，使該軌道1恢復原貌。
在現有的軌道上以上述的施工法施工後，是以該流動性瀝青混凝土6與原有的道碴層12的碎石道碴5相膠結而呈一體，使該軌道1在軌道列車高速輾壓震動，以及天然雨水衝刷後，仍可保持該道碴層12的許多碎石道碴5不會流失，甚至可一併保護該道碴層下方的路基11不受雨水衝刷或避免該路基11因浸水而造成軟化，而使得軌枕13下方仍保持填滿的狀態，可以均勻地受力及支撐該軌道列車的行駛輾壓，以維護行車的安全。同時，該硬固後的流動性瀝青混凝土6本身為半剛性具有相當柔性，可吸收軌道列車行駛及高速輾壓震動的衝擊力與噪音，並可延長該軌道的使用壽命，不必經常進行人工維護，可節省維修費用。
如圖7所示，當需鋪設一新軌道以供一軌道列車行駛時，可以本發明的一種具有半剛性道碴層12的軌道施工法的第三較佳實施例來實施，該軌道施工法4是包括一整修步驟41、一拌合步驟42、一鋪設步驟43、一養護步驟44、一架設步驟45，及一鎖固步驟46。
該整修步驟41是將一地面修整推平並夯實，使呈一平坦且長條型的路基11。
該拌合步驟是將許多碎石道碴5、許多纖維8，與一包括乳化瀝青、水泥、細砂，及高分子界面活性劑的流動性瀝青混凝土6均勻拌合成一緩衝基材。
該鋪設步驟43是將該拌合步驟的緩衝基材均勻鋪設在該路基11上，滾壓成一具有一均勻厚度(約15釐米)的平坦且長條形的半剛性道碴層7。
該養護步驟44是將該半剛性道碴層7靜置至少3.5小時，使該流動性瀝青混凝土6凝結硬固，而藉由該纖維8及流動性瀝青混凝土6將該碎石道碴5彼此相膠結呈一體，以吸收該軌道列車輾壓震動時所產生的衝擊力與噪音，並防止該碎石道碴5分離與變位，同時通過該纖維8的相互糾結，而增強該半剛性道碴層7的抗拉強度，以使該半剛性道碴層7的厚度減少，也因此連帶使材料使用量更減少，而無形中節省龐大的工程成本。
該架設步驟45是將數個軌枕13沿著該半剛性道碴層7長度方向，彼此相間隔地鋪設在該半剛性道碴層7上。
該鎖固步驟46是將二軌條14相對且平行地鎖固在該架設步驟45的數個軌枕13上，以供該軌道列車連結行駛。
如圖8所示，為前述第三較佳實施例鋪設成的一種具有半剛性道碴層12的軌道，該軌道9是包括一半剛性道碴層91、數個軌枕13，及二軌條14。
如該第三較佳實施例所詳述，該半剛性道碴層91是鋪設在該路基11上，包括許多碎石道碴5、許多纖維8，及一流動性瀝青混凝土6，該流動性瀝青混凝土6是由乳化瀝青、水泥、細砂，及高分子界面活性劑所組成，而由該流動性瀝青混凝土6與該纖維8及該碎石道碴5彼此相膠結，以吸收該軌道列車行駛及輾壓震動時所產生的衝擊力與噪音，並防止該碎石道碴5分離與變位；該軌枕13是彼此相間隔地鋪設在該半剛性道碴層91上；該二軌條14是彼此相對且平行地固設在該軌枕13上，供該軌道列車連結行駛。
以該具有半剛性道碴層91的軌道施工法所新鋪設的具有半剛性道碴層91的軌道9，在實際使用時，是以該半剛性道碴層91的流動性瀝青混凝土6與許多纖維8將許多碎石道碴5相膠結呈一體的一緩衝基材，使得軌道列車行駛、高速輾壓震動，以及天然雨水衝刷後，仍可保持該碎石道碴5不會流失，並使軌枕13下方的道碴層12仍保持填滿的狀態，而可以均勻地受力及支撐該軌道列車的行駛輾壓，而維護該軌道行車的安全。同時，由於該流動性瀝青混凝土6硬固後本身仍具有相當的柔性，可吸收軌道列車行駛、高速輾壓震動時所產生的衝擊力與噪音，而延長該軌道9的使用壽命，且因不須常常以人工維護，而節省維修費用。
本發明的具有半剛性道碴層的軌道及其施工法，主要是藉助流動性瀝青混凝土將數個碎石道碴相膠結成一半剛性道碴層以承受軌道列車的荷重，並以流動性瀝青混凝土本身所具有的柔性，吸收軌道列車行駛及高速輾壓震動時所產生的衝擊力與噪音，使得該軌道在經過長期軌道列車行駛、高速輾壓震動，以及天然雨水衝刷後，仍可保持該碎石道碴不會流失，並均勻地受力及支撐該軌道列車的行駛輾壓，延長該軌道的使用壽命，並維護行車的安全，而不必如現有的軌道那樣，須經常以高昂的維護費用，翻修填補道碴層12中碎石道碴的流失，而確實達到本發明預定的發明目的。
當然，本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種具有半剛性道碴層的軌道施工法，是在一現有供一軌道列車行駛的軌道上施工，該軌道包括一路基、一以許多碎石道碴鋪設在該路基上的道碴層、數個彼此相間隔地鋪設在該道碴層上的軌枕，及二相對且平行地固設在該軌枕上並供該軌道列車行駛的軌條，其特徵在於所述的該軌道施工法包括一整平步驟，是將該道碴層推整修平至一預定高度，並調整該軌枕及軌條；一澆注步驟，是將一新拌的流動性瀝青混凝土由該道碴層的一表面澆灌，並填滿該道碴層中該碎石道碴間的空隙；及一養護步驟，是將該流動性瀝青混凝土靜置一預定時間使凝結硬固，而將該道碴層的碎石道碴與該流動性瀝青混凝土彼此相膠結形成一具有半剛性道碴層。
2.一種具有半剛性道碴層的軌道施工法，是在一現有供一軌道列車行駛的軌道上施工，該軌道包括一路基、一以許多碎石道碴鋪設在該路基上的道碴層、數個彼此相間隔地鋪設在該道碴層上的軌枕，及二相對且平行地固設在該軌枕上並供該軌道列車行駛的軌條，其特徵在於所述的該軌道施工法包括一整平步驟，是將該道碴層推整修平至一預定高度，並調整該軌枕及軌條；一止漏步驟，是將數個止漏板沿該道碴層長度方向的兩側彼此相對地插設伸入該道碴層內，且每間隔一預定的距離在該止漏板間設置一與該道碴層相通的灌注口與灌注管；一澆注步驟，是將新拌一流動性瀝青混凝土由該灌注管灌注入該道碴層內，以填滿該道碴層中該碎石道碴間的空隙；一養護步驟，是將該流動性瀝青混凝土靜置一預定時間使凝結硬固，而將該道碴層的碎石道碴與該流動性瀝青混凝土彼此相膠結形成一具有半剛性道碴層；及一拆除步驟，是將該止漏步驟所架設的止漏板拆除，並將散落在該半剛性道碴層周圍的碎石道碴推撥整齊，而與該半剛性道碴層呈一體，恢復該軌道的原貌。
3.如權利要求2所述的具有半剛性道碴層的軌道施工法，其特徵在於所述的該澆注步驟是以一預定的壓力將該新拌流動性瀝青混凝土由該灌注管灌注入該道碴層內，以填滿該道碴層中該碎石道碴間的空隙。
4.如權利要求3所述的一種具有半剛性道碴層的軌道施工法，其特徵在於，該澆注步驟是以約2公斤/平方公分的壓力將該新拌流動性瀝青混凝土由該灌注管灌注入該道碴層內，以填滿該道碴層中該碎石道碴間的空隙。
5.一種具有半剛性道碴層的軌道施工法，是鋪設一軌道供一軌道列車行駛，其特徵在於該軌道施工法包括一整修步驟，是將地面修整推平並夯實，使呈一平坦的長條形路基；一拌合步驟，是將許多碎石道碴與一流動性瀝青混凝土均勻混合成一緩衝基材；一鋪設步驟，是將該拌合步驟的緩衝基材均勻鋪設在該路基上，使成一具有一預定厚度的平坦且長條形的半剛性道碴層；一養護步驟，是將該半剛性道碴層靜置一預定時間，使該拌合步驟中的流動性瀝青混凝土凝結硬固，而與該碎石道碴彼此相膠結呈一體；一架設步驟，是將數個軌枕沿著該半剛性道碴層長度方向，彼此相間隔地鋪設在該半剛性道碴層上；及一鎖固步驟，是將二軌條相對且平行地鎖固在該架設步驟的數個軌枕上。
6.如權利要求5所述的具有半剛性道碴層的軌道施工法，其特徵在於所述的該拌合步驟中還加入許多纖維使與該碎石道碴及流動性瀝青混凝土一起均勻拌合成一緩衝基材。
7.如權利要求1、2或5所述的具有半剛性道碴層的軌道施工法，其特徵在於所述的該養護步驟是將該半剛性道碴層靜置至少3.5小時，使該流動性瀝青混凝土凝結硬固。
8.如權利要求1、2或5所述的具有半剛性道碴層的軌道施工法，其特徵在於所述的該流動性瀝青混凝土包括乳化瀝青、水泥、細砂，及高分子界面活性劑的混合物。
9.一種具有半剛性道碴層的軌道，是鋪設在一路基上以供一軌道列車行駛，其特徵在於所述的該軌道包括一鋪設在該路基上的半剛性道碴層，它包括許多碎石道碴及流動性瀝青混凝土，該流動性瀝青混凝土凝結硬固時與該碎石道碴彼此相膠結呈一體；數個軌枕，是彼此相間隔地鋪設在該半剛性道碴層上；及二軌條，是彼此相對且平行地固設在該軌枕上。
10.如權利要求9所述的具有半剛性道碴層的軌道，其特徵在於所述的該流動性瀝青混凝土包括乳化瀝青、水泥、細砂，及高分子界面活性劑的混合物。
11.如權利要求9所述的具有半剛性道碴層的軌道，其特徵在於所述的該半剛性道碴層還包括許多纖維。
全文摘要
一種具有半剛性道碴層的軌道及其施工法，可用於現有軌道上，及/或新鋪設一軌道，該軌道包括一鋪設在一路基上的半剛性道碴層、數個彼此相間隔地鋪設在該半剛性道碴層上的軌枕，及二彼此相對且平行地固設在該軌枕上供該軌道列車連結行駛的軌條。該半剛性道碴層是由碎石道碴及流動性瀝青混凝土所組成。該半剛性道碴層可吸收軌道列車行駛時對該軌道所產生的衝擊力與噪音，以維護該軌道列車行駛的安全，及減少該軌道維修的成本。
文檔編號E01B37/00GK1434171SQ0210280
公開日2003年8月6日 申請日期2002年1月22日 優先權日2002年1月22日
發明者沈得縣, 魏錦銘, 呂正宗 申請人:沈得縣, 魏錦銘, 呂正宗