用于加固碎石道床的方法和用于执行此方法的装置的制作方法

专利名称：用于加固碎石道床的方法和用于执行此方法的装置的制作方法
用于加固碎石道床的方法和用于执行此方法的装置本发明涉及一种加固碎石道床的方法，在道床的上部区域中设置有轨枕和固定其 上的铁轨，其中，在轨枕的下面碎石道床具有载荷消除区域，载荷消除区域承受作用到铁轨 上的载荷，并且将这些戴荷传递到位于碎石道床下面的地，在该方法中用由反应混合料形 成的泡沫材料起泡填充(ausgeschaumt)碎石道床的碎石架中的空腔。此外，本发明还涉 及一种用于执行此方法的装置。传统的铁路主要是由设置在所谓的地面上的碎石道床构成。由木材、混凝土或者 钢材构成的轨枕埋入在碎石道床中，并且将铁轨固定在轨枕上。然而这种经过考验的技术的一大问题是通过行驶运行对碎石道床的磨损。在这种 情况中所谓的磨损应理解为通过巨大的动态的水平的和垂直的轨道力使碎石块逐渐的磨 碎。这种磨碎主要是由于下述原因出现的，即这些碎石块会自身转动和彼此相互移动，其 中，通过在此期间出现的极端的压力使颗粒从碎石块中破碎出来。碎石道床的这种磨损最终导致轨道挠曲和铁路的不平。这些问题必须通过费事的 和成本昂贵的维修措施才能消除。其中，这种修理是通过将碎石块填补到轨道的下面，并且 将填补的碎石块重新夯实完成的。不同的发明人从事过这一总课题。例如DE 20 63 727 A1公开了一种方法。在该 方法中通过粘合剂完全地或者部分地将碎石架的一些单个的石块粘合起来，其做法是用一 种粘合剂填充碎石块之间的单个的空腔，并且大面积地将这些石块彼此粘合起来(见第3 页第11到14行)。通过这一措施防止碎石的旋转和彼此移动。在同一文献中也描述道“…，部分地或者全部地直到地面地填实轨枕支承下面 区域中的空腔”(第四页第9行到12行)，以便以这种方式不仅克服水平的，而且也克服垂 直的轨道力而增强碎石架的稳定性。在同一文献DE 20 63 727 A1中还这么描述“这种合 成材料有利地可以是一种两成分的合成树脂，这种树脂在形成泡沫时硬化，这样，在最小的 合成材料量的情况下完全填充石块之间的空腔”(第六页第17行到21行)。其它从事用发泡填充碎石架的空腔的文献还有EP 1 619 305 A2、DE24 48 978 A1,以及 US 3 942 448。但是这些文献中没有哪一篇是从事下面在实际应用中出现的问题-这些碎石块不仅具有不同的几何形状，而且在一次又一次地装料时具有不同的 颗粒尺寸。这导致在多次卸料中在碎石架中的空腔体积的明显的不同。-此外，轨栅和地面之间的距离并非到处都是一样大小的，因为地面从来就不是完 全平坦的。这也导致在碎石架中的待发泡填充的空腔体积的很大的不同。在

图1中示出了在碎石架中这些空腔变动所产生的后果-在简图所示的左边区域中和所投放的反应混合料相比实际的空腔体积太小，因 为实际的碎石道床的高度比所估算的碎石道床的高度H要小。这导致左边的轨枕和左边的 轨道区域的起沫溢出，并造成必须通过很费事的去除才能消除的损失。-在简图的右边区域例如和所投放的反应混合料相比实际的空腔体积太大，因为 实际的碎石道床的高度比所估算碎石道床的高度H要大。这导致泡沫堆(Schaumschlot)太低，它根本就达不到轨枕。这是一个可能后果严重的错误。因为在泡沫外溢是可看见的时， 所以如果很费劲才能消除掉，但是太低的泡沫堆是看不到的，因此简直是致命的，因为这样 就没有达到在轨栅和地面之间的载荷消除锥的所要求的稳定。为相比较在两个不符合要求的泡沫堆之间的中间示出了一个正确的泡沫堆。这个 泡沫堆从地面一直延伸到达轨枕的下面区域，并且实现碎石区域的无可挑剔的稳定。下面措施可以消除所述缺陷太低的泡沫堆必须通过投放另外的反应混合料予以纠正。为此需要首先通过合适 的测量方法精确地测定在原始起泡过程中所达到的泡沫高度，以便能按规定地加注其它的 反应混合料，也就是说，总体看这是一件特别费事的修理活动。为了消除轨枕和轨道的外溢泡沫的损害有各种不同 的做法。当泡沫已经硬化时其 中一个做法是如行话所说的“矿工式地(bergmannisch)”用合适的工具机械地除掉它。在这其中也可以设想不只是用手去掉硬化的泡沫，而且甚至机械地用一种轮廓铣 削机去掉它，并且借助撕碎机(Schreddern)循环利用泡沫残物。另外一种办法是有针对性的火焰清理，然而这要以一种所谓的自灭的泡沫系统为 前提。当泡沫还未硬化时，也就是还处在新生过程中，也就是说也还处在上升过程中可 考虑采用下述对策-采用有针对性的空气冲击破坏掉从碎石道床中出来的泡沫，或者-用一种破坏泡沫的液体，例如含油脂的乳剂喷射从碎石道床中出来的泡沫，或者-通过一种合适的刮板，或者通过旋转的刷子，或者通过更换的抹布片分散和整平 从碎石道床中出来的泡沫。但是上述所有这些措施不仅费事，而且不经济。并且这些措施也特别不适用。这 些措施的主要缺陷是归根到底它们仅仅是一些辅助措施，这些措施只能消除已经出现的损 害或者缺陷。因此本发明的任务是设计一种本文开头所述类型的方法和一种装置。其中根本不 会出现所述的缺陷，即泡沫溢出轨枕和轨道，或者泡沫堆太低。在方法方面这个任务通过权利要求1的特征得以完成。根据本发明的方法的特征 在于，将如此多的反应混合料投放到碎石架中，即在至少载荷消除区域中从地的表面直到 轨枕的下侧面都用泡沫材料填充碎石架；并且对在起泡沫时膨胀的泡沫材料在空间上进行 限制，其办法是在起泡沫过程结束前在碎石道床上设置一个盖。采用根据本发明的方法完全满足在提出任务时所描述的用于用一种反应合成材 料，例如用聚氨酯起泡填充碎石道床的碎石架中的空腔的原则。采用根据本发明的方法原则上不再出现太低的泡沫材料堆，因为有足够的反应混 合料投入到碎石架中，为的是即使在应可以泡沫填充的空腔体积时一它位于公差带的最大 区域中一也能保证用起泡沫的反应合成材料完全填充碎石架。在这方面应起泡填充的空腔 体积的公差带规定了从最小可能的直到最大可能的应起泡填充的空腔体积的区域。这主要 和充填密度、泡沫堆的几何形状以及碎石道床高度有关。其中，所有这些参数都有一定的公 差，最终它的总和对于应起泡填充的空腔体积的公差带的宽度起决定性的作用。就此而言 应该提到的是，应起泡填充的空腔体积的公差带必须是根据经验通过合适的试验得到。这通常在准备阶段只发生一次，不必总是重复。现在在最大区域中的应起泡填充的空腔体积的公差就是投放部位的区域中的碎石架的根据经验所得到的最大可能的空腔体积。在这 种情况中当然应一起考虑有关碎石道床高度曲线方面的知识，以投入不是非必要的多的泡 沫，因为这会引起不必要的原材料成本。在必要时借助合适的测量仪，例如地球雷达(地面 雷达)分别尽可能精确地测量投入位置的局部碎石道床的高度也是有利的。这样能使应起 泡填充的空腔体积的公差带尽可能保持窄小。也不再有可能出现泡沫溢出轨枕和轨道，因为升起的泡沫在竖直方向由盖的限 制。为此盖必须盖住碎石道床的整个外露的上侧面。但是若用盖盖住碎石道床这样的表面 则对于可靠地限制升起的泡沫是有利的，即这个表面在从反应混合料的投入点或者投放线 起的至少200毫米，优选地至少300毫米的范围上延伸。根据本发明的方法提供一个附加的优点，即反应合成材料一在没有盖时它会泡沫 外溢，在清除之后它是垃圾一可向侧面偏移到相邻的碎石道床场地中。当然其前提是盖是 足够的宽。这就是说，根据本发明的方法可最佳地利用所投入的反应合成材料，并且也因此 有附加的积极的经济意义。若投入点紧邻轨枕，则在本方法的一个优选的实施形式中这个轨枕本身就形成盖 的一部分。优选地是这样一种盖，即这个盖横向于轨道走向地至少在铁轨的轨距上延伸，并 且沿着轨道走向在分别至少200毫米的一个段上延伸，且这个段是从反应混合料的一个投 放点或者投放线起。在这方面人们将铁路上部结构的位于地面上的，也就是位于在夯实的地的表面上 的所有碎石块的总体叫做碎石床，并且人们将具有在碎石块之间有或大或小的空腔的彼此 接触的碎石块的结构叫做碎石架。为了使泡沫堆不在侧面从碎石床中跑出来在必要时在碎石道床的侧面采取附加 措施。因此在本方法的一个有利的方案中盖也覆盖住碎石道床的侧边的下坡区域。根据本发明的方法既包括应加固的碎石道床的全部的填充泡沫，也包括部分地填 充泡沫。在全部填充泡沫时是用泡沫填充有关碎石床的碎石架中的基本上所有的空腔。然而在一个优选的方法方案中只用泡沫填充位于轨枕下面的载荷消除区域内的 空腔。与之相应地人们也只需要仅限制朝轨枕升起的泡沫堆的顶部的最小盖。这一方案成 本特别有利，因为按照这种方式反应合成材料的使用，还有相应的原材料成本可最小化。对于将盖放置到碎石道床上的时刻原则上有两个方法方案。人们可以首先投放反应混合料，并且接着放上盖，或者首先放上盖，并且通过盖中 的孔或者缝隙投入反应混合料，并且然后用合适的关闭元件，或者是用手，或者是自动地重 新关闭这些孔或者缝隙。首先投入反应混合料，并且接着放上盖的方案在应用技术上较省 事，特别是在混合头的操作方面，因为反应混合料的投放位置不必如第二方案那样那么精 确地移动。而在第二方案中必须将混合头精确地放置在盖中的注入孔上。此外，在第二方 案中在投放了反应混合料之后也还必须重新关闭这些注入孔。然而，第二方案的优点在于 时间过程比较短。因为在这里起泡过程可直接在反应混合料的投入结束和关闭注入孔之后 进行。因此可使用反应活性更高的原材料系统，这些系统能使上升和硬化时间更短。与之相反地在第一方案中基本上只有当盖已放置在碎石道床上时，才开始起泡过程。也就是说在原材料系统的活化和催化时必须考虑放置盖所需时间。这种做法也有这样的结果，即用于反应合成材料的硬化时间要比第二方案中长。然而也有补偿这种缺陷的办 法，其做法是相应地增加盖元件的数量。只有在相应的专门使用的范围中才能决定使用这 两个方法方案的哪一个方案是最合适的。在起泡过程之后泡沫锋到达盖的下侧面。为了使反应合成材料一这种反应合成材 料根据使用目的对于和碎石块的结合具有极高的粘接特性一不粘固在盖上，根据本发明的 方法的另一方案规定，向盖的下侧面施加能喷射的，或者能涂抹的分离剂。选择地也可以将 例如由聚乙烯构成的分离膜放置到碎石道床上。另一方案是用一种例如由聚乙烯构成的自行分离的材料或者另一种防粘涂层盖 住盖下侧本身。关于盖的实施形式有两个不同的基本方案，确切地说一个方案是将盖直接放置在 碎石道床上，另一方案是设置盖，从而其在其放置处与距碎石床表面间隔。那些放置在碎石道床上的盖通常应该是柔性的，因为碎石道床通常从来就不是完 全平坦的。它们例如可由一种柔性的垫或者薄膜构成。使用柔性垫或者薄膜在依次的，且基 本均勻距隔的轨枕的距离公差补偿方面也是有利的。然而必须考虑到这一点，即泡沫压力 绝对可为0. 01到0. 2巴。这就是说，通过泡沫压力施加到柔性垫或者薄膜上的表面力必须 或者是通过一种合适的加重，或者通过例如一种支撑气垫的反压予以抵消。所需的反力优 选地可通过轨道车辆本身提供，其是用于执行根据本发明的方法的相应的装置的一部分。而相反地根据替代的方法方案与碎石道床表面距设置的盖合适地由刚性的，也就 是抗弯曲的材料，例如薄板构成。因此这些刚性的盖本来就带有某种重量。但是用于执行根据本发明的方法所使用的轨道车辆通常也可总地用于支撑，因为 通常在反应泡沫硬化期间其是位于盖上面的。在碎石道床表面和盖下侧面之间的间距也起这样的作用，使在碎石道床的上出现 一个密封的合成材料表面。这个密封的合成材料表面可保护碎石道床不受污染，还有防止 雨水，最后也防止冻结水分的影响。在根据本发明的方法的另一方案中将反应成分定量地输送到至少一个高压混合 头中，并且在那里进行混合。接着将这种流态的反应混合自由流动地投放到碎石架的表面 上。为此如此地调节流态的反应混合料，即基本上只有当流动通过碎石架的反应混合料到 达位于碎石道床下面的地的表面时才开始起泡过程。这种专门的方法方式包含有多个优点。它和在文献DE 20 63 727A1、EP 1 619 305 A2、DE 24 48 978 Al以及US 3 942 448中所描述的喷射枪或者喷射工具相比一其在 将混合料投放到碎石道床的表面下以后必须用溶剂，或者空气_溶剂_混合物对其进行冲 洗_采用高压混合头在生态上是无可挑剔的，并且在经济上也是有利的，因为在这个过程 中原材料毫无损失，其中，所述高压混合头是将混合料自由流动地施加到碎石道床的表面 上，并且接着将残余混合料用滑件从混合室和排出通道中排出。这个专门的方法方式的另一主要优点是，可使反应混合料一直流到地面。这就是 保证用反应合成材料完全地填充从地面直到轨枕下面区域的碎石架，这样至少在载荷消除 区域的内部不会保持有害的气包。在这些气包中碎石块松动，并且因此不能防止转动和移 动而达到稳定。
通过单独地将催化剂或者活化剂或者是直接添加到混合头中，或者是添加到主成 分之一的定量流中，或者添加到反应混合料的其中一个反应成分的补充流中，可近乎任意 地调节起泡过程的起始时间。优选地如此地调节反应混合料，即起泡过程以3秒到30秒的 范围的滞后开始。因此，当例如在曲线上的碎石道床的高度较高时，起始时时间必须明显地比较低 的碎石道床高度的要长。当在混合料投入后盖住碎石道床时，起始时间也必须长一些，而当 投放流态的反应混合料之前盖住碎石道床时则起始时间可以短一些。在起始时间结束，或者在起泡开始后大约5到100秒可以重新去掉盖。在反应活 性比较高的泡沫系统中在大约5秒到20秒后，在反应很慢的泡沫系统中在大约80到100 秒钟后。因为聚氨脂一反应成分异氰酸酯和水起反应，所以无论是碎石块还是地面应该尽 可能是干燥的，以保证化学反应过程的无可挑剔。若碎石块已在放置到地面之前就已如同地面本身一样是干燥的，并且当在地面上 建立起碎石道床以后不再有水分可到达碎石道床或者地面，例如通过用帐篷顶盖住碎石道 床，则是有利的。为此目的也可以设想使用轻型的可移动的铁轨车箱。这个车箱主要由一 个具有合适盖的底盘构成。然而理想状态是将起泡机直流设置在一个装填和夯实已干燥的 碎石的装填机(Stopfmaschine)的后面。按照这种方式可按计划地用泡沫将碎石道床在一 种规定的干燥状态下进行填充。然而，例如由于经济的原因不利的是，以合适的方式在物流上对起泡机和碎石装 填机的运行进行协调，则通常对碎石道床进行补充干燥是合适的。此外，为了保证完好的起泡过程，在投放反应混合料之前对碎石块以及地面进行 恒温处理是有利的。待用泡沫填充的碎石道床的最佳温度在大约30°到35°C的范围中。也 就是说，在冬天，当温度处于零下范围时，必须对碎石块以及地面进行加热，而在盛夏温度 时则应对碎石块以及地面进行冷却。然而也可以设想将待用泡沫填充的碎石道床的比较高 的温度用作所谓的热活化和化学活化，也就是说相应地降低活化剂或者催化剂的比例。此外，上述任务通过具有权利要求19特征的一种装置得以完成。根据本发明的装 置包括至少一个轨道机动车。这个轨道机动车配设有一个用于给碎石道床的碎石架中的空 腔填充泡沫的起泡装置，其中，泡沫材料由流态的反应混合料构成，并且其中，起泡装置具 有至少一个用于混合反应混合料的成分的混合装置和至少一个用于将流态反应混合料投 放到碎石架中的排出通道。根据本发明所述至少一个轨道机动车配设有至少一个用于在空 间上限制膨胀的泡沫材料，且可移动或者可运输的盖。此外，这个轨道车辆还具有至少一个 升降装置。这个升降装置在起泡过程结束前将所述至少一个盖放置到碎石道床上、并且在 起泡过程结束后将盖挪开。原则上讲可将起泡装置的所有设备、所述至少一个盖、配属于盖的升降装置以及 根据本发明的装置在必要时的另一些附加设备设置在一部唯一的轨道车辆上。然而这取决 于这部轨道车辆的底部有足够大尺寸的空间。通过这些空间可完成不同的功能，如对碎石 道床以及地面的重要区域的干燥、恒温处理，反应混合料的投放、盖的放置和重新挪开。更为切实可行的是将根据本发明的装置的一些设备安置在两节，也许甚至是三节 轨道车辆上。将这些机动车组合成一部分电子耦合泡沫列车。例如在第一轨道车辆上放置用于干燥和/或恒温处理的设备，以及起泡装置的定量设备连同所属的存储容器，此外还 有至少一个高压混合头连同一个属于此的操作设备。然后在随后的第二轨道车辆上放置所 述至少一部用于所述至少一个盖的放置和取走的升降装置，或者当使用多个盖时可能的用 于盖的属于此的堆垛装置。这种做法适用于这样的方法方案，在此种方法方案中在投放反 应混合料之后放置盖。对于这样的方法方案，在此方案中是在投放反应混合料之前放置盖，在第一轨道 车辆上有用于干燥，和/或恒温处理的设备，以及用于放置盖的升降装置。然后在第二轨道 车辆上有定量设备连同存储容器，和所述至少一个高压混合头连同属于它的操作装置，以 及一个用于取走盖的升降装置。
按照混合任务的困难程度可将一种单滑件或者双滑件或者三滑件混合头用作高 压混合头。在高压混合头中这些成分通过喷嘴一这些喷嘴将压力能转变为流动能一被喷到 一个小的混合室中。在这个混合室中这些成分由于它们高的动能而彼此混合。在这种情况 中在进入喷嘴时这些成分的压力超过25巴的绝对压力。优选地在30到300巴的范围内。 通常在压射结束之后借助冲杆机械地对混合室进行清洁。但是在根据本发明的方法中也可 以使用用空气吹出的混合头。高压混合头的主要优点在于在每次压射之后无需使用溶剂就 能对这种混合头进行更好的清洁。单滑件、双滑件或者还有三滑件混合头可适合用作高压混合头。它们都是自清洁 的。也就是说在这样结构类型的混合头中整个混合和排出系统是通过滑件机械地被清除反 应混合料，这样接着就不再需要任何费事的冲刷和清洁过程。是使用单滑件一、双滑件一还者是三滑件混合头的决策取决于反应混合料的混合 任务的困难程度。在易于混合的原材料系统中使用单滑件混合头绝对够用，例如在PUR(聚 氨酯)行业中已公开的所谓“槽式混合头”。对于更为困难的混合任务优选地使用双滑件混 合头，例如Fa. Hennecke的MT_混合头。对于很难混合的原材料系统应该使用三滑件混合 头，例如Fa. Hennecke的MX-混合头。在这种高级的混合系统中有一个用于混合室区域的 控制滑件、一个用于节流区的节流滑件，和一个用于排出区的单独的滑件。使用这样一种混 合头不仅能进行极好的混合，而且通过单独的排出通道混合料的排出是层状的，并且没有 飞溅。因此优选地采用这样的高压混合头，即它具有一个单独的排出通道，并且通过这 个排出通道可层状和无飞溅地排出反应混合料。在一个优选的实施形式中盖和轨道车辆传力连接，其中，轨道车辆的重力比作用 到盖上的泡沫力更大。这个泡沫力可从泡沫压力和面积得到。下面借助示出多个实施例的附图对本发明进行更加详细的说明。这些附图是图1 铁道上部结构(轨道上部结构)的竖直纵向截面的一段，用以说明作为根据 本发明的方法所基于的任务。图2和图3 铁道上部结构(轨道上部结构)的竖直纵向截面的一段，用以说明根 据本发明的方法的第一实施例。图4 沿着图3的A-A切割线的铁道上部结构的竖直横截面图，其中，碎石道床已 填充泡沫。图5和图6 铁道上部结构的竖直纵向截面的一段，用以说明根据本发明的方法的第二实施例。图7和图8:铁道上部结构的竖直纵向截面的一段，用以说明根据本发明的方法的
第三实施例。图9 根据在图2至图4中所示的方法方案用于用反应合成材料给碎石道床的碎 石架中的空腔填充泡沫的根据本发明的装置。图10 根据在图7和图8中所示的方法方案用于用反应合成材料给碎石道床的碎 石架中的空腔填充泡沫的根据本发明的另一装置。图1示出作为根据本发明的方法的基础的任务。该图示出在一个不平坦的地面2 上的一个碎石道床1。在碎石道床1的上部区域设置有轨枕3。在轨枕上固定有铁轨段4。 在简图的左部区域中和所投入的反应混合料相比实际的空腔容积太小，因为碎石道床高度 明显地比所估算的碎石道床H小。这导致左边轨枕3和左边轨道区域的泡沫溢出。在简图 的右边区域，和所投入的反应混合料相比实际的空腔体积太大，因为实际的碎石道床高度 明显地比估算的碎石道床高度H大。这导致泡沫堆太低。这个太低的泡沫堆根本就没有到 达右边的轨枕3，这样，位于太低的泡沫堆之上的碎石块就不稳定。与之相比在这两个不成功的泡沫堆之间的中间示出一个正确的泡沫堆。这个泡沫 堆从地面一直延伸到中间轨枕3的下部区域，并且使得这个碎石区域无缺陷地稳定。图2和图3示出根据本发明的方法的原理流程。碎石床1位于地面2的上面，其中，在碎石1的上部区域中设置有轨枕3。铁轨4 固定在轨枕上。此外，图2还示出了一个混合头5。这个混合头优选地是一个高压混合头。 反应成分6、7定量地输送到这个混合头，并且在那里进行混合。从混合头5排出的流态的 反应混合料8自由流动地被施加到碎石道床1的表面9上。这种反应混合料穿过碎石架10 地一直流到地面2。流态反应混合料转变为一种泡沫材料11，优选地转变为聚氨酯泡沫材 料(也请参见图3和图4)。然而起泡过程不是在从混合头5出来后立即开始，而是有时间 滞后。为此，向反应成分6、7中添加一种合适的催化剂或者活化剂。是通过将催化剂或者 活化剂单独直接地添加到混合头5中，或者是添加到反应混合料8的其中一个主成分的定 量流中，或者是添加到一个反应混合料的其中一个反应成分的补充流中完成的。优选地通 过添加催化剂或者活化剂如此地调节反应混合料，即泡沫过程滞后3秒到30秒开始。例如 大约经过15秒以后可以起动起泡过程。但是也可以设想使用一些已准备好的程式。按照这些程式将催化剂或者活化剂混 合到其中一种主成分中，优选地混合到多羟基化合物成分中。在投放了反应混合料8之后高压混合头5立即返回它的零位置(不使用位置)， (在图中未示出这一位置)，并且借助一个操作装置(也请参见图9)在轨枕3之间将一个 盖12直接放置到碎石道床1上。这个盖12是柔软的，因此它可和碎石道床表面的可能不 平地方相适配。为了抵消通过上升的泡沫产生的大约为0.01巴的泡沫压力，并且为了将盖 12可靠地固定在碎石道床1上的它的位置中，例如通过一个气垫(图中未示出)将它支撑 住。这个气垫设置在一个壳体中，这个壳体又是由铁轨4保持着。至少盖12的下侧面有防 粘住涂层。将起泡过程的起动时间调节到大约15秒，为的是一方面可使反应混合料8 一直流 到地面2，并且另一方面为的是有时间使高压混合头5移到它的零位置(大约6到7秒)，此外也为的是有时间放置盖12(大约6到7秒)。除了泡沫从地面2到盖12的大约4到5 秒的上升时间外计算余下的1秒钟首先一度是一种时间的储备。当然随着生产经验的增加 储备时间可最小化。在起动时间结束后，或者在起泡开始后大约80秒钟可重新去掉盖12。在图3中可以看到，将轨枕3补充于盖12地使用，以便在空间上对在起泡时膨胀 的泡沫材料11进行限制。图4简图示出图3的A-A切割线的截面图。从该图清楚地看出，碎石道床1在它 的表面上密闭地沿Z方向用盖12封闭起来。其中，盖12也盖住了碎石道床1的侧边的下 坡区域。因此多余的泡沫只能在碎石道床的内部沿x和y方向偏移。这是一种优点，它表 示了根据本发明的经济性。图5和图6简图示出根据本发明的方法的一个方法方案。碎石道床1位于地面2 上，其中，在碎石道床1的上部区域设置有轨枕3。铁轨4又固定在这些轨枕上。此外，图5还示出了两个高压混合头5。将反应成分6、7定量地输送到这些高压混 合头上，并且在那里进行混合。从两个高压混合头5同时排出的流态的反应混合物8在轨 枕3的两侧自由流动地被施加到碎石道床1的上侧面9。反应混合料8穿过碎石架10地 一直流到地面2，并且经过一定时间后在那里形成泡沫材料11。其穿过碎石架地向碎石道 床上侧面9上升(也参见图6)，其中，在这个实施例中将起泡过程的起始时间调节到大约9 秒。在投放了混合料之后立即将两个高压混合头5返回到它们的零位置(在图中未予 示出)。接着借助一个操作装置在轨枕3的两侧将一块两部件式的盖12放置到碎石道床1 上。盖的这两个部件12. 1、12. 2通过定位器12. 3保持在一起，这些定位器跨过有关的轨枕， 或者支撑在这个轨枕上。这个盖横向于铁轨走向地大体在铁轨4的轨距上延伸。沿着铁轨 的走向，盖12的两个部件12. 1,12.2具有至少大约200毫米的宽度。盖12是有自重的，并 且单位面积重量至少大约为0. 012公斤/厘米2，以抵消通过上升的泡沫11所产生的0. 01 巴的泡沫压力。盖12在它的下侧面具有防粘涂层，例如分离薄膜。其防止泡沫材料11粘 在盖12上。在图6中还可以看到，有关的轨枕3补充于盖12地使用，以便在空间上对在起泡 时膨胀的泡沫材料11进行限制。和在图2、3和图4中所示的方法方案的主要区别在于只对位于轨枕3下面的载荷 消除区域13内部的碎石架10中的空腔用泡沫进行填充。按照这种方式，此外如在图2、3和4所示的实例中在其他方面相同的框架条件下， 也就是说在其他方面相同的碎石道床高度，在碎石块之间有相同的单位空腔体积时，反应 合成材料的混合料的投放量可以减少大约30%。在这个实施例中反应混合料的起始时间大约为9秒。这比在图2、3和4的实施例 要短6秒钟，因为一方面混合料量少了 30 %，并且因此要使反应混合料8 一直流到地面所需 的时间也少了(大约4到5秒)，并且另一方面用于放置盖12的时间也短了(大约3到4 秒)，因为根据图6盖12的操作要简单得多。因为在这个实施例中起动时间可比较短，并且泡沫系统的反应活性可更高，因此 也可减少反应合成材料的硬化时间。这样在起动时间结束后，或者在泡沫开始后大约60秒 就又可去掉盖12。
图7和图8简图示出了根据本发明的方法的另一方法方案。如同在图2、3和4以 及图5和图6 —样，在图7和8中相同的附图标记也分开表示相同类型的部件。和图2、3 和4或者图5和图6相比，在图7和图8中示出了另外两个方法方案。第一方案是在反应混合料投放之前就将盖12放置在碎石道床1上(请见图7)，并 且反应混合料8是自由流动地通过盖12中的一个孔14投放的，并且这个孔14紧接着又用 一个自动操作的关闭元件15关闭的(请见图8)。在其它参数完全相同的情况下按照这种 方式和在图2、3和图4中所示的方法方式相比可缩短起动时间大约5到6秒，也就是说缩 短了放置盖所需的时间。因为这种方法方式可使泡沫系统具有更高的反应活性，所以也可明显地减少反应 合成材料的硬化时间。因此可在大约40秒钟之后重新取下盖12。在图7和8中所示的第二个方案是盖12不是放置在碎石道床1上，而是和碎石道 床1的上侧面9有间距地放置。盖12的下侧面和碎石道床1的上侧面9之间的距离可以 在0. 5厘米到10厘米的范围中，优选地在0. 8厘米到8厘米的范围中。其中特别优选地这 个距离在1厘米到5厘米的范围中。这是可能的，因为例如在盖12的抗弯曲的板形体的外 部上设置保持元件12. 4。用保持元件将盖12挂在轨枕3上。这种做法有下述优点，即在碎 石道床1上出现一个密封的合成材料表面11. 1。这个合成材料表面保护碎石道床1，防止 任何污染，也防止雨水，最后也防止冻结的水气的影响。考虑到在排成串的轨枕3之间的基 本均勻的间距的公差，是如此地确定盖12的板形体的尺寸的，即这个板形体可以以小于40 毫米，优选地小于30毫米，特别优选地小于20毫米的间隙放置在两个相邻的轨枕3之间。 根据图7和图8的盖12在它的下侧面也具有一个防粘涂层，例如一个分离薄膜，它阻止泡 沫材料11粘在盖上。图9简图示例性地示出了一个用于用反应合成材料，例如聚氨脂发泡填充碎石道 床1的碎石架10中的空腔的根据本发明的装置。一个碎石道床1位于地面2上。在碎石 道床的上部区域中设置有轨枕3。铁轨4固定在这些轨枕上。在铁轨上有泡沫列车。这个 泡沫车由两个轨道车辆17. 1、17. 2构成。它们借助一个中央计算机18电子耦合。在第一 台轨道车辆17. 1上除了用于这个轨道车辆17. 1的驱动装置19外还设置有一台用于将地 面2以及碎石块21恒温处理到大约35°C的设备20。这台设备20除了一台用于当外部温 度较低时，例如在冬天加热碎石道床1的加热装置(未详细示出)外优选地也包括一台当 外部高温时用于冷却碎石道床1的冷却装置(也未详细示出)。在这个实例中这些碎石块21是以干燥状态提供的，并且是通过一个单独的工作 列车(在图中未示出)投放到已预干燥的地面2上的。然后将一个移动的帐篷顶22放置 到现已干燥的碎石道床1以及干燥的地面2上，这样，无论是碎石道床1还是地面2都得到 保护，使其不受天气的影响。当碎石道床1潮湿时在第一轨道车辆17. 1上，或者在第一台轨道车辆17. 1前面 的第三轨道车辆(未示出)上有至少一个用于干燥碎石道床1以及地面2的加热装置。此外，在第一轨道车辆17. 1上还设置有带有用于多羟基化合物、异氰酸脂以及催 化剂的所属的储存容器以及液压连接管线(未示出)的定量设备23，此外还设置有具有所 属的混合头一操作设备24的高压混合头5。投放到碎石道床1的反应混合料8有大约15秒的起动时间，以便有足够的时间一方面让反应混合料一直流到地面2，或者使高压混合头5移到它的零位置，并且另一方面为 了在混合料投放后和高压混合头离开后还能放置盖12。在第二轨道车辆17. 2上除了用于这个轨道车辆的驱动装置19外还设置有一个用 于多个盖12的堆垛装置25，以及各一个用于将盖12放置到碎石道床1上以及用于取下盖 12的操作设备(升降装置)26、27。给这个堆垛装置25配设一个传感器(未示出)，这个传 感器检测堆垛装置的区域中盖的存在。将盖12放置到轨枕3之间的碎石道床1上。这些盖有自重，以便能如此地抵消大 约为0.01巴的泡沫压力。所有设备或者装置19、20、23、24、5、25、26、27通过脉冲传输线和中央计算机18连
接，这样就能进行全自动的运行。在起动时间结束后或者起泡开始后大约75秒钟可将在投放反应混合料后放置的 盖12重新取走，并且中间存储在堆垛装置25上。图10示出了根据本发明的用于用反应合成材料，例如用聚氨酯给碎石道床1的碎 石架中的空腔填充泡沫的装置的另一实施例。规定在图10中示出的装置是用于执行在图 7和图8中所示的方法方案。在这种情况中，这个装置也包括两台组成一个泡沫列车的轨道车辆17. 1,17. 2。它 们借助一台中央计算机18电子耦合。在第一轨道车辆17. 1上除了用于这个轨道车辆的驱 动装置19外还设置有一台用于将碎石块21以及地面2恒温处理到大约30到35°C的过程 温度的设备20。这台设备20除了一台当外部温度低于所希望的大约30到35°C的过程温 度时用于加热碎石道床1的加热装置外优选地还包括一台冷却装置(未示出)。当温度比 所希望的过程温度高时在必要时用这台冷却装置对碎石道床1进行冷却。在本实例中碎石块21是以干燥的状态提供的，并且通过一台单独的工作列车(未 示出)投放到已预干燥的地面2上，并且加以夯实。并且接着又将移动的帐篷顶22放置到 干燥的碎石道床1以及干燥的地面2上，以保护碎石道床1和地面2，防止天气的影响。当碎石道床1潮湿时在第一轨道车辆17. 1或者在第一轨道车辆17. 1前面的第三 轨道车辆(未示出)上设置一台加热装置。借助这台加热装置对碎石道床1和地面2进行 干燥。此外，在第一轨道车辆17. 1上还设置一多个盖12的堆垛25，以及一台用于在碎石 道床1上放置盖12的升降装置26。在投放流态的反应混合料8之前将盖12放置在碎石道床1的上面。这些盖分别 是由一种抗弯的板形体构成，这个板形体的尺寸是如此确定的，即它可以以小于20毫米的 间隙放置在两个相邻的轨枕3之间。每个盖12配设一些保持元件12. 4。这些保持元件相 对于它们的板形体的纵向侧面侧向伸出。使用这些保持元件12. 4可将相应的盖12放置在 两个相邻的轨枕上。这样，它们的板形体的下侧面相对于碎石道床1的上表面9就有间距 了。此外，盖12还具有用于流态的反应混合料穿过地导入到碎石架中的通孔14，和一个配 属于通孔的关闭元件15。这个关闭元件15优选地集成在盖12中，并且借助升降装置26， 和/或借助发泡装置的混合头5上的一个出料接管进行操作，这样将盖12中的通孔14打 开和重新关闭。在第二轨道车辆17. 2上设置有具有用于多羟基化合物、异氰酸酯和催化剂的所属的存储容器和液压连接的导管(未示出)的配料装置23，此外还设置有一个具有所属的 混合头一操作设备24的高压混合头5。此外在第二轨道车辆17. 2上还设置一个升降装置27。在起泡过程结束后这个升 降装置将放置在碎石道床1上的盖12重新接收，并且在这个轨道车辆上存放在一个堆垛装 置25’上。优选地这两部轨道车辆17. 1,17.2装配另一输送装置(未示出)，例如输送带、 辊道或者滑道。其把用升降装置27接收的盖12从第二轨道车辆17. 2输送或者引导到第 一轨道车辆17. 1的堆垛装置25上。此外，根据本发明的另一有利的方案在图9和图10中简图示出的发泡装置还可以 具有一个或者多个用于检测在碎石道床1上设置的用于流态的反应混合料8的投放位置的 传感器(未示出)。根据本发明的装置的另一有利的方案在于轨道车辆17. 1装配有至少一个用于得 到在反应混合料8的投放部位上的碎石道床1的局部高度的地球物理测量仪(未示出)，其 中，计算机或者中央计算机18根据所得到的碎石道床的高度来调节应投放的反应混合料8的量。这种装置的所有设备都是通过脉冲传输线和中央计算机18连接的。这台中央计 算机全自动地控制着这些设备。本发明的实施并不局限于上述的一些实施例。而是可以有其它的方案。这些方案 即使和所述方案有所不同，但可使用在所附的权利要求书中所说明的发明。
权利要求
用于加固碎石道床(1)的方法，在道床的上部区域设置有轨枕(3)和固定其上的铁轨(4)，其中，在轨枕(3)的下面碎石道床具有载荷消除区域(13)，载荷消除区域承受作用到铁轨上的载荷，并且将该载荷传递到位于碎石道床下面的地上，其中用由反应混合料(8)形成的泡沫材料(11)填充碎石道床(1)的碎石架中的空腔，其特征在于，将反应混合物(8)的量投放到碎石架中，从而至少在载荷消除区域(13)中，从地的表面(2)直到轨枕(3)的下侧面用泡沫材料(11)填充碎石架(10)；并且对起泡时膨胀的泡沫材料(11)在空间上进行限制，其办法是在起泡过程结束前在碎石道床(1)上设置盖(12)。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，用盖(12)盖住碎石道床(1)的面，这个面 在从反应混合料(8)的投放点或者投放线起至少200毫米，优选地至少300毫米的范围上 延伸。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了在空间上对在起泡沫时膨胀的泡 沫材料(11)进行限制，补充于盖(12)地也使用轨枕(3)。
4.按照权利要求1至3的任一项所述的方法，其特征在于，用盖(12)盖住碎石道床(1) 的面，这个面横向于轨道走向地在至少轨道(4)的轨距上，和沿轨道走向在从反应混合料 (8)的投放点或者投放线起分别至少为200毫米的段上延伸。
5.按照权利要求1至4的任一段所述的方法，其特征在于，只起泡填充碎石架(1)中的 位于轨枕(3)下面的载荷消除区域(13)的下面的空腔。
6.按照权利要求1至5的任一项所述的方法，其特征在于，首先将反应混合料(8)投放 到碎石架(10)中，然后将盖(12)放置到碎石道床(1)上。
7.按照权利要求1至5的任一项所述的方法，其特征在于，首先将盖(12)放置到碎石 道床(1)上，接着通过盖(12)中的孔(14)或者缝隙将反应混合料(8)投放到碎石架中，并 且在投入了反应混合料(8)之后重新关闭孔(14)或者缝隙。
8.按照权利要求1至7的任一项所述的方法，其特征在于，在将盖(12)放置到碎石道 床(1)上之前在盖(12)的下侧面施加能喷涂或者能涂抹的分离剂。
9.按照权利要求1至8的任一项所述的方法，其特征在于，在碎石道床(1)和盖(12) 之间设置分离膜。
10.按照权利要求1至9的任一项所述的方法，其特征在于，将盖(12)直接放置到碎石 道床⑴上。
11.按照权利要求1至9的任一项所述的方法，其特征在于，盖(12)与碎石道床(1)的 上侧面(9)有间距地设置，其中，这个间距在0.5厘米至10厘米的范围内，优选地在0.8厘 米至8厘米的范围内，特别优选地在1厘米至5厘米的范围内。
12.按照权利要求1至11的任一项所述的方法，其特征在于，反应混合料(8)是在使 用至少一个高压混合头(5)的情况下作为流态反应混合料生产的，其做法是将反应混合料 (8)的成分定量地输送到所述至少一个高压混合头(5)中，并且在那里进行混合；这种流态 的反应混合料(8)自由流动地施加到碎石道床(1)的表面上；并且调节流态的反应混合物 (8)，从而基本上只有当流过碎石架(10)的反应混合料(8)到达了位于碎石道床(1)下面 的地的表面(2)时起泡过程才开始。
13.按照权利要求1至11的任一项所述的方法，其特征在于，调节反应混合料(8)，从 而起泡过程以3至30秒的滞后开始。
14.按照权利要求12和13所述的方法，其特征在于，起泡过程是借助催化剂或者激活 剂起动的，这种催化剂或者激活剂是单独地进行定量加入和混合到高压混合头(5)中，或 者反应混合料(8)的其中一个成分(6、7)的定量流中或者补充量流中。
15.按照权利要求1至14的任一项所述的方法，其特征在于，在起泡过程开始后5到 100秒钟将盖(12)从碎石道床(1)取走。
16.按照权利要求1至15的任一项所述的方法，其特征在于，在将反应混合料(8)投放 到碎石架中之前将应加固的碎石道床(1)以及位于碎石道床(1)下面的地的表面(2)进行 干燥。
17.按照权利要求1至16的任一项所述的方法，其特征在于，对应加固的碎石道床 (1)，以及位于碎石道床(1)下面的地的表面(2)进行恒温处理。
18.按照权利要求1至17的任一项所述的方法，其特征在于，借助至少一个地球物理测 量仪得到反应混合料(8)的规定投放地点处的碎石道床(1)的局部高度，并且根据得到的 碎石道床的高度调节应投放的反应混合料(8)的量。
19.用于执行按照权利要求1至18的任一项所述的方法的装置，包括至少一个轨道车 辆(17. 1、17. 2)，其设有用于起泡填充碎石道床(1)的碎石架(10)中的空腔的发泡装置，其 中，泡沫材料(11)由流态的反应混合料(8)构成，并且其中，发泡装置具有至少一个用于混 合反应混合料(8)的成分的混合装置(5)，并且具有至少一个用于将流态的反应混合料(8) 投放到碎石架(10)的卸料通道，其特征在于，所述至少一个轨道车辆(17. 1,17. 2)配设至 少一个可移动的，或者可运输的盖(12)，用以在空间上限制膨胀的泡沫材料(11)，并且具 有至少一个升降装置(26、27)，所述升降装置在起泡过程结束前将所述至少一个盖(12)放 置到碎石道床(1)上，并且在起泡过程结束后去掉。
20.按照权利要求19所述的装置，其特征在于，所述至少一个盖(12)和轨道车辆传力 连接，其中，轨道车辆的重力大于作用到盖(12)上的起泡力。
21.按照权利要求19或20所述的装置，其特征在于，所述至少一个盖(12)在下侧具有 防附着涂层。
22.按照权利要求19至21的任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个盖(12)是 由柔性垫构成的。
23.按照权利要求19至21的任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个盖(12)由 抗弯曲的板形体的构成。
24.按照权利要求23所述的装置，其特征在于，设计所述板形体的尺寸，从而它能以小 于40毫米，优选地小于30毫米，特别优选地小于20毫米的间隙放置在两个相邻的轨枕之 间，其中，这个板形体配设有保持元件(12. 4)，借助保持元件可将其放置在两个相邻的轨枕 (3)上，从而它的下侧面相对于碎石道床(1)的上侧面(9)相间隔。
25.按照权利要求19至24的任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个盖(12)具 有至少一个通孔(14)，用于将流态的反应混合料(8)引入到碎石架(10)中，并且具有一个 配属于通孔(14)的关闭元件(15)。
26.按照权利要求19至25的任一项所述的装置，其特征在于，轨道车辆(17.1,17. 2) 配设有至少一个加热装置(20)，用于干燥，和/或加热碎石道床(1)。
27.按照权利要求19至26的任一项所述的装置，其特征在于，轨道车辆(17.1,17. 2)配设有至少一个冷却装置，用于冷却碎石道床。
28.按照权利要求18至27的任一项所述的装置，其特征在于，发泡装置具有至少一个 传感器，用于检测设置在碎石道床(1)上的，且用于流态的反应混合料(8)的投放部位。
29.按照权利要求19至28的任一项所述的装置，其特征在于，发泡装置和所述至少一 个用于放置和取走所述至少一个盖(12)的升降装置(26、27)与计算机(18)连接，所述计 算机全自动地控制发泡装置和升降装置。
30.按照权利要求29所述的装置，其特征在于，轨道车辆(17.1,17. 2)装配有至少一个 地球物理测量仪，用以得到在反应混合料(8)的规定的投放位置上的碎石道床(1)的局部 高度，其中，计算机(18)根据得到的碎石道床高度来调节应投放的反应混合料(8)的量。
全文摘要
本发明涉及一种用于加固碎石道床(1)的方法。在碎石道床的上部区域设置有轨枕(3)和固定其上的铁轨(4)。在这种方法中用由板应混合料形成的泡沫材料(11)填充碎石道床的碎石架(10)中的空腔。为了既防止在载荷消除区域(13)中出现太低的泡沫材料堆，也防止泡沫溢出轨枕和轨道，根据本发明的方法规定，将如此多的反应混合物(8)投放到碎石架中，即至少在载荷消除区域(13)中，从地的表面(2)直到轨枕(3)的下侧面都用泡沫材料(11)填充碎石架(10)；并且对起泡沫时膨胀的合成材料泡沫(11)在空间上进行限制，其办法是在起泡沫过程结束前在碎石道床(1)上设置盖(12)。此外，本发明还涉及一种用于执行本方法的装置。
文档编号E01B27/20GK101878339SQ200880118010
公开日2010年11月3日 申请日期2008年11月8日 优先权日2007年11月27日
发明者J·沃思, W·波利克 申请人:亨内克股份有限公司