无砟轨道维修技术调研报告.doc

附件15：无砟轨道维修技术调研报告一、概述为实现列车的高安全性和高乘坐舒适性，无砟轨道结构必须具备高平顺性和高稳定性。高平顺性也即高速行车时轨面的平顺性，对行车平稳与行车安全影响较大;高稳定性也即轨道在高速运营条件下保持高平顺性与均匀弹性、维持部件有效性与完整性的能力，要求轨道结构有合理的刚度，维持纵向轨道刚度分布的均匀性，若轨道结构有病害或者较大的损伤、损坏，会影响到轨道结构保持高平顺性与均匀弹性的能力，须进行必要的保养和维修。因此保持轨面的平顺性与轨道结构的高稳定性就是维修工作的核心。受施工不良、列车动荷载、雨雪侵蚀、环境温度等多种作用的影响，无砟轨道不可避免的会产生各种病害、损坏，如轨道板的开裂、CA砂浆层破损、轨道板或底座与CA砂浆层脱离、钢筋锈蚀等。对无砟轨道所出现的问题以及对国内外无砟轨道维修技术进行调研、分析，对今后无砟轨道的养护维修、无砟轨道优化设计等有重要作用。二、日本铁路无砟轨道维修技术现状1、新干线CA砂浆的维修材料（1）轨道板和CA砂浆层间的小空隙的填充材料-丙烯类树脂（MACH）材料组成：MACH是将异丁烯树脂液和硬化剂、填充碳酸钙混合而获得的用于轨道板下小空隙的填充材料。材料特征：流动性良好，可用于轨道板和CA砂浆的小缝隙（1mm左右）；硬化性良好，通过添加适当的硬化剂和硬化促凝剂，可在1小时内硬化并表现出强度；即使是在低温的条件下，通过添加适当的硬化剂和硬化促凝剂，亦可立即硬化；机械强度、接合性、耐久性良好；耐酸、碱性良好。技术参数：液态特性（见下表）：项目标准试验结果备注材质液态高分子材料颜色 主剂：淡黄色硬化剂：白色混合物：白色混合物比重大于等于1.051.27混合物粘度小于1 Pas（10P）10：0.27Pas25：0.065Pas10：0.093Pas可使用时间20分钟以上（10、25、35）10：38分钟25：29分钟10：33分钟压缩应变 压缩应变小于10%或硬度大于等于70%5.0%（压缩应变）可荷载时间为1小时以内接合力 大于等于0.1MPa0.61MPa复原应变 大于等于99%99.8%硬化收缩率15%以内-8.8%发热温度700ml容量100以内86.4试验管容量100以内28.2低温硬化性大于等于90%100%水中硬化性大于等于90%100%流动性以30分钟为上限，在可使用时间内17分钟硬化物特性（见下表）：试验项目标准试验结果备注外观表面无大的气泡、鼓起、褶皱裂痕等无异常比重大于等于1.051.43弹性常数大于等于10MN/m27.8MN/m疲劳强度外观表面无大的气泡、鼓起、褶皱裂痕等无异常弹性松弛最大弹性松弛量为10%以内3.0%剪切强度大于等于0.49MPa14.9MPa接合强度大于等于0.49MPa2.95MPa表面强度大于等于509520时耐碱性外观表面无大的气泡、鼓起、褶皱裂痕等无异常变化率变化率为20%以内-4.7%耐盐水性外观表面无大的气泡、鼓起、褶皱裂痕等无异常变化率变化率为20%以内-4.7%耐热老化性外观表面无大的气泡、鼓起、褶皱裂痕等无异常变化率变化率为20%以内-4.7%耐裂纹性大于等于200N221N压缩强度41.2N/mm2标准配合比：类别商品名温度（）05102035主剂XD-38110硬化剂BPO-50500g400g300g200g100g填充物碳酸钙5硬化促凝剂AC-102100g100g不需要配合量约11.8L（2）轨道板和CA砂浆层间的大空隙（大于等于5mm小于15mm）的填充材料- 氨基甲酸乙酯树脂CUS-UC20MQ材料组成：CUS-UC20MQ是高性能聚氨基甲酸乙酯类树脂填充材料，按照规定的混合比例搅拌A材料与B材料，可充分发挥其性能，弹性常数20MN/m适用于所要求的轨道用途。用于修补CA砂浆填充层（大于等于5mm小于15mm）。材料特征：常温下硬化-按规定的比例混合A材料和B材料，用电动搅拌机进行充分搅拌，在常温下，短时间内能得到表现强度。灌注操作性良好-由于混合物粘度低，可使用时间长，因此现场的灌注操作性良好，尤其适合轨道的修补。耐久性良好-在轨道树脂填充材料规格所要求的疲劳强度试验中显示出良好的耐久性，此外，能缓解列车荷载、震动和冲击，可长期保持机械强度。没有硬化收缩-按照树脂成分等严格的配合进行制造，不会出现硬化后的收缩。技术参数：液态性能：NO试验项目规格值试验方法1-1材质液态高分子材料-1-2色调A材料与申报的颜色相同黑色系列目测B材料混合物1-3比重-混合物大于等于1.05比重杯法（JIS K-5600）1-4粘度-混合物小于10Pa.s旋转粘度计（Rion VT型）混合后15分钟以后的值1-5可使用时间大于等于10分钟（气温、液温30）大于等于15分钟（气温、液温10）用旋转粘度计测量粘度达到40Pa.s的时间。在容量为1000cc的烧杯中放入700cc进行测量。1-6灌注2小时后的初期硬度试验片 10010025mm混凝土制 14014040mm(标准)（1）压缩应变小于10%或硬度大于等于70%测量压缩应力表现为0.1Mpa时的压缩应变。硬度是根据SRIS-0101-C型测量出的与最终硬度的比。（2）接合力大于等于0.1Mpa对于在混凝土面之间铸造接合的硬化物，采用荷载双面剪切方式。（无底漆）（3）复元应变率大于等于99%压缩应力试验去除荷载后30分钟内1-7初期材令中振动荷载的影响20%以内灌注2小时后，在5Hz、200次、最大0.1Mpa、sin波形的条件下荷载，然后计算养护1周后的强度与同一批次不施加震动的材料强度之比（1）硬度（2）压缩应变（3）接合力1-8硬化收缩率5%以内根据No.1-3项的混合物比重与No.2-2项的成型硬化物的比重计算。硬化物性能：NO试验项目规格值试验方法2-1外观表面没有大的气泡、裂纹、褶皱、鼓起。目测2-2比重大于等于1.05用游标卡尺测量试验片 100x100x25mm外形尺寸；重量测量取小于g单位的2位有效数。2-3弹性常数20MN/m20%以内对试验片 100x100x25mm，施加 04.4kN的负载，施加2次后，使荷载达到4.4kN，求得荷载在0.98kN与3.92kN之间的弹性常数，负载速度为1mm /Min2-4疲劳强度最大弹性松弛量小于1.25mm,外观无明显的异常状态。对试验片100x100x25，采用下限为0.98kN，上限为4.9kN的定载，以510Hz反复荷载106次。2-5剪切强度大于等于0.49Mpa在试验片100x100x25mm上，采用剪切面10x20（mm）x2的双面剪切方式2-6接合强度大于等于0.49Mpa荷载面：（15x20）mm、接合面：（20x20）mm。对于混凝土面上铸造接合的硬化物，采用荷载双面剪切方式。（无底漆）2-7表面硬度大于等于50SRIS-0101C型硬度计2-8耐碱性外观无异常状态，弹性常数的变化率在20%以内将试验片100x100x25mm放入Ca(OH)2饱和水溶液中，浸泡96小时后，实施弹性常数试验2-9耐盐水性将试验片100x100x25mm放入5%NaCl水溶液中，浸泡96小时后，实施弹性常数试验2-10耐热老化性将试验片100x100x25mm在70的温度下，空气加热96小时后取出，12小时以后实施弹性常数试验（3）用于修补板式轨道CA砂浆边缘氨基甲酸乙酯树脂填充材料CUS-UB20材料组成：CUS-UB20是低成本的聚氨基甲酸乙酯树脂填充材料，按照规定的混合比例搅拌A材料与B材料，可充分发挥其性能，弹性常数20MN/m适用于所要求的轨道用途。用于修补板式轨道CA砂浆边缘修补。材料特征：价格低廉、高性能-CUS-UB20保持了以往产品聚氨基甲酸乙酯填充材料的性能，但成本却只有约1/2，是经济型产品。常温下硬化-按规定的比例混合A材和B材，用电动搅拌机进行充分搅拌，在常温下，即可发挥规定的物性。灌注操作性良好-由于混合物粘度低，可使用时间长，因此现场的灌注操作性良好。耐久性良好-在轨道树脂填充材料规格所要求的疲劳强度试验中合格并显示出良好的耐久性，此外，能缓解列车荷载、震动和冲击，可长期保持机械强度。没有硬化收缩-按照树脂成分等严格的配合进行制造，不会出现硬化后的收缩。技术参数：液态性能：NO试验项目规格值试验方法1-1材质液态高分子材料1-2色调A材料与申报的颜色相同黑色系列目测B材料混合物1-3比重-混合物大于等于1.05比重杯法（JIS K-5600）1-4粘度-混合物小于10Pa.s旋转粘度计（Rion VT型）混合后15分钟以后的值1-5可使用时间大于等于10分钟（气温、液温30）大于等于15分钟（气温、液温10）用旋转粘度计测量粘度达到40Pa.s的时间。在容量为1000cc的烧杯中放入700cc进行测量。1-6灌注2小时后的初期硬度试验片10010025mm、混凝土制14014040mm(标准)（1）压缩应变小于10%或硬度大于等于70%测量压缩应力表现为0.1Mpa时的压缩应变。硬度是根据SRIS-0101-C型测量出的与最终硬度的比。（2）接合力大于等于0.1Mpa对于在混凝土面之间铸造接合的硬化物，采用荷载双面剪切方式。（无底漆）（3）复元应变率大于等于99%压缩应力试验去除荷载后30分钟内1-7初期材令中振动荷载的影响20%以内灌注2小时后，在5Hz、200次、最大0.1Mpa、sin波形的条件下荷载，然后计算养护1周后的强度与同一批次不施加震动的材料强度之比（1）硬度（2）压缩应变（3）接合力1-8硬化收缩率5%以内根据No.1-3项的混合物比重与No.2-2 项的成型硬化物的比重计算。硬化物性能：NO试验项目规格值试验方法2-1外观表面没有大的气泡、裂纹、褶皱、鼓起。目测2-2比重大于等于1.05用游标卡尺测量试验片 100x100x25mm外形尺寸；重量测量取小于g单位的2位有效数。2-3弹性常数20MN/m20%以内对试验片 100x100x25mm，施加 04.4kN的负载，施加2次后，使荷载达到4.4kN，求得荷载在0.98kN与3.92kN之间的弹性常数，负载速度为1mm /Min2-4疲劳强度最大弹性松弛量小于1.25mm,外观无明显的异常状态。试验片100x100x25，采用下限为0.98kN，上限为4.9kN的定载，以510Hz反复荷载106次2-5剪切强度大于等于0.49Mpa在试验片100x100x25mm上，采用剪切面10x20（mm）x2的双面剪切方式2-6接合强度大于等于0.49Mpa荷载面：（15x20）mm、接合面：（20x20）mm。对于混凝土面上铸造接合的硬化物，采用荷载双面剪切方式。（无底漆）2-7表面硬度大于等于50SRIS-0101C型硬度计2-8耐碱性外观无异常状态，弹性常数的变化率在20%以内将试验片100x100x25mm放入Ca(OH)2饱和水溶液中，浸泡96小时后，实施弹性常数试验2-9耐盐水性将试验片100x100x25mm放入5%NaCl水溶液中，浸泡96小时后，实施弹性常数试验2-10耐热老化性将试验片100x100x25mm在70的温度下，空气加热96小时后取出，12小时以后实施弹性常数试验（4）用于填充轨道板凸形挡台（新设、修补）氨基甲酸乙酯树脂填充材料CUS-UB10材料组成：CUS-UB10是低成本的聚氨基甲酸乙酯树脂填充材料，按照规定的混合比例搅拌A材料与B材料，可充分发挥其性能，弹性常数10MN/m适用于所要求的轨道用途。用于填充轨道板凸形挡台（新设、修补）。材料特征：价格低廉、高性能- CUS-UB10保持了以往产品聚氨基甲酸乙酯填充材料的性能，但成本却只有约1/2，是经济型产品。常温下硬化-按规定的比例混合A材和B材，用电动搅拌机进行充分搅拌，在常温下，即可发挥规定的物性。灌注操作性良好-由于混合物粘度低，可使用时间长，因此现场的灌注操作性良好。耐久性良好-在轨道树脂填充材料规格所要求的疲劳强度试验中合格并显示出良好的耐久性，此外，能缓解列车荷载、震动和冲击，可长期保持机械强度。没有硬化收缩-按照树脂成分等严格的配合进行制造，不会出现硬化后的收缩。技术参数：液态性能：NO试验项目规格值试验方法1-1材质聚氨基甲酸乙酯为主成分1-2色调A材料与申报的颜色相同目测B材料混合物黑色系列1-3比重-混合物大于等于1.05比重杯法（JIS-K-5600）1-4粘度-混合物小于10Pa.s100Ps旋转粘度计（Rion VT型）混合后15分钟以后的值1-5可使用时间大于等于20分钟用旋转粘度计测量粘度达到40Pa.s的时间。在容量为1000cc的烧杯中放入700cc进行测量。1-6脱模时间24小时以内指触硬化时即可1-7可荷载时间48小时以内强度表现（剪切强度或表面硬度）在70%以内1-8硬化收缩率小于10mm或5%以内在内径为25mm、 长度为1000mm的玻璃管内灌注900mm,测量从可使用时间到硬化时间的收缩率。硬化物性能：NO试验项目规格值试验方法2-1外观表面没有大的气泡、裂纹、褶皱、鼓起。目测2-2比重大于等于1.05用游标卡尺测量试验片 100x100x25mm外形尺寸；重量测量取小于g单位的2位有效数。2-3弹性常数10MN/m20%以内对试验片 100x100x25mm，施加 04.4kN的负载，施加2次后，使荷载达到4.4kN，求得荷载在0.98kN与3.92kN之间的弹性常数，负载速度为1mm /Min2-4疲劳强度最大弹性松弛量小于1.25mm,外观无明显的异常状态。试验片100x100x25mm，采用下限为0.98kN,上限为4.9 kN的定载，以10Hz反复荷载106次。2-5剪切强度大于等于1.96Mpa在试验片100x100x25mm上，采用剪切面10x20（mm）x2的双面剪切方式2-6接合强度大于等于0.49Mpa荷载面：（15x20）mm、接合面：（20x20）mm混凝土面铸造接合（无底漆）2-7表面硬度大于等于50SRIS-0101C型硬度计2-8耐碱性耐盐水性耐热老化性外观无异常状态，弹性常数的变化率在20%以内将试验片100x100x25mm放入Ca(OH)2饱和水溶液中，浸泡96小时后，实施弹性常数试验2-9将试验片100x100x25mm放入5%NaCl水溶液中，浸泡96小时后，实施弹性常数试验2-10将试验片100x100x25mm在70的温度下，空气加热96小时后取出，12小时以后实施弹性常数试验（5）用于轨道板下部修补专用混合砂浆填充材料“ARENNROKKU”S-M材料组成：轨道板下部修补专用填充材料“ARENNROKKU” S-是一种混凝土附着性、速硬性、耐久性良好的无溶剂型乙烯基酯树脂。作为填充材料，其骨料混合砂浆化的材料对修补部位的填充操作性良好。材料特征：确保轨道板下所要求的弹性常数为20t/cm20。填充专用砂浆的操作性良好。硬化时间短，即使是在冬季0的温度下，亦可在1小时左右硬化。与混凝土的附着性良好。技术参数：液态性能：项 目性状及物性试验方法外 观半透明紫红色 胶状目 测比 重1.130.02JIS K 6901粘 度300150Ps/25JIS K 6901凝固时间123分/20（硬化剂3）JIS K 6901抗拉强度120Kgf/cm2JIS K 6301延伸率95JIS K 6301开裂强度49 Kgf/cm2JIS K 6301肖氏硬度C95JIS K 6301吸水率0.48JIS K 6911砂浆硬化物性能：项 目物性及性状试验方法砂浆比重1.60JIS K 6901砂浆配合（重量比）“ARENNROKKU” S-M 100“PA-KADOKKUSU” CH-50L 3硬化剂） 橡胶片 500H 40硅砂3号 200可使用时间153分钟/20 （硬化剂3）JIS K 6901硬化时间205分钟/20 （硬化剂3）JIS K 6901与混凝土的附着强度25.5Kgf/cm2 （混凝土基底损坏）JIS K 6909弹性常数20.04.0t/cm 肖氏硬度C8095JIS K 63012、新干线CA砂浆的维修工艺（1）用合成树脂修补填充层及凸形挡台模板法维修工艺适用范围适用于用合成树脂填充材对轨道板底部CA砂浆填充层的损坏或缝隙以及轨道板凸形挡台周围进行修补的情况。修补内容分为，对板式轨道填充层的外围进行修补的边缘修补（图-1）：图-1现有填充层的边缘修补对轨道板底部的缝隙进行修补的缝隙修补（图-2）：轨道板现有CA砂浆RLRL缝隙隙間灌注模板防漏灌注模板防漏树脂灌注脂注入灌注树脂混凝土底座4950mm树脂的灌注范围木制模板（密贴模板）木制模板（开放模板）2340mm20mm图-2缝隙灌注修补对轨道板凸形挡台外围部分进行修补的凸形挡台周围修补（以下称“凸形挡台修补”）（图-3）：凸形档台CA砂浆树脂灌注不锈钢板凸形档台用垫层混凝土底座190120250图-3凸形档台部位的灌注和修补修补材料修补用树脂填充材料分为一般用途和微小缝隙用途两种。对于5mm以上的缝隙修补、凸形挡台修补以及边缘修补，应使用前者；而对于不足5mm的缝隙修补，应使用后者。一般用途的材质应选择聚氨基甲酸乙酯类、丙烯类中任意一类的树脂，并满足表1中所示的性能；而微小缝隙用途的材质原则上应选择丙烯类树脂，并且也要满足表1中所示的性能。弹簧常数因修补部位和缝隙大小而有所不同，应从1020MN/m中选择适当的数值进行使用。表1 修补用树脂填充材料的性能灌注液：项目一般用途微小缝隙用途比重一混合物大于等于1.05大于等于1.05粘度一混合物小于10PaS（100Ps）小于1PaS（10、20、30）可使用时间大于等于0分钟（气温液温30）大于等于15分钟（气温液温10）大于等于20分钟（10、20、30）灌注2小时后的初期强度（微小缝隙用途为1小时后）（1）压缩应变小于10或硬度大于等于70（1）压缩应变小于10 或硬度大于等于70（2）接合力大于等于0.1MPa（2）接合力大于等于0.1MPa（3）复原率大于等于99（3）复原率大于等于99初期材料龄期中振动荷载的影响20以内20以内硬化收缩率5以内10以内低温硬化性-经过可标称荷载时间后，表面硬度大于等于最终硬度的90。水下硬化性-经过可标称荷载时间后，表面硬度大于等于最终硬度的90。流动性-在以30分钟为上限的可使用时间以内硬化物：项目一般用途微小缝隙用途比重大于等于1.05大于等于1.05弹簧常数（MNm）在标称弹簧常数的20以内在标称弹簧常数的20以内疲劳强度最大弹性松弛量小于5，外观上无显著异常。最大弹性松弛量小于10，外观上无显著异常。抗剪强度大于等于0.49MPa大于等于0.49MPa接合强度大于等于0.49MPa大于等于0.49MPa修补工艺-1边缘修补的施工：流程：修凿、表面除锈、清扫涂敷底漆安装模板定位螺栓孔的保护防止污损措施树脂的混合、搅拌灌 注脱模善后工作、清扫具体施工程序如下所示：A、为确保与树脂之间的接合力，填充层损伤部位以及损伤恶化部位的修凿深度标准值设为100mm，并要尽量进行表面除锈、清扫及去除水分的工作。B、考虑到修凿部位的轨道板底部以及混凝土底座面很难完全干燥，因此原则上要使用湿润面施工型的浸透性底漆。C、在轨道板侧面安装模板，并实施密封。D、为实施二次灌注以及维护作业，作为确保定位螺栓孔内螺纹的措施，使用了发泡聚乙稀等软质材料和定位螺栓等，使填充材料不会回流到定位螺栓孔内。E、材料的混合至少要2种以上，为使所有混合液不发生混合不良的现象，要使用手动搅拌器等进行均匀的搅拌。此外，聚氨基甲酸乙脂类（低廉化）树脂的混合是将A材料先进行2分钟的预搅拌，然后投入B材料，再搅拌2分钟。F、为避免出现气包现象，要从轨道板侧面等适宜地方（在超高区段内为内轨一侧）开始进行灌注，在确认填充材料确实已达到比轨道板底部或垫层底部高出若干的水平后再停止灌注。为防止施工不良，填充要在可使用时间内结束。此外，树脂的强度表现会由于空气温度或树脂的类别而存在差异，但是，只要空气温度不小于5，则通常灌注后2小时的压缩强度可确保达到01Nmm2（1kgcm2），因此在首趟列车通过的2小时之前，必须结束灌注。但是，使用1小时即可硬化的丙烯类树脂时，则只要在首趟列车通过的1小时之前结束灌注即可。G、在进行硬化的确认后，进行脱模处理。H、根据需要，将多余部分的树脂清理干净，然后仔细地进行善后工作和清扫工作。-2缝隙修补的施工：流程：清扫安装模板密封定位螺栓孔的保护防止污损措施树脂的混合、搅拌灌 注脱模善后工作、清扫具体施工程序如下所述：A、为确保树脂的接合力，使用压缩空气等方法将缝隙间的沙粒清除干净，同时用热风等吹干填充面。B、使用密贴模板时，需设置脱气孔。C、在缝隙的周围用浸渍衬垫、快凝水泥等进行密封，设置脱气孔和浇口，确认它们之间是有空气流动的。微小缝隙用填充材料因其粘性较低（与水相同）且含有有机溶剂，所以需要用快凝水泥等无机类材料进行密封。D、采取措施防止填充材料向轨道板的定位螺栓孔回流。E、采取措施防止钢轨及轨道板等的周围部分发生污损。F、材料的混合至少要2种以上，为使所有混合液不发生混合不良的现象，要使用手动搅拌器进行均匀的搅拌。G、为避免出现气包现象，要利用自然灌注法或加压灌注法从浇口、轨道板侧面等较低位置的适宜部位开始进行灌注。在通过脱气孔确认了各部分的填充状况后，要在可使用时间内并且在首趟列车通过的2小时之前结束灌注作业。但是，使用1小时以内即可完成硬化的丙烯类填充材料时，则只要在首趟列车通过的1小时之前结束灌注即可。此外，如果采用加压灌注，有时会因灌注压力的增大而使轨道板上翘，并在CA砂浆间产生更大的缝隙，因此，最好尽量采用自然灌注法。当不得不采用加压灌注法时，要充分留意灌注压力，注意防止在灌注过程中引起轨道板的上翘。H、将多余部分的树脂清理干净，然后仔细地进行善后工作和清扫工作。-3凸形挡台修补的施工：流程：修凿、表面除锈、清扫涂敷底漆密封定位螺栓孔的保护防止污损措施树脂的混合、搅拌灌 注善后工作、清扫具体施工程序如下所述：A、凸形挡台周围的既有CA砂浆的修凿深度以距离凸形挡台顶部120mm为标准，用压缩空气等方法将缝隙部位充分清理干净，同时用热风等将填充面吹干。B、凸形挡台周围的混凝土表面，原则上要使用湿润面施工型的浸透性底漆进行处理。采用该措施的目的是为了确保凸形挡台周围的混凝土与树脂之间的接合力。C、为防止树脂流入轨道板结合部的缝隙内，在浇口周围要用浸渍垫衬或者快凝水泥等进行密封。D、采取措施防止填充材料向轨道板的定位螺栓孔回流。E、采取措施防止钢轨及轨道板等的周围部分发生污损。F、材料的混合至少要2种以上，为使所有混合液不发生混合不良的现象，要使用手动搅拌器进行均匀的搅拌。G、要在可使用时间以内并且在首趟列车通过的2小时之前结束填充材料的灌注作业。但是，使用1小时以内即可完成硬化的丙烯类填充材料时，则只要在首趟列车通过的1小时之前结束灌注即可。灌注时，要注意不要使其产生气包现象。H、作业结束后，要仔细地进行善后工作和清扫工作。（2）用合成树脂修补填充层及凸形挡台无模板法维修工艺 修补的填充材料依据以下标准进行配合：乙烯基脂类树脂的最佳配合比材料树脂硬化促进剂橡胶片铸型砂种类乙烯基脂树脂（“ARENNROKKU”）“PA-KADOKKUSU”500H3号配合比100340200重量比（）466g14g186g933g注：填充材料的混合是在树脂上添加硬化促进剂，用手动搅拌机进行混合。然后一边搅拌，一边添加橡胶片和铸型砂进行混合。在混合填充材料时，采用低速旋转（700旋转/分钟），要充分搅拌使材料达到均匀的程度。底漆的最佳配合比材料树脂硬化促进剂种类乙烯基脂树脂（“ARENNROKKU(商品名称)”）“PA-KADOKKUSU(商品名称)”配合比1003工艺步骤A、确认完成状态时，需要确认填充层和轨道板之间有无缝隙（0.5mm以下）、填充层是否能够填充到轨道板顶部。B、不使用模板的轨道板填充层的修补工程的施工顺序，依照下列标准：工作划分顺序准备工作正式工作后续工作施工的顺序(1) 仪器器具的运输配备(2) 材料的搬运(3) 修补地方的记号标示(4) 检查(1) 撤走障碍物(2) 水泥沥青的修凿(3) 修凿残渣的整理(4) 修凿部分的干燥(5) 涂敷底漆(6) 填充材料的混合(7) 填充材料的填充(8) 填充部分的振动器(9) 废弃材料的整理恢复障碍物检查(1) 确认灌注结果(2) 器具以及废弃品的整理工艺标准程序：A、用木铲把混合好的填充材料放置在修补地方。树脂砂浆混凝土底座CA砂浆轨道板缝隙B、为了在填充时使填充材料没有缝隙，需要插入夹板。（夹板）混凝土底座CA砂浆轨道板缝隙C、用振动器使夹板震动，以便可以充分填充填充材料。CA砂浆轨道板振动器混凝土底座D、填充材料如果从上部脱落，就撤去夹板。CA砂浆轨道板混凝土底座E、向夹板部分追加填充材料。CA砂浆轨道板混凝土底座F、用焊烙铁对填充材料表面进行整形。CA砂浆轨道板板混凝土底座G、修补板式轨道填充层（无模板工艺）时的注意事项。根据修补部位的不同，适当选择用于修凿的十字镐的形状；在修凿过后，使用扫帚和空气吹制等方法进行彻底地清扫；为使接合度更好，底漆的涂敷以0.15kg/m为宜，并用刷毛或者滚筒封涂，以避免有未涂敷的地方。避免在降雨时施工，或者避免在有可能降雨的时候施工。由于用于修补的树脂属于石油类的材料，所以在使用材料时严禁烟火。判断是否修补的标准：在日常板式轨道修补及灾害修复中，提出了如表1所示的判断是否修补的标准方案，当板式轨道各部位发生异常时，最好以该判断标准为参考依据进行是否应尽快修复的判断。此外，关于板式样轨道的检查及修补，应注意的地方阐述如下。A、 CA砂浆填充层的质量恶化以寒冷地区为中心，可见CA砂浆层的经年恶化现象。根据恶化程度对是否需要修补进行了研讨。研讨的结果为，当CA砂浆在纵深10cm处发生缺损时，钢轨方向上的弯矩会略微增加，但这不会构成问题，可在钢轨直角方向上，对防震板式轨道来说，明显超过了设计指针的容许应力。因此，是否修补的标准应定为当恶化程度达到纵深10cm时，应立即进行修补。B、凸形挡台周围的CA砂浆当凸形挡台周围的CA砂浆与凸形挡台之间的缝隙很明显时，另一侧CA砂浆的压缩破坏的危险性肯定会很高。这是因为轨道板下部与下部结构物之间发生了相对位移，钢轨张拉力比设计值大的缘故。因此，虽然很难制定一个统一的程度等级顺序，但建议先查明原因并记录下来，当发生5mm左右的缝隙时，要立即进行修补。表1 判断是否修补的标准损伤部位程度等级 判定值备注缺损s10cm10cms5cm5cms2cms: 缺损部位缝隙t2mm2mmt1mm1mmt0.5mmt: 缝隙凸形挡台缝隙t5mm5mmt3mm3mmt2mmt: 缝隙缺损折损h5cm5cmh3cm3cmh1cmh: 深度备注判定等级 A:迅速进行修补。 B:按计划进行修补。 C:要注意（记入台帐）。缺损宽度长度LCAM缺损长度L以1m为标准轨道板凸形挡台起轨道板四、国内无碴轨道维修技术现状二、国内无砟轨道维修技术现状我国客运专线建设起步较晚， 缺乏成熟的养护维修经验， 存在大量急需解决的问题，主要有以下几方面：一是缺乏系统、成熟的无砟轨道养护维修技术标准。我国现制定的一些无砟轨道养护维修的技术标准，基本是参照的国外标准和经验而来，没有经过国内系统的实践检验，并且不细、也不全。要想完善它，必须结合我国国情和长期运营实践经验，还需要相当长时间的摸索、研究和积累。（1）我国板式无砟轨道存在的问题秦沈客运专线：秦沈客运专线由秦皇岛过山海关经绥中、锦州、新民至沈阳，全长约405公里。其中山海关至绥中北段长66.8公里，完全采用高速铁路标准，开展运行200300公里/小时列车的综合试验段，为以后修建京沪高速铁路和其他客运专线积累经验。在2002年山海关至绥中北综合试验段第三次综合实验中，“中华之星”电力动车组最高时速达到321.5公里，随后以200250公里的时速进行了山海关至沈阳的全程拉通试验，获得了完全成功。多项轨道新技术在该线建设中首次得到了应用，主要包括:新线一次铺设跨区间无缝线路、铺设18号和38号无缝道岔，在桥上试铺了两种类型的无昨轨道。秦沈客运专线单元板式无砟轨道运营中存在问题：秦沈客运专线沙河、狗河和双河大桥上首次铺设了长枕埋入式和板式无砟轨道，但由于两种新型无砟轨道结构在我国首次铺设，施工方法、施工机具、设备等都未能达到标准化程度，导致个别地段的轨道铺设精度不高，运营后产生了一系列的问题。单元板式轨道存在的问题较多，主要包括CA砂浆破损较为严重、凸形挡台周围的橡胶板挤出、扣件螺栓拔出等几种情况。问题1、CA砂浆破损：存在裂缝、剥离和碎裂三种伤损类型，典型的碎裂和剥离如图2-2、2-3所示。这些情况有多方面原因:在首次铺设阶段，技术认知水平有差距，对CA砂浆的原材料控制不够严格，特别是其中的乳化沥青、细骨料等，导致施工完成后以砂浆分层严重;乳化沥青制造和CA砂浆施工设备简陋，工艺处于摸索阶段;CA砂浆施工时已接近冬季，施工温度较低。问题2、凸形挡台周围的橡胶板挤出：秦沈线凸形挡台周围的设计方案采用的是橡胶板，这一特点是借鉴了日本早期的工程实践经验，在运营过程中同样出现了凸形挡台周围的橡胶板被挤出的现象。故而之后的板式无昨轨道设计、施工均采用树脂材料填充。遂渝线无砟轨道：为了研发具有自主知识产权的无砟轨道成套技术，积累成段铺设无柞轨道的经验，2004年铁道部决定在遂渝线建设无昨轨道试验段，对板式轨道、双块式轨道、纵连板式轨道以及岔区长枕埋入式无砟轨道进行试验研究。遂渝线无柞轨道试验段位于重庆市境内，是重庆枢纽工程的重要组成部分。试验段起于桐子林隧道出口，止于蒋家大桥，全长13.157km。试验段内板式轨道有平板、框架和减振型板式轨道以及纵联板式轨道结构，分别铺设于路基、桥梁和隧道中。其中，预应力平板主要用于寒冷地区，框架板主要用于温暖地区，实际应用中可根据不同地区气候环境条件进行选型。遂渝线单元板式无砟轨道运营中存在问题：2007年4月底，遂渝线正式开通运营，通过两年多来的试验研究，在无砟轨道结构、无砟轨道绝缘处理措施和ZPW-ZOOO轨道电路传输性能、路基沉降控制、测量控制、扣件、道岔、施工工艺、施工装备等方面取得了丰富的、系统的研究成果。同时，无砟轨道试验段在运营过程中也出现了不少问题。问题1、CA砂浆层汲水：汲水现象在雨后尤为明显。由于基础板与CA砂浆层之间存在间隙，降雨时，雨水进入CA砂浆层，列车通过时的“拍打”使内部藏水不断挤出和吸入，形成白色泡沫。长期作用可能会影响CA砂浆层及轨道板的使用寿命。图2-6为在列车通过时个别地段的单元板式轨道CA砂浆层的汲水现象。问题2、CA砂浆支承不完全这种情况较少，仅为个别地段，主要是由于施工不到位造成。轨道板端部的不完全支承会在一定程度上会影响其传力。长期来看，可能会对轨道板的寿命产生一定的影响。图2-7为板下CA砂浆支承不完全的现场照片。问题3、框架板内积水：从现场的情况来看，情况较为严重。主要是由于雨水得不到及时排出而造成的。若底座顶面有细微裂纹，雨水会沿裂纹进入底座而造成底座钢筋的锈蚀，影响底座的使用寿命。同时，受雨水的长期浸泡，CA砂浆层的性能可能也会受到一定的影响。应引起足够的重视。图2-8为桥上框架板式轨道的框架内积水的现场照片。问题4、凸型挡台周围填充树脂破损。个别地段出现了凸型挡台周围填充树脂破损的情况。填充树脂层破损的常见情况是整断面的断裂，可能与填充树脂层的局部受力有关。应对树脂的破损进行及时修补或更换，以免因雨水等各种环境因素作用而影响轨道板的传力。图2-9为凸型挡台周围填充树脂破损的现场照片。问题5、底座开裂。从现场的调查情况来看，底座的开裂处较多，裂纹多位于轨道板中间下部的底座，裂纹较宽。其中，严重地段已经和路基面层一起沿底座横断面形成贯通的裂纹，这可能是由路基的不均沉降引起的。图2-10为框架板式轨道底座开裂的现场照片。问题6、轨道板角部局部破损。有该种情况的地段较少，仅为个别地段。可能与轨道板的运输、吊装及施工有关。图2-11为轨道板角部局部破损的现场照片。总得看来，目前单元板式无柞轨道存在的主要损伤为CA砂浆层汲水、底座开裂和框架板内积水。遂渝线纵联板式无砟轨道运营中存在问题：纵连板式轨道主要铺设在路基、隧道和新北磅嘉陵江大桥上。路基和隧道内的纵连板式轨道伤损主要为砂浆袋破损和底座开裂，典型的伤损如图2-12和2-13所示。纵连板式轨道的主要伤损有以下几类:(l)侧向挡块开裂破损。侧向挡块开裂破损主要分布在简支梁的跨中、连续梁边跨及刚构附近的轨道处，也就是梁与轨道板纵向位移相对较大的地方。总得来看，侧向挡块的破坏情况比较严重。侧向挡块开裂破损情况如图2-14和图2-15所示。(2)CA砂浆层垂向开裂、剥离。CA砂浆层垂向开裂的情况如图2-16所示。CA砂浆层多处发生垂向开裂，这可能与CA砂浆层的受力有关。此外，还发现CA砂浆层边缘处剥离现象，如图2-17所示。(3)CA砂浆层汲水。列车通过时，在纵连板和CA砂浆层结合面处发生汲水现象，这是由于接合面脱离导致雨水进入所致。在列车荷载长期作用下，这可能会影响CA砂浆层的寿命，应引起重视。汲水情况见图2-18。(4)滑动摩擦副汲水。梁面防水层的破损，会使雨水进入滑动摩擦副，列车通过时，引起滑动摩擦副汲水。在列车荷载长期作用下，这将影响滑动摩擦副的正常使用。典型情况如图2-19所示。板式无砟轨道主体结构伤损分析：板式无砟轨道由主体结构与附属结构组成，其中，主体结构包括钢轨、轨道板、CA砂浆层、底座等结构物;附属结构包括扣件系统、凸形挡台及其周围填充树脂材料等传力和限位结构或部件。可根据轨道结构组成，对害进行归类和划分。轨道结构损伤归类：按照轨道的结构层次来分，可以将板式无砟轨道损伤归类为主体结构损伤和附属结构损伤。前者主要包括轨道板破损、裂纹、CA砂浆层汲水、CA砂浆剥离、碎裂、支承层(底座)裂纹等;而后者主要包括板式轨道凸型挡台周围填充树脂损伤开裂、扣件螺栓拔出等等。单元板式无砟轨道损伤种类划分如表2-2所示。从表2-2中共计入12项板式无柞轨道伤损，其中主体结构伤损占7项，附属结构占5项。从表中可看出，与CA砂浆直接相关的主体结构破损达5项之多。轨道结构损伤原因分析：（1）CA砂浆层边缘碎裂、侧面剥离掉块：CA砂浆边缘碎裂破损可能与砂浆中各种成分的质量、配合比以及生产工艺等有关系，砂浆的稳定性和强度存在一定的问题。剥离的产生属于裂缝伤损的进一步扩展，修补后也有可能出现，修补过的树脂被挤出，原有破损处进一步缺损扩展、龟裂，处于必须再次修补的情况。伤损的主要原因主要是这种裂缝伤损的进一步扩展，以及轨道板有吊板现象。若不尽早进行治理，将会对行车舒适性和安全性构成威胁。（2）凸形挡台周围填充树脂破损：个别地段出现了凸型挡台周围填充树脂破损的情况。填充树脂层破损的常见情况是整断面的断裂，多发生在露天区间桥上无缝线路的伸缩区。其原因是由于长钢轨局部轴向力过大、轨下不锈钢片生锈、扣件扭矩力过大。（3）框架板内积水：由于在设计和施工时对外界环境杂物考虑不足，平时轨道保养对板端杂物清理也不够彻底，造成部分框架板式轨道的框架内降雨时有排水不畅和积水现象，将对轨道结构的耐久性造成影响。若底座顶面有细微裂纹，雨水会沿裂纹进入底座而造成底座钢筋的锈蚀，影响底座的使用寿命。受雨水的长期浸泡，CA砂浆层的性能可能也会受到一定的影响;在北方地区应用时，框架内积雪或者积水结冰甚至可能造成框架板的破坏，应引起足够的重视。（4）CA砂浆层汲水：基础板与CA砂浆层之间存在着间隙，下雨和列车经过时，内部藏水不断挤出和吸入，形成白色泡沫，可能对轨道结构的使用寿命产生影响。间隙形成的主要原因是:CA砂浆配合比设置还不尽合理，硬化后产生收缩;灌注施工时，由于砂浆流动度、灌注工艺以及灌注袋较大等因素的影响。（5）底座开裂：当轨道结构遇基础不均匀沉降时，在列车荷载的作用下，会使底座板和轨道板承受附加弯矩而引起下部开裂。（6）侧向挡块开裂破损：侧向挡块通过钢筋植入桥梁保护层，当梁体温度变化时，侧向挡块随同梁体一起发生伸缩;由于滑动摩擦副的设置，底座板和梁体(包含侧向挡块)发生相对滑动;底座板和侧向挡块间的约束过强，滑动的底座板传力至侧向挡块使其开裂。在连续刚构的边跨，底座板和梁体(包含侧向挡块)相对滑动较大，因此边跨上的侧向挡块开裂较多。总得来看，侧向挡块的破坏情况比较严重。（2）水泥沥青砂浆破损修复技术之一砂浆层是用于轨道板与混凝土道床之间的结构层，主要起支承轨道板、缓冲高速列车荷载的作用。CA砂浆作为流体，在铺板施工中将其灌注在轨道板与混凝土底座之间，这个过程中难免会产生空气和间隙。灌注完毕后，由于所处位置的限制，砂浆层无法像大体积混凝土施工时一样对其进行振捣密实，气泡或者空气便一直存留在CA砂浆层内部或者其与轨道板、底座接触的界面上。换言之，CA砂浆与轨道板的接触面积打了折扣，那么，这些地方就作为薄弱环节存在。遇到不利的情况，轨道板的受力不均匀，可能会产生CA砂浆层裂纹、CA砂浆层边缘碎裂、侧面剥离掉块等病害。病害产生后，应及时对破损的CA砂浆层进行修复，目前比较成熟的方案是先清除破损砂浆层、加塞混凝土块或者树脂支承块，再灌注环氧树脂砂浆修补材料。破损修补方法：遂渝线板式轨道有单元板式和纵联板式两种形式，单元板式轨道主要铺设在路基上和隧道内，纵联板式轨道铺设在桥上。现场调查的结果显示，轨道板下CA砂浆层病害是两种板式轨道普遍存在且急待解决的问题。单元板式无砟轨道在国内外高速铁路中应用比较广泛，在我国秦沈客运专线和遂渝线无碎轨道试验段进行了试铺。而纵联板式无柞轨道铺设于遂渝线新北暗嘉陵江桥(简支+连续刚构)上，是纵连板式无柞轨道系统在