无砟轨道维修技术调研报告.doc
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1、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有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,规定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
2、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,对此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。材料特性: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
3、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):项目标准实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
4、温度700ml容量100以内86.4实验管容量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):实验项目标准实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
5、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
6、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,可充足发挥其性能,弹性常数20MN/m合用于所规定的轨道用途。用于修补CA砂浆填充层(大于等于5mm小于15mm)。材料特性: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足搅拌,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,特别适合轨道的修补。耐久性良好-在轨道树脂填充材料规格所规定的疲劳强度实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
7、术参数:液态性能:NO实验项目规格值实验方法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成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小时后的初期硬度实验片 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
8、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%压缩应力实验去除荷载后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实验项目规格值实验方
9、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用游标卡尺测量实验片 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%以内对实验片 100x100x25mm,施加 04.4kN的负载,施加2次后,使荷载达成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。对实验片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在实验片1
10、00x100x25mm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%以内将实验片100x100x25mm放入Ca(OH)2饱和水溶液中,浸泡96小时后,实行弹性常数实验2-9耐盐水性将实验片100x100x25mm放入5%NaCl水溶液中,浸泡96小时后,实行弹性常数实验2-10耐热老化性将实验片100x100x25mm在70的温度
11、下,空气加热96小时后取出,12小时以后实行弹性常数实验(3)用于修补板式轨道CA砂浆边沿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,可充足发挥其性能,弹性常数20MN/m合用于所规定的轨道用途。用于修补板式轨道CA砂浆边沿修补。材料特性: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足搅拌,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
12、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规定的疲劳强度实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实验项目规格值实验方法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
13、计测量粘度达成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小时后的初期硬度实验片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%压缩应力实验去除荷载后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
14、,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实验项目规格值实验方法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用游标卡尺测量实验片 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%以内对实验片 100x100x25mm,施加 04.4kN的负载,施加2次后,使荷载达成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 /
15、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。实验片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在实验片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%以内将实验片100x100x25mm放入C
16、a(OH)2饱和水溶液中,浸泡96小时后,实行弹性常数实验2-9耐盐水性将实验片100x100x25mm放入5%NaCl水溶液中,浸泡96小时后,实行弹性常数实验2-10耐热老化性将实验片100x100x25mm在70的温度下,空气加热96小时后取出,12小时以后实行弹性常数实验(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,可充足发挥其性能,弹性常数10MN/m合用于所规定的轨道用途。用于填充轨道板凸形挡台(新设、修补)。材料特性:价格低廉、高性能- CUS
17、-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足搅拌,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规定的疲劳强度实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实验项目规格值实验方法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
18、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成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实验项目规格值实验方法2-1外观表面没有大的气
19、泡、裂纹、褶皱、鼓起。目测2-2比重大于等于1.05用游标卡尺测量实验片 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%以内对实验片 100x100x25mm,施加 04.4kN的负载,施加2次后,使荷载达成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。实验片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在实验片100x100x25mm上
20、,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%以内将实验片100x100x25mm放入Ca(OH)2饱和水溶液中,浸泡96小时后,实行弹性常数实验2-9将实验片100x100x25mm放入5%NaCl水溶液中,浸泡96小时后,实行弹性常数实验2-10将实验片100x100x25mm在70的温度下,空气加热96小时后取出,12小时以后实行弹性常数实验(5)用
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- 轨道 维修 技术 调研 报告
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