无砟轨道混凝土道床板多重防裂措施应用研究.pdf

2 0 1 3 年第 5期 铁道建筑 Ra i l wa y Eng i n e e r i ng 1 3 7 文章 编号 ： 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 1 3 7 0 4 无砟 轨道 混凝 土道床板 多重 防裂措施应用研究 楼梁伟 ， 程 岩 ， 仲新 华 ， 朱长华 ， 崔 强 ( 1 中国铁道科学研究 院 铁道建 筑研 究所 ， 北京1 0 0 0 8 1 ； 2 宁杭铁路 有限责任公 司 ， 江苏 杭州3 1 0 0 0 7 ) 摘 要 ： 无砟轨 道道床 板 开 裂 已成 为 高速铁路 建设和 运 营过 程 中经常遇 到 的 问题 。针 对 无砟 轨 道 道床 板 现浇混凝土容 易开裂的现状 ， 结合工程 实例 ， 采取 内掺养护材料、 外喷高效养护荆的“ 内部抗裂、 外部 防 裂” 双重裂控技 术， 并配合新型保湿养护膜的附加防裂措施 。实践证明， 该方法有效解决了道床板 混凝 土的 开裂 问题 ， 提 升 了无砟 轨道 道床 板施 工质 量 ， 可供 同类 工程借 鉴 。 关键 词 ： 无砟 轨道道 床板混凝 土 防裂措 施 中图分 类号 ： U 2 1 5 4 4文献标 识码 ： A D O I ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 3 1 9 9 5 2 0 1 3 0 5 4 1 无砟轨道采用混凝土整体结构是高速铁路客运专 线轨道结构的发展趋势。道床板开裂在高速铁路建设 和运营过程中经常会遇到 ， 无砟轨道道床板为现浇板式 钢筋混 凝土结构 ， 混凝 土 内部受 到钢筋 和轨 枕单元 的约 束 ， 外部 受到支 承层 的约束 ， 同时混凝土暴 露 面积 大 ， 会 导致道 床板开裂 。道 床板裂缝一旦 形成 ， 特 别是 贯穿 裂缝的存在， 会降低道床板的绝缘性能 ， 削弱无砟轨道 的承载能力， 降低无砟轨道的耐久性 ， 同时还会严重危 害到行车安全。因此 ， 防止无砟轨道道床板混凝土早期 开裂 ， 抑制混凝土后期开裂趋势， 对实现轨道结构的设 计功能和长期使用性能具有重要意义。 为解决现浇混凝土道床板 的开裂问题 ， 采取了内 掺内养护材料 、 外喷高效养护剂以及粘贴透水模板布 三重 技术 措施 ， 并 对道 床 板 后 期 裂损 情 况 进 行 了跟踪 调查 与分 析 。 不 1 道床板典型 开裂形式 以路基段 C R T S I型双块式无砟轨道为例 ， 其组成 结 构从 下至上 依 次 为 路 基 基 床 表层 ( 级 配 碎 石 ) 、 C 2 0 混凝 土 支承层 、 C 4 0混 凝 土 道床 板 、 双 块 式 轨枕 ( 钢 筋 桁架 ) 、 扣件 以及钢轨 。显然 ， 受新 旧混凝土约束 、 温 度应 力 、 干燥 收缩 、 构 造措 施 、 施 工 控 制 不 当等 因素 的 影 响 ， 混 凝土 道床 板施工 后容 易开 裂 。 图 1为无砟轨道现浇混凝土道床板典型开裂形式 示意图。根据开裂部位和特征 的不同， 可将道床板开 裂分为 4种主要形式 ： 轨枕八字角裂缝 ； 横 向裂 缝 ； 侧 向裂缝 ； 表面 不规则 裂缝 。上述 开裂 形式 在 德国高速铁路和台湾高速铁路的混凝土道床板 中都有 出现 ， 而 且运 营后在 列车 荷载 以及 温度 、 雨 水 等环境 因 素 的共 同作用下 ， 裂缝会不断延伸 和扩展 。 国内相 图 1 无砟 轨道 道床板典 型开裂形式 八字角裂缝 收稿 日期 ： 2 o l 2 1 1 - 2 ( 】 ； 修 回日期 ： 2 o 1 3 0 2 2 o 关报道亦是屡见不鲜 。不论何种形式 的开裂 ， 都 基金 项目： 中国 铁道科学研究院基金项目( 2 0 1 1 Y J 8 7 ) ； 上海铁路局科研 会对轨道结构服役性能产生影响 ， 并最终给线路行车 开发项目 ( 2 0 1 2 0 8 4 ) 安全带来不利影响。 作者简 介： 楼 梁伟 ( 1 9 8 2 - ) ， 男 ， 浙江诸暨人 ， 助理研究员 ， 硕士。 1 4 0 铁道建筑 Ma y ， 2 0 1 3 注 ： 试验段混凝土浇筑 1 3 期为 2 0 1 1 - 1 1 2 0 2 0 1 1 1 2 0 5 。 现场 两次调 查表 明 ， 随 着时 间的延 长 ， 道床 板混 凝 土 开裂趋 势有所 增 加 。从 表 3可 知 ， 区段 I 采 取 内掺 内养护材料、 外喷高效养护剂， 并附加透水模板布的综 合措施， 混凝土道床板在 自然环境 中暴露 7个月后未 出现可见 裂缝 ， 而暴 露一 年 后 出现 了 3条 因 支撑 层 切 缝 引起 的横 向贯 穿 裂 缝 ， 1条 八 字 角短 裂 缝 以及 少 量 表面不规则微裂缝。区段 未掺内养护材料 ， 一年后 混凝土道床板开裂较为严重 ， 尤其以轨枕边角处开裂 居 多 ， 占开裂 总数 的 8 0 以上 ， 其 中最 大 裂 缝 宽 度 达 0 2 8 l Cl m， 最 长裂缝 达 8 0 0 m m。 区段 采 用 优 化 配合 4 结 语 比后 的混凝 土进行 施 工 ， 混凝 土 道 床板 开 裂 情 况较 区 段 有所改善 ， 但仍 出现较多裂缝 ， 至第二次观测期 间 ， 已有 7条裂缝横向贯通整个道床板， 且个别裂缝最 大 宽度 已超 过 0 2 mm。 图 8为 实 际调 查过 程 中发 现 的部 分混凝 土道 床板 的裂 损现象 ， 其 中轨 枕 块八 字 角 裂缝 较 为普 遍 。分 析 认为， 道床板混凝土在收缩或不均匀沉降过程中， 容易 在预制混凝土轨枕与现浇混凝土结合部位 ， 尤其在边 角处 产生应 力集 中， 使得 混 凝 土在 持 续 拉应 力 状 态 下 开裂 ， 并 随时 间逐渐延 伸发展 。 ( a ) 道床板与轨枕离缝 ( b ) 横向裂缝和八字角裂缝 图 8混凝土裂损 现象 结合工程实践 ， 为解决无砟轨道道床板混凝土的 开裂 问题 ， 本 文采 取 了 多重 防 裂 措施 ， 综 合 效 果 良好 。 总结如 下 ： 1 ) 采用 内养 护材料 ， 实现 了混凝 土 内部水分补 偿 ， 减少 了混 凝土 的收缩 尤其 是塑性 收缩 和干燥 收缩 ， 提 高 了混凝 土 的抗 裂性 。 2 ) 喷涂高效养护剂， 可在混凝土浇筑后短时间内 实施 ， 克服 了洒水 养 护 只能 在 混凝 土 硬化 后 进 行 的 缺 点 ， 大 幅减 少混凝 土因失水干燥而 产生的早期 收缩 裂缝 。 3 ) 粘贴透水模板布 ， 能够形成长效保湿机制 ， 减 少混凝土表面浮浆 ， 提高混凝土的密实度 ， 进而增强道 床板 混凝 土 的抗 裂性 。 需要 指 出的是 ， 除采取 上述措 施外 ， 施工 过程 中需 密切关 注混 凝土原 材 料 质量 、 配 合 比控制 、 二 次 抹 面 、 切缝时机等各影响环节 ， 切实加强施工质量管理 ， 从而 有效避免道床板混凝土开裂。 参 考 文 献 1 朱 长华 ， 王保 江 ， 裘 智辉 ， 等 C R T S I型无砟 轨道道 床板裂 缝 成因分析及应对措施 J 施 工技术 ， 2 0 1 2 ， 4 1 ( 5 ) ： 7 7 7 9 2 刘振 民， 钱振地 ， 张 雷 双块式 无砟轨道 道床板混 凝土裂缝 的分析 与防治 J 铁道建筑 ， 2 0 0 7 ( 6 ) ： 9 9 1 0 1 3 栾永 平 现浇双块式无砟 轨道板裂 缝控制机 理和预 防措 施 J 铁道建筑 ， 2 0 1 0 ( 1 ) ： 2 1 2 2 4 王会永， 闫红亮 整体道床无砟轨道现浇道床板新老混凝土 黏结面应力分析 J 铁道建筑 ， 2 0 1 0 ( 6 ) ： 1 1 1 1 1 3 5 任娟娟 ， 刘学毅 ， 赵坪锐 连续道床 板裂缝计 算方法及影 响 因素 J 西南交通大学学 报 ， 2 0 1 0 ， 4 5 ( 1 ) ： 3 4 3 9 ( 责任 审编 王红)