无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及办理.docx

无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及办理无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及办理1、道床板温度裂缝问题研究现状混凝土是体积敏感性材料，同时也是热传导性能差的材料，由于道床板受温度的升降变化作用，使得道床板发生翘曲或上拱而产生裂纹。目前国际上对混凝土出现温度变形裂缝问题给予了相当的重视，美国混凝土协会专门从事混凝土、钢筋混凝土及大体积混凝土裂缝研究的207和224委员会要求设计者对结构进行温度应力计算和配筋;德国钢筋混凝土结构规范(DIN1045)中关于温度变化对结构的影响方面规定了计算温差的取值范围。在无砟轨道方面，根据德国道路与轨道建设规定(zTVBeton—stb)：双块式轨枕与240mm的混凝土轨道承载层整体相连;无砟轨道板用钢筋进行整体加固，以防止出现裂纹，混凝土配筋量为8%～9%，从而将可能出现的裂缝宽度限制在0.5mm范围内(该做法可防止连续钢筋受到腐蚀，并在混凝土层出现裂缝时，维持钢筋的铆定、连接功能)。于安装于土质路基上的轨道，根据zTvF—st8规定，在厚度为30era的水硬性混凝土支撑层上安装轨道承载层，水硬性混凝土支撑层是一种拌合水泥加以稳定的支撑层，以控制裂缝的无规则形成。根据ZTVTESsts规定中的惯例，水硬性混凝土支撑层下应铺设防冻层，防冻层位于土质路基之上。这套系统十分成功的应用在法国和其它国家的高速铁路上。2、道床板裂缝的形成机理2.1水泥的水化热水泥在水化过程中要产生大量的热量，这是混凝土内温升高的主要能量来源。浇注初期混凝土的弹性模量和强度都很低，对水化热急剧温升产生的应变约束不大，温度应力自然也比较小;随着混凝土龄期的增长，其弹性模量和强度相应提高，对混凝土降温收缩变形的约束越来越强，即产生极大的温度、应力，当此时混凝土抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便产生温度裂缝。2.2内外约束条件混凝土结构产生温度应力时，变形会受到其它结构的外约束和自身不同部位的自约束，大体积结构产生的约束较大。与地基浇注在一起的混凝土结构，在温度变化时受到下部地基的约束，产生外部的约束应力，当温度从最高值开始下降，混凝土产生较大的拉应力，若拉应力超过抗拉强度，混凝土就会产生裂纹。2.3混凝土的收缩变形混凝土在水泥水化过程中要产生一定的体积变形，这种变形多为收缩变形，随着混凝土的硬化，其水分不断挥发，混凝土就会出现干燥收缩，在混凝土收缩过程中，很容易在混凝土表面形成不规则的收缩裂纹。2.4钢轨的伸长引起裂缝双块式无砟轨道施工若不能及时松开扣件，钢轨的伸缩将带动轨枕在新浇混凝土土中移动从而产生裂缝。2.5混凝土骨料塑性沉落引起的裂缝当骨料的沉落受到钢筋的阻挡时，将出现沿钢筋的走向的裂缝，施工过程中如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。2.6新旧混凝土不良粘结裂缝在双块式轨枕的侧面及角部，常出现由于新旧混凝土粘结不良而引起的裂缝。2.7外界气温的变化混凝土结构在施工和运营期间，外部气温的变化会对混凝土开裂产生极大的影响，特别是温度骤升骤降，会造成过大温差和温度应力，使混凝土出现裂纹。2.8其他因素此外，结构基础不均匀沉陷、冻胀以及钢筋锈蚀等均会引起双块式无砟轨道产生裂缝。下部支承层中存在裂缝或结构缝时，同样也会产生反射裂缝。3、道床板裂缝处理由于影响道床板开裂的因素很多，因此即使设计和施工上采取了很多措施，仍难以彻底避免道床板的开裂，在这种情况下就有必要对道床板裂缝进行修补。目前常用的裂缝修补方法有环氧树酯灌注法、表面封闭法、开槽嵌塞法、柔性封闭法。3.1树酯灌注法环氧树酯和聚氨酯是最常见的裂缝灌注材料。树酯材料具有较高的机械强度，并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀，树酯可以灌入到0.05mm的裂缝。环氧树酯灌注法一般适于处理静止缝和相对干燥的裂缝;聚氨酯对于结构表面干湿环境条件下均可。3.2表面封闭法表面封闭法是最简单和最普通的裂缝修补方法。用于修补对结构影响不大的静止裂缝(一般裂缝宽度在0.1～0.20ram)，通过密封裂缝来防止水、化学物质和二氧化碳的侵入。如表面聚合物浸入封闭法，可采用低黏度的液态树酯(或表面涂料胶)涂刷到裂缝表面上，或者在水平表面上沿裂缝构筑临时的堤围，使树脂溢于裂缝表面。3.3开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝，如支承层或桥面混凝土的裂缝。工序为：开槽一涂刷界面处理浆一压抹聚合物砂浆一养护。先用凿子和扁铲沿裂缝开槽，槽深和宽约3—5em，呈u形，用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆，在界面处理胶尚未硬化之前，将拌制好的聚合物水泥砂浆用抹刀压入槽中，压实抹平。3.4柔性材料法对于活动性裂缝，可采用具有微膨胀性材料密封修补。沿裂缝边缘开一凹槽并填人适当的柔性材料。4、结束语路基地段双块式无砟轨道采用连续结构，道床板开裂是不可避免的