摘要：本文主要结合聚氨酯在铁路道砟粘接方面的应用进行分析介绍，聚氨酯保持刚性性质的同时兼顾弹性，可以有效地提升道砟的力学结构强度和横向阻力，使得道砟更稳定、安全。
关键词：聚氨酯；道砟粘接；铁路
1引言
有砟铁路弹性好、维修及施工简便，在全世界范围内有着重要的应用。目前，随着高速铁路的发展，铁路形式逐渐向无砟铁路发展，本文主要针对有砟铁路进行分析。有砟铁路实施和维修过程中，由于特定区域不易作业或不易维修，故使得有砟铁路存在薄弱环节，如有咋-无咋粘接处、受水侵蚀严重的区域等。这些薄弱环节会影响铁路的安全运行性，因此需要进行特殊的处理，即固化处理。有咋铁路的固化处理方法可以分为刚性固化和弹性固化两种，刚性固化是利用水泥浆料材料，弹性固化是利用橡胶、环氧树脂和聚氨酯等材料，弹性固化处理不仅可以保持结构的力学强度、还能大大提升铁路的弹性，因此成为有砟铁路固化处理的主要方法。
2粘接固化道床作用机理及特点
道路的粘接固化最初从表面粘接固化开始，其主要目的并非保持道砟的结构力学强度，而是为了防止散粒在铁路经过时的飞溅。随着要求的不断严格和技术不断发展，道路的粘接主要向着结构粘接方向进行过渡发展。
道砟粘结技术特别强调在道砟的表面和接触点上进行粘结，而不是注入到道砟的空隙中。可以看出，道砟粘结的机理比较简单，当道砟胶在道床内流动和渗透时，道床变成了由胶体网络构成的大小不等的包裹体。包裹体既提高了道床的整体性能，使道床的抗变形能力、支承刚度和轨道纵横向阻力均大大增加，又能够通过包裹体内道砟颗粒和包裹体间的微调整，改变轨道力学特性。
根据粘接原理，粘接固化的道床主要存在以下特点：
（1）道砟粘接之后，轨枕的低部、肩部与道砟粘接在一起，更有利于提升道床的横向阻力，提升其稳定性，提高抵抗道床变形的能力。
（2）粘接后的道床，碎石的位移被限制。整个道床的整体性程度得到大大的提升，使其刚度得到显著的提升。利用这一特性，可以在刚度过渡区域通过调整道砟粘结厚度或道砟胶用量，实现刚度的均匀变化。
（3）粘接固化后的道床对其排水性能不产生影响。
图2 道砟粘接对道床沉降的影响
3道砟粘接技术分析
据相关的实验表明，道床在相同的密实度条件下，其承受的破坏负荷强度与粘接固化材料的使用量呈现二次多项式的关系，由此表明，固化材料的使用量存在一个合理的范围。粘接的垂直强度、道床沉降、钢轨弯矩与固化材料和粘接厚度存在线性关系，即随着固化材料和厚度的增加，道床的垂向刚度和钢轨传递到轨枕上的力越大，道床沉降和钢轨弯矩则越小。图2是道砟粘接和未粘接情况下的沉降变形对比情况，可以明显发现：粘接后的道砟承受沉降变形的能力得到大大地提升。
在我国开展的固化道砟实验中，发现：在相同的固化材料使用量的情况下，如果轨枕的低部、肩部和砟肩都进行喷胶，道床的横向阻力可以提升17.4倍；负荷卸载后，5min后可以恢复轨枕位移的 90% 左右。没有喷胶的道床轨枕位移2 mm后出现滑动，并且位移不可逆。
另外，由于我国高速铁路发展较快，无砟铁路的施工和建设随着发展，因此特别重视无砟铁路-有砟铁路交接处的粘接情况。对有砟道床进行粘结时一般分为3个区段，邻近无砟轨道采用全断面粘结，随后依次为粘结2/3厚度及粘结1/3厚度。道砟粘结长度及粘结区内3个区段的划分根据运输条件确定。
4聚氨酯在铁路道砟粘结技术中的应用前景
目前聚氨酯在铁路道砟粘接固化方面的应用前景主要有以下几个方面：
（1）研究道砟粘接与膨胀固化相结合的方式实现道砟固化的目的，并且能够充分利用道砟的排水系统，无需专门的设计排水系统，发挥固化道床能够提高道床弹性的性能。
（2）研究与聚氨酯固化技术相关的扣套系统，在无砟铁路与有砟铁路进行交接粘接过程中，由于无砟轨道扣件弹性比有砟轨道好，在无砟与有砟轨道交界处容易出现刚度的突变。研究能够适应此特殊环境中的扣件可以实现刚度的均匀分布和过渡。
（3）研究简单可行且经济的养护维修技术。由于道砟粘结和固化道床的整体性，且缺乏养护维修的经验，需要针对动态静态变化和突发情况，研究相应的养护维修方法。
5结语
通过对聚氨酯道砟粘接技术的原理及技术应用等方面的分析介绍，可以看出聚氨酯道砟粘结技术具有提高道床纵横向阻力和稳定性、减少道床累积变形的优点。道床粘接技术不影响道床的排水，施工设备和工艺简单，可应用于过渡段、平交道口、道岔及钢轨伸缩调节器区段等特殊区域。综上，聚氨酯在道砟粘接方面具有广泛的应用前景。
参考文献：
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论文作者:杨磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/6
标签：粘接论文; 铁路论文; 聚氨酯论文; 刚度论文; 轨枕论文; 技术论文; 弹性论文; 《基层建设》2018年第11期论文;