摘要：通过津保高速铁路前期介入及后期维修养护工作，从施工、养护维修和运营状况等方面探索双块式无砟轨道裂缝的主要形式及形成原因，对现阶段常用的裂缝处理方案进行分析研究。
关键词：双块式 无砟轨道 道床板裂缝 处理方法
1 引言
在我国高速铁路轨道系统目前以无砟轨道结构为主，主要分为板式和双块式。板式又分为CRTSⅠ板式结构、CRTSⅡ板式结构及CRTSⅢ型纵连板式结构。双块式又分为CRTSⅠ双块式结构和CRTSⅡ双块式结构。CRTSⅡ双块式无砟轨道其施工工艺较为特殊，CRTSⅡ板式成本较高，且施工工艺较为复杂，从目前建设情况来看使用已较少。CRTSⅠ板式和双块式因其结构受力好、施工操作方便，难度相对较小，目前大量应用于各客运专线，当前铁路以双块式Ⅰ型使用较主流。本文从工务养护维修角度出发，无砟轨道道床板开裂已经成为具有普遍性的技术难题，裂缝一旦形成不仅影响轨道结构的整体性，还会降低轨道结构的安全性和耐久性，因此研究探索双块式无砟轨道道床板裂缝的成因及处理措施对保证无砟轨道结构功能和长期使用具有重要意义。
2 道床板裂缝的主要形式
根据现行《高速铁路无砟轨道线路维修规则》规定，道床板裂缝宽度不应大于0.2mm，超标裂缝和不正常的裂缝严重时，会导致钢筋锈蚀甚至绝缘节点失效，任由裂缝发展可能会造成轨枕块松动等严重影响无砟轨道的使用寿命，危及行车安全问题。通过对津保铁路双块式无砟轨道的前期介入及后期调查情况来看，双块式无砟轨道的裂缝主要发生在现浇道床板、嵌入式支撑块周围和支撑块的四角处，常见裂缝有八字形裂缝、横向贯通裂缝、不规则龟裂缝及侧面裂缝等，如下图：
图1 八字形裂缝 图2 横向贯通裂缝
其中八字形裂缝发生在轨枕四角，长期发展容易形成贯通裂缝；横向贯通裂缝发生在新旧混凝土结合部、支撑层预裂缝处对应位置和结构缺陷位置。
3 道床板裂缝的产生原因
引起道床板裂缝的原因可分为两类，一是由包括常规结构计算中的主要应力及其他结构次应力在内的外荷载造成的受力裂缝；二是由混凝土材料变形造成的裂缝，主要是混凝土的塑性收缩、温度收缩、自生收缩及碱骨料反应等因素引起的裂缝。
3.1 混凝土塑性收缩产生的裂缝
塑性收缩是指混凝土凝结初期至硬化过程中，因混凝土水化反应产生的水化热，使表面水分蒸发而导致混凝土体积收缩。在混凝土收缩过程中，很容易在混凝土表面形成深度较浅且形状不规则的收缩裂纹。合理减少水泥用量、改善骨料级配、添加高效减水剂或引气剂等措施减少混凝土用水量，提高混凝土搅拌或捣固密实度和均匀性以及加强浇筑后的抹面工作是预防和减少混凝土塑性收缩的主要措施。
3.2 温差产生的裂缝
温度差异会造成混凝土结构应力不均匀，从而形成裂缝。温差可分为结构性的整体温差及水化热引起的混凝土内外温差。混凝土浇筑初期，弹性模量和强度都比较低，当道床板整体结构的温度升降或水泥水化温度急剧变化产生的拉应力超过混凝土抗拉强度时，就容易产生裂缝。
3.3 施工工艺及养护方法不当造成的裂缝
施工工艺及养护方法的不当容易产生各种形式的裂缝。在道床板施工过程中，受地形条件环境因素及施工人员技能水平等因素的制约，存在着布料不均、制模不好、拆模过早混凝土浇筑时漏振、过振引起道床板裂缝的情况，除此之外，施工过程中如果没有及时松开扣件，钢轨伸缩将带动轨枕从新浇混凝土中移动也会产生裂缝。混凝土初凝后，需要及时进行洒水、覆盖养护。覆盖不严密，补水不及时容易因混凝土表面水分蒸发快，水分缺而失产生裂缝。
3.4 新旧混凝土粘接不良引起的裂缝
在双块式无砟轨道结构中，道床板和轨枕块周边属于新旧混凝土结合部位，轨枕表面无附加的处理措施，而新旧混凝土表面粘结较差，易产生离缝；同时，道床板，支撑层和轨枕三者之间的混凝土强度等级、浇筑时间差异较大，易造成变形不同步而导致开裂。
3.5 荷载产生的裂缝
列车运营过程中产生的荷载由钢轨传至支撑块及道床板，当外荷载作用在无砟轨道薄弱处所，在支撑块与现浇板新旧混凝土结合面出现局部应力集中的现象，随时间推移荷载反复作用容易产生裂缝。
4 道床板裂缝的处理
道床板裂缝原因复杂，因此即使设计和施工上采取了很多措施，仍难以避免道床板的开裂，工务段在对无砟轨道的日常检查中发现裂缝应及时进行处理，防止裂缝的进一步发展导致整个道床的损坏。根据无砟轨道结构特点、无砟道床混凝土裂缝性质和裂缝伤损等级，混凝土裂缝修补方法可分为表面封闭法、有压无压注浆法及开槽填补法。
4.1 表面封闭法
表面封闭法适用于裂缝宽度在0.2mm以下、对结构影响不大的静止裂缝，是最简单最普通的裂缝修补方法。采用低黏度的液态树脂直接涂于清理干净的缝口表面，通过密封裂缝来防止水、二氧化碳及化学物质的侵入。
4.2 压力注浆法
压力注浆法适用于宽度0.2mm以上的裂缝，通过橡胶管自动完成注浆，借助注浆橡胶管收缩产生的压力及内外压力差把浆液裂缝末端完成注浆。
4.3 开槽填补法
开槽修补法适用于宽度大于0.5mm的裂缝，这种方法可以有效利用修补胶自身的高抗拉强度，以达到粘结、键合、恢复道床板整体性的目的。首先使用角磨机沿道床裂缝开“V”形槽，再利用钢丝刷及压缩空气将“V”形槽周围碎屑、粉尘清除干净，按照配比将修补胶搅拌均匀灌入裂缝，注意注入时压力不宜过大，防止大压力破坏裂缝，待固话后修补裂缝表面不平整处，使用小型打磨机沿裂缝依次打磨，以达到裂缝表面平整，最后进行抗氧化处理。
5 结论
津保铁路开通后，双块式无砟轨道结构受荷载作用及周边环境的影响易发生裂缝，一旦病害发生未及时进行处理，可能造成轨道动态不平顺甚至是危及行车安全的严重后果，因此工务段要高度重视无砟轨道结构的检查与整修，做到早发现、早处理，避免裂缝继续发展。
作者简介：
于源、男、助理工程师、北京铁路局保定工务段
刘超非、男、助理工程师、北京铁路局保定工务段
陈睿、男、助理工程师、北京铁路局保定工务段
论文作者:于源,刘超非,陈睿
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/12
标签：裂缝论文; 床板论文; 混凝土论文; 轨道论文; 结构论文; 轨枕论文; 工务段论文; 《基层建设》2017年第27期论文;