CRTSⅢ型板式无砟轨道结构底座混凝土收缩开裂性能研究

针对CRTSⅢ型板式无砟轨道底座现浇混凝土易开裂问题,对比研究了采用降低胶凝材料总量和用水量、降低坍落度、提高含气量、掺加抗裂减缩材料等优化措施制备的C40混凝土和工程常用道床C40混凝土在力学性能、体积稳定性和开裂敏感性方面的差异.试验结果表明:降低混凝土胶凝材料总量和用水量的措施对混凝土工作性能有一定不利影响,但通...     

双块式无砟轨道现浇混凝土的抗裂性能

针对高速铁路CRTS双块式无砟轨道建设过程中现浇道床混凝土开裂问题,通过平板抗裂试验研究了胶凝材料总量、坍落度、防裂材料对混凝土抗裂性能的影响.结果表明:按照"低胶凝材料用量、低用水量、低坍落度和高含气量"的技术路线进行混凝土配合比设计,同时掺加占胶凝材料总量6％左右的TK-ICM型防裂材料,能够显著降低混凝土开裂敏感...     

严寒地区无砟轨道底座板混凝土粉化整治技术

严寒地区无砟轨道底座板混凝土粉化病害已威胁到列车行车安全,须及时整治。本文阐明了严寒地区底座板混凝土粉化主要原因是混凝土抗冻性不足、无砟轨道结构排水不畅及冻融温度过低。根据底座板混凝土粉化的程度,提出了合理有效的整治技术,包括方法、材料和工艺。经对哈大客运专线60 m长底座板混凝土严重粉化试验段整治发现,填充防护层对底座板防护效果良好,其与底座板形成的叠层修复结构状态稳定。     

持续荷载作用对粉煤灰混凝土冻融性能的影响

在不施加和施加持续荷载条件下,进行不掺和掺20%,40%粉煤灰的混凝土冻融试验,研究持续荷载作用对粉煤灰混凝土抗冻性能的影响。试验结果表明:与不施加持续荷载试件对比,施加持续荷载作用后粉煤灰混凝土的抗冻性能降低;粉煤灰掺量存在一临界值,对于C40混凝土,该临界值在20%～40%之间,低于该临界值,粉煤灰混凝土的抗冻性能随着粉煤灰掺量的增大而提高,超过该临界值,粉煤灰混凝土的抗冻性能随着粉煤灰掺量的增大而降低,且持续荷载作用会使该临界值变小;混凝土的抗冻性能存在陡劣点,持续荷载作用会使该陡劣点提前出现。根据试验结果,以陡劣点为阶段分界点,采用回归方法给出能够考虑粉煤灰掺量的混凝土冻融损伤两阶段模型。     

CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的含气量控制研究

水泥乳化沥青砂浆( CA砂浆)是板式无砟轨道的关键功能性材料，一定量的气泡有利于增强其抗冻性，增加其延展性。本文研究了各种因素对 CA砂浆含气量的影响，发现延长搅拌时间和提高搅拌速度均可提高CA砂浆的含气量，消泡剂和引气剂对CA砂浆含气量影响较为明显，CA砂浆中消泡剂掺量宜为30 g/m3，引气剂掺量宜为3000 g/m3。基于含气量与经济性考虑，施工时 CA 砂浆拌制工艺宜为：转速为120 r/min的情况下，高速搅拌2 min。     

无砟轨道混凝土道床板多重防裂措施应用研究

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、外喷高效养护剂的“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.     

聚丙烯纤维路面混凝土耐久性能的试验研究

通过对杜拉纤维(聚丙烯纤维)体积掺量分别为0.6 kg/m3,0.9 kg/m3,1.2 kg/m3的混凝土进行抗冻性、抗渗性和耐磨性试验,并与基准混凝土进行对比.试验表明:随着纤维掺量的增加,混凝土的抗冻性相应提高,抗渗性、耐磨性也相应改善.     

高掺量粉煤灰对高性能混凝土体积稳定性及耐久性的影响

研究了粉煤灰在较高掺量时对混凝土收缩性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能与抗冻性能的影响。试验发现:粉煤灰掺量在0～25%范围内,混凝土收缩随着粉煤灰掺量的增加而减少,但粉煤灰掺量超过20%后,收缩减少的幅度变小;当粉煤灰掺量高于30%时,混凝土的碳化速度迅速增加,抗碳化能力降低;掺加粉煤灰能大幅度降低混凝土的氯离子渗透性,且随着粉煤灰掺量的增大,混凝土的抗氯离子渗透性越高;从重量损失率的指标来看,粉煤灰掺量越大,其重量损失率越小,抗冻性能越好。     

极旱荒漠地区无砟轨道道床板防裂措施

针对CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板现浇混凝土容易开裂的现状,结合新建兰新铁路极旱荒漠地区无砟轨道道床板的施工,总结出4种常见的道床板混凝土裂缝形式。分析了产生裂缝的主要原因,通过线外试验段选取了适宜于新建兰新铁路极旱荒漠地区无砟轨道道床板施工的最优混凝土配合比。在养护棚中制作道床板,浇筑混凝土时进行二次振捣并多次抹面,采取内掺养护材料、外喷养护剂的"内部抗裂、外部防裂"以及覆盖土工布等防裂措施,从而有效避免了道床板混凝土开裂,提高了无砟轨道道床板施工质量。     

混凝土塑性损伤模型在无砟轨道非线性分析中的应用

为满足无砟轨道非线性损伤分析及长期服役性能研究的需求,基于混凝土塑性损伤本构理论和CA砂浆劈裂抗拉试验结果,建立可考虑无砟轨道各组成结构材料非线性损伤的有限元分析模型。主要考虑温度和列车荷载作用,对比分析塑性损伤模型与线弹性模型对计算结果的影响。结果表明:当无砟轨道结构的受力变形较小时,非线性塑性损伤模型与线弹性模型的计算结果相差不大;当无砟轨道升温幅度超过30℃、正温度梯度超过60℃/m或列车荷载大于225 kN时,两种模型的计算结果开始产生差异且随着荷载的增大而不断扩大。配筋的塑性损伤模型与现场实际结构和材料属性较为相符,可为无砟轨道非线性分析、塑性变形及损伤累积效应分析、长期服役性能研究等提供参考。     

混凝土在不同溶液中抗冻性能的研究

采用快冻法研究了纯水泥混凝土、FA混凝土和FA与SF双掺的混凝土在不同溶液中的抗冻性能。结果表明:不同混凝土在不同溶液中抗冻性能不同。在水溶液中,纯水泥混凝土的抗冻性要好于FA混凝土和FA与SF双掺的混凝土;在NaCl溶液中,FA混凝土和FA与SF双掺的混凝土抗冻性强于纯水泥混凝土;在Na2SO4溶液中,FA与SF双掺的混凝土抗冻性最强,FA混凝土次之,纯水泥混凝土较弱;在盐卤水中,混凝土一般不会发生冻融破坏,混凝土抗冻性取决于混凝土抗盐溶液化学侵蚀的性能。     

高原无砟轨道混凝土抗裂性能提升技术研究

研究目的:高原铁路沿线低气压、低湿度、大温差的环境特点极易引起无砟轨道道床混凝土早期开裂,为提升高原铁路无砟轨道道床混凝土抗裂性能,本文研究骨料级配、内养护剂以及高原引气剂对无砟轨道道床混凝土收缩开裂的影响.研究结论:(1)调整骨料级配、掺入内养护材料与掺入高原引气剂均可提升混凝土在高原环境下的抗裂性能,具体表现为延长...     

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

对整体道床无砟轨道现浇道床板新老混凝土黏结面的应力状态进行了热—结构耦合分析,分析结果表明,轨枕结构尺寸对现浇道床板新老混凝土结合面的黏结应力有较大影响,为优化现浇整体道床无砟轨道结构提供了参考。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道用自密实混凝土粘接性能研究

在CRTSⅢ型板式无砟轨道结构中,现浇的自密实混凝土与预制的轨道板形成复合板结构,共同承受列车荷载。自密实混凝土与轨道板的粘接性能影响着整个轨道结构的平稳性、安全性和使用寿命。本文研究了自密实混凝土坍落扩展度、含气量和胶凝材料用量对自密实混凝土与轨道板粘接性能的影响。结果表明:随着自密实混凝土坍落扩展度的增大,自密实混凝土与轨道板的粘接强度有降低的趋势,坍落扩展度不宜超过690 mm;随着自密实混凝土含气量的增大,自密实混凝土与轨道板的粘接强度有增加的趋势,在满足工作性能和强度的条件下,自密实混凝土的含气量宜取技术条件规定的上限值6.0%;随着自密实混凝土胶凝材料用量的增大,自密实混凝土与轨道板的粘接强度有增加的趋势。     

纤维混杂效应对混凝土轴心抗压强度的影响

以8种单掺和3种混掺的方式掺入纤维素纤维与聚乙烯醇纤维,探究其对C50混凝土轴心抗压强度的影响。结果表明:单掺纤维素纤维能有效提高混凝土轴心抗压强度,掺量为1.5 kg/m3时达到最优,此时轴心抗压强度比不掺时提高12%;单掺聚乙烯醇纤维会降低混凝土轴心抗压强度,掺量为3.5 kg/m3时降低明显。纤维素纤维和聚乙烯醇纤维混掺时,聚乙烯醇纤维掺量在0～2 kg/m3时有正混杂效应;聚乙烯醇纤维掺量为3.5 kg/m3时有负混杂效应。据此提出纤维混杂效应函数,利用MATLAB进行多项式曲面拟合,得出纤维素-聚乙烯醇混杂纤维混凝土轴心抗压强度混杂效应函数,以表征纤维素纤维与聚乙烯醇纤维混杂效应对混凝土轴心抗压强度的影响规律。     

反射隔热材料对纵连无砟轨道温度和力学影响研究

为降低太阳辐射对纵连结构无砟轨道的影响,采用反射隔热材料实地应用研究,建立有限元模型分析反射隔热材料对太阳辐射在纵连结构无砟轨道温度和应力影响。研究结果表明,反射隔热材料可将轨道板(道床)表面温度降低10℃以上,混凝土内部温度梯度降为60℃/m,轨道板(道床)应力降低到9.5 MPa,有效降低纵连无砟轨道结构纵向应力和垂向位移,对防治因太阳辐射造成的纵连无砟轨道结构上拱病害有较好效果。     

CRTS Ⅰ型CA砂浆耐久性试验研究

通过快速冻融、人工环境加速老化、耐酸碱盐侵蚀等试验,研究CRTSⅠ型CA砂浆抗冻性、耐候性和耐介质侵蚀性能。研究表明:随冻融次数增加,CA砂浆相对动弹性模量呈现逐渐下降趋势,并随着新拌砂浆含气量增加,其抗冻性能提高,但砂浆冻融循环约250次时质量损失较快;经过500 h耐候循环后,CA砂浆强度基本不下降,耐候性良好;CA砂浆具有较好的耐化学介质侵蚀性能,经酸、碱、盐和油模拟溶液浸泡3个月,砂浆试件依然具有良好的力学性能。研究结果可为我国CRTSⅠ型和其他板式无砟轨道充填层耐久性研究提供借鉴。     

双块式无砟轨道道床板混凝土裂缝的分析与防治

通过对遂渝线无砟轨道综合试验段双块式现浇混凝土道床板出现的裂缝现象的分析,从设计、施工和混凝土配方等方面分析了现浇混凝土道床板的裂缝成因。提出了防治双块式无砟轨道道床板裂缝的具体措施,对今后客运专线现浇混凝土道床板的施工具有借鉴意义。     

高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土性能研究

为解决高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道结构高施工性、高平顺性和高耐久性要求,采用具有高流动性、高塑性稳定性和低收缩变形的自密实混凝土作为无砟轨道充填层材料。针对充填层的封闭结构空间和承载功能,并结合设计和无砟轨道结构对自密实混凝土的要求,制备了C30,C40和C50三种强度等级自密实混凝土,进行体积稳定性试验、氯离子渗透试验和单边冻融试验,研究其工作性能、体积稳定性和耐久性能。结果表明:三种自密实混凝土均具有适合板式无砟轨道充填层施工的良好工作性能;其塑性收缩变形均随着强度等级的提高而增大;在水胶比相同和单方用水量相同两种情况下三种自密实混凝土的干燥收缩变形呈现出完全相反的变化规律;三种自密实混凝土均具有良好耐久性,抗氯离子渗透能力随强度等级的提高而降低,抗盐冻性能则随着强度等级的提高而增强。     

不同掺量的粉煤灰对泡沫混凝土性能的影响

研究了不同掺量粉煤灰对泡沫混凝土性能的影响,实验结果表明:在相同容重下,泡沫混凝土28 d抗压强度随着粉煤灰掺量的增加是呈上升趋势,粉煤灰掺量为30%时抗压强度最高,而且在设计容重越大的情况下强度受水灰比影响越小。而吸水率是随着粉煤灰掺量的增加而整体趋于下降,并且在设计容重为600 kg/m3,水胶比为0.42时,粉煤灰掺量为30%时,泡沫混凝土的吸水率最低。导热系数在粉煤灰掺量较小时,影响较小;当掺量为30%时,导热系数最小,仅为0.55 W/(m·K)。