中铁七局集团汉十铁路工程指挥部
摘要:通过对新建武汉至十堰高速铁路项目双块式轨枕现浇道床板出现的裂缝问题进行原因分析，从试验检测角度对减少无砟轨道混凝土开裂提出有效措施，并提出裂缝修补方法，对今后高速铁路无砟轨道混凝土施工具有借鉴意义。
关键词:无砟轨道；混凝土；道床板；开裂；
随着我国高速铁路的飞速发展,双块式轨枕嵌入式道床结构技术在无砟轨道道床中广泛应用,但施工中和运营期都发现道床板混凝土存在不同程度的裂缝,对无砟轨道造成了一定的病害。现我就施工方面对这一病害的成因和处理进行分析,以指导施工过程的控制和对后期病害的补救。在汉十铁路项目根据设计要求，道床板混凝土设计强度为C40，施工中混凝土道床板出现了裂缝,且裂纹产生周期很长，在混凝土浇筑一至三个月期间产生的细小裂纹。无砟轨道混凝土产生裂纹影响混凝土耐久性及道床板整体性能，影响行车安全;增加工务部门维修工作量,因此必须对此予以关注。
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。目前国内对混凝土出现温度变形裂缝问题给予了相当的重视。
2道床板裂缝形成的主要因素
2.1粗细骨料质量不合格造成混凝土裂纹
无砟轨道道床板混凝土用粗细骨料必须满足《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010要求。如粗骨料掺配比例不良，不能达到连续级配，细骨料颗粒级配不合格，会导致混凝土拌合物工作性能差，甚至造成混凝土离析。粗细骨料含泥量超标会增加混凝土需水量，改变水胶比，这些因素会导致混凝土开裂。
粗细骨料进场后应严格控制材料质量，同时严格对碎石进行清洗，确保地材质量合格。
2.2水泥的水化热
水泥在水化过程中将产生大量的热量,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。
为防止混凝土水化热对混凝土早期裂纹的影响，在确保混凝土强度的前提下，总结出“三低一高”的配合比设计原则：低坍落度、低用水量、低胶凝材料用量，在规范允许范围内提高混凝土含气量。
2.3混凝土养护不及时产生收缩裂纹
混凝土浇注后，如气候炎热、空气干燥，不及时进行养护，混凝土中水分会蒸发过快，形成脱水现象，会使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化，不能转化为稳定的结晶，缺乏足够的粘结力，从而会在混凝土表面出现片状或粉状脱落。此外，在混凝土尚未具备足够的强度时，水分过早的蒸发还会产生较大的收缩变形，出现干缩裂纹。
混凝土浇筑完成后应及时进行养生，通常采用一布一膜（一层土工布+一层塑料膜）进行覆盖洒水保湿养护，并安排专人负责养护工作，养护时间一般不少于10天。
2.4规排架的伸长引起裂缝
双块式无砟轨道施工若不能及时松开轨排架扣件,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。
道床板混凝土浇筑6~7小时后，根据气温情况及混凝土强度增长情况做好轨排架轨应力放散工作，现场以铁球压痕法（铁球压痕法：使用质量为2Kg，直径75mm的铁球轻轻放在混凝土表面静置片刻，然后将铁球轻轻拿起，测量混凝土表面压痕，当直径小于30mm时即表示混凝土已初凝）或指压发确定混凝土初凝时间，避免因钢轨排伸缩使得轨枕周边产生裂纹。
图1铁球压痕法测混凝土初凝时间，确定应力放散时机
2.5新浇筑混凝土与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。
浇筑混凝土前应对轨枕洒水，使轨枕充分湿润，避免由于新旧混凝土粘结不良而产生裂缝或离缝。
2.6混凝土收面不及时产生的裂缝
在双块式轨枕道床板混凝土施工中如混凝土收面不及时或错过了混凝土初凝时间，易产生裂缝。在现场管理不善的情况下会表面洒水收面，易造成混凝土表面起皮或表面龟裂现象。
底座板、道床板等混凝土表面严格按照原浆收面，收面次数不少于3道。原浆可采用将混凝土过筛去掉碎石，将砂浆置于桶中并覆盖无明水的湿抹布进行保湿备用。
图2无砟轨道底座板混凝土收面
2.7其他有效减少无砟轨道混凝土裂缝的方法
底座板、道床板混凝土收面时在限位凹槽四角和轨枕两侧增加防裂网片，对底座“四角”裂缝及轨枕“八字”裂纹起到了一定的抑制中作用。
3道床板混凝土裂缝处理
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常压滴注法、低压灌注法。
3.1常压滴注法、低压灌注法
使用中国铁道科学研究院金属及化学研究所生产的“无砟轨道混凝土裂缝维修材料”。一般混凝土裂缝宽度小于0.5mm时采用常压滴注法，大于0.5mm时采用低压灌注法。
清洁混凝土，用砂纸、毛刷子、吹风机等工具对裂缝打磨，并清除灰尘，确保裂缝表面整洁干净。用胶带封闭裂缝两侧，防止维修材料污染混凝土。按照要求配合比例配制树脂，用滴管将维修树脂滴灌在混凝土裂缝缝隙内。待维修树脂固化后，拆除保护胶条，用砂纸打磨维修树脂，确保混凝土表面整洁美观。涂刷混凝土防护材料，防止紫外线对维修树脂的老化伤损，在维修树脂表面涂刷混凝土防护材料。
4结束语
双块式无砟轨道采用连续结构,道床板开裂是不可避免的。为确保无砟轨道60年使用寿命,在无砟轨道设计和施工过程中,应给予充分重视,采取各种有效的预防措施减少裂缝,尤其是宽裂缝的出现和发展。产生裂缝后,应针对不同宽度的道床板裂缝认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,保证无砟轨道安全、稳定地工作。
参考文献:
1、李连吉.无砟轨道混凝土裂缝注浆维修作业指导书.中国铁道科学研究院金属及化学研究所.2014.9