[发明专利]一种无砟轨道板及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于高速铁路建造技术领域，具体涉及一种用于高速铁路轨道的无砟轨道板及其制作方法。

背景技术

板式无砟轨道结构是国内外高速铁路中普遍采用的一种轨道结构。高速铁路无砟轨道的轨道结构全寿命周期服役的安全可靠性至关重要。通常，板式无砟轨道结构自上而下依次由钢轨、扣件及垫板系统、轨道板、充填层、底座板及桥梁、路基或隧道等下部支承结构组成。

目前我国运营里程最长的是CRTS II型板式无砟轨道结构，根据中国铁路工程总公司的产业政策及中国高铁“走出去”战略，十三五期间国内新建的高速铁路及我国中标的国际工程高速铁路将普遍采用CRTS III型板式无砟轨道结构。在CRTS II型板式无砟轨道结构中，轨道板与CA砂浆充填层之间界面的粘结性能，以及在CRTS III型板式无砟轨道结构中的轨道板与自密实混凝土充填层之间界面的粘结性能，都是影响无砟轨道结构体系静力、动力性能及长期耐久性能的关键。根据目前国内外的相关理论和试验研究表明，轨道板底面粗糙度越大，CA砂浆或自密实混凝土充填层与轨道板粘结及咬合作用越大，轨道板与充填层协同工作性能越好。

传统的新老混凝土界面处理工艺主要包括拉毛、人工凿毛、高压水冲毛、喷砂法、气锤凿毛法、切槽法等。其中，拉毛及人工凿毛法施工技术简单且工程造价低，但效率不高易在老混凝土界面产生扰动，产生附加裂缝；

气锤凿毛法、切槽法等机械处理方法便于控制施工质量，适用于实际工程中的大面积混凝土粘结面的粗糙处理，但能耗高、噪声及环境污染大；高压水射法和喷砂法不损伤周围老混凝土的特性，通常认为能获得较高的粘结强度，但由于混凝土轨道板强度高，处理难度大，效率低。

为了改善轨道板与充填层界面的粘结性能，在CRTS II型轨道板生产过程，通常将在倒置浇筑的轨道板底面混凝土初凝后进行机械拉毛处理；在CRTS III型轨道板中沿着轨道板轨下位置及横向板边设置门型钢筋，并在轨道板底面混凝土初凝后进行人工拉毛处理。上述方法能够在一定程度上改善界面的粘结性能，但是实际工程中由于轨道板与充填层材料不同、龄期不同，在荷载、温度等环境因素共同作用下轨道板与充填层界面往往容易出现离缝等早期病害，其效果并不理想。经分析后发现主要有两个原因：(1)采用拉毛等内凹式粗糙度处理方法，在轨道板下灌注充填材料过程中，浮浆及气泡容易在凹坑处聚集而不易排出，对界面的粘结产生了不利影响；(2)为了提高预制轨道板的工效，混凝土轨道板的流动性较大，倒置的轨道板成型过程中粗骨料下沉，在轨道板表面形成一层较厚的浮浆，采用拉毛处理后界面上仍然缺乏粗骨料的咬合作用；(3)采用拉毛、凿毛等粗糙度处理方法难以实现对界面粗糙度处理的量化控制。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对拉毛等内凹式粗糙度处理方法带来的浮浆及气泡聚集对轨道板-充填层界面的粘结产生的不利影响，提供一种在板底做外凸式粗糙度处理的无砟轨道板以及适用于该轨道板的标准化生产的制作方法。

本发明采用如下技术方案实现：

一种无砟轨道板，所述无砟轨道板1用于高速铁路轨道铺设，包括混凝土轨道板2和粗骨料层3，在混凝土轨道板2的底面均匀固定植入一层粗骨料，并且所有粗骨料均凸出外露于混凝土轨道板底面，形成粗糙的粗骨料层3。

进一步的，所述混凝土轨道板1为钢筋混凝土轨道板或预应力混凝土轨道板。

进一步的，所述粗骨料层3的粗骨料采用碎石或卵石，并在10-30mm的粒径范围内选取单一粒径级配。

进一步的，所述粗骨料层3的粗骨料植入混凝土轨道板2中的深度为最大粒径的1/2-2/3。

进一步的，所述粗骨料层3的粗骨料分布密度为30-300kg/m²。

本发明还包括一种上述无砟轨道板的制作方法，包括如下步骤：

第一步、混凝土轨道板的钢筋及混凝土浇筑施工；

第二步、粗骨料在混凝土轨道板底面进行均匀撒布；

第三步、粗骨料在混凝土轨道板底面进行碾压整平；

第四步、混凝土轨道板的养护；

第五步、轨道板的存放、运输及吊装。

进一步的，在所述第一步中，所述混凝土轨道板采用倒置浇筑。

进一步的，在所述第二步中，所述粗骨料撒布前需要进行清洗预湿，并达到表干状态。

进一步的，所述粗骨料的撒布及碾压整平在混凝土轨道板初凝前完成。