[实用新型]一种一体式复合材料轨枕

说明书

一种一体式复合材料轨枕。所述复合材料轨枕中含有纤维，所述复合材料轨枕的密度在所述复合材料轨枕的径向方向上从内到外增加，并且所述复合材料轨枕的密度的增加通过使所述复合材料轨枕中的纤维的纤维含量在所述复合材料轨枕的径向方向上从内到外增加来实现。本申请的一体式复合材料轨枕的表层强度高，而且轨枕表面的集中载荷能够得到有效分散，从而避免表层完好、内部损伤的问题，延长轨枕的使用寿命。

技术领域

本申请涉及但不限于轨道交通设备技术领域，尤其涉及但不限于一种一体式复合材料轨枕。

背景技术

在铁路系统，轨枕是传递载荷、稳固轨道的重要部件之一。轨枕的技术水平及质量优劣，直接影响了铁路轨道的设计与运行安全。

目前，铁路设计常用的轨枕为木质轨枕和混凝土轨枕。这两类轨枕存在诸多不足，如木质轨枕易腐蚀、寿命短、原料资源紧缺等；混凝土轨枕重量大、易碎裂、阻尼效果差等。面对传统材料存在的问题，新型的复合材料合成轨枕被开发应用，其中应用突出的一类为纤维增强高分子泡沫复合材料合成轨枕。该类型复合材料制成的合成轨枕具有密度低、强度高、不吸水、耐老化腐蚀等诸多优点，重要的是具有等同于木材的加工性能，便于工程设计、现场施工及应用维护。

申请号为CN200810140888.3的中国专利公开了一种合成枕木的配方及连续成型工艺。此类型合成轨枕在应用中，上表面常出现被扣件压溃的现象，下表面也常有被道砟或其他硬物压挤受损的问题，导致轨枕寿命缩短。出现此类问题的原因是轨枕密度较低，保持了重量轻的优点，但在承受均布集中载荷时，易受损破坏。如果提高轨枕密度，轨枕重量会增大，不利于产品应用。有报道指出，可在合成轨枕表面增加保护层，但此类保护层多通过二次粘接的方式设置在轨枕表面，存在应力集中的问题，有脱落的风险。另外，增加的保护层与轨枕本体密度差异明显，当集中载荷传递到轨枕本体时，仍有应力集中的现象，导致表层完好、内部损伤的问题，不能完全保证轨枕长期使用。因此，具有保护层的合成轨枕还未见有实际应用。

实用新型内容

本申请提供了一种一体式复合材料轨枕，解决了合成轨枕表层强度差、易损伤的问题。

具体地，本申请提供了一种一体式复合材料轨枕，所述复合材料轨枕中含有纤维，所述复合材料轨枕的密度在所述复合材料轨枕的径向方向上从内到外增加，并且所述复合材料轨枕的密度的增加通过使所述复合材料轨枕中的纤维的纤维含量在所述复合材料轨枕的径向方向上从内到外增加来实现。

在本申请实施例中，所述复合材料轨枕可以包括过渡层，所述过渡层中的纤维在所述复合材料轨枕的径向方向上从内到外可以按由第一纤维含量增加至第二纤维含量的形式分布。

在本申请实施例中，所述过渡层中的纤维在所述复合材料轨枕的径向方向上从内到外可以按由第一纤维含量线性增加至第二纤维含量的形式分布。

在本申请实施例中，所述第一纤维含量可以按照公式I线性增加至所述第二纤维含量，公式I为：

y₁＝k₁x+b₁

式中，y₁为待测点的纤维含量，单位为％；

x为待测点与过渡层的内边缘之间的距离，单位为m；

k₁为纤维含量增长率，为非负数，单位为1/m；

b₁在2％-25％范围内。

在本申请实施例中，所述过渡层的密度可以按照公式II线性增加，公式II为：

y₂＝k₂x+b₂

式中，y₂为待测点的密度，单位为kg/m³；