王建紅

【摘要】砂漿層離縫是CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道砂漿層傷損最常見(jiàn)的病害之一，離縫的存在將影響無(wú)砟軌道的平順性、穩(wěn)定性和耐久性。通過(guò)對(duì)CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道砂漿層離縫形成原因的分析，提出了離縫傷損判定標(biāo)準(zhǔn)和修復(fù)原則，給出修復(fù)方法和注意事項(xiàng)。對(duì)砂漿層離縫修復(fù)具有積極的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】無(wú)砟軌道；砂漿層；離縫；修復(fù)技術(shù)

CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道以其高可靠性、高平順性、高穩(wěn)定性和維修工作量少的優(yōu)點(diǎn)，成為高速鐵路無(wú)砟軌道的主要結(jié)構(gòu)形式之一。CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)由鋼軌、彈性不分開(kāi)式扣件、軌道板、水泥瀝青砂漿層、底座板（橋梁）、支承層（路基）等組成。其中，砂漿層是CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道的重要組成部分，其作用是全面支承軌道板，調(diào)整軌道安裝精度和緩沖高速行車荷載。為此，砂漿層應(yīng)滿足一定的剛度和強(qiáng)度要求。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)砟軌道具有高穩(wěn)定性和耐久性，建成后很小需要維修，但無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)處于復(fù)雜的受力環(huán)境中，產(chǎn)生病害是不可避免的。而砂漿層又是CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道的關(guān)鍵部件和薄弱位置，一旦產(chǎn)生病害，將會(huì)影響無(wú)砟軌道的整體性和穩(wěn)定性，給行車埋下安全隱患。離縫是砂漿層傷損病害的主要形式之一。

1、離縫產(chǎn)生的原因

離縫就是砂漿層與軌道板或底座板（支承層）之間出現(xiàn)不同程度長(zhǎng)度、寬度及深度的縫隙（如圖1、圖2）。離縫會(huì)降低無(wú)砟道床的整體性，影響軌道靜態(tài)幾何形位和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。離縫如不及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，在列車動(dòng)荷載和環(huán)境因素共同作用下，會(huì)進(jìn)一步加劇砂漿層的傷損程度，影響其使用壽命，且影響行車的平穩(wěn)性和安全性。因此，從提高軌道結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性和耐久性考慮，應(yīng)強(qiáng)化CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道砂漿層離縫傷損檢查力度，查清楚原因，制定相應(yīng)的處理方案，經(jīng)審查批準(zhǔn)后進(jìn)行修復(fù)。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和分析，溫度荷載、施工階段灌注不飽滿、線下工程沉降和變形、列車動(dòng)荷載等因素均可引起砂漿層離縫傷損病害，且現(xiàn)場(chǎng)往往是多因素共同作用所致。

1.1溫度荷載

溫度荷載是使CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道砂漿層產(chǎn)生離縫的重要原因之一，其包括軸向溫度荷載和溫度梯度荷載。在軸向溫度荷載作用下，軌道板和底座板（支承層）之間產(chǎn)生伸縮變形差，引起軌道結(jié)構(gòu)縱向伸縮，降低砂漿層與軌道板或底座板（支承層）之間的粘結(jié)性。軸向溫度伸縮引起的離縫具有橫向貫通、離縫值較大且隨溫度發(fā)生變化等特點(diǎn)。軌道板內(nèi)部的溫度梯度荷載使軌道板產(chǎn)生的翹曲變形將由軌道板的自重和軌道板與砂漿層之間的粘結(jié)應(yīng)力來(lái)抵抗，當(dāng)溫度梯度超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)軌道板與砂漿層之間就會(huì)出現(xiàn)離縫。

1.2砂漿層灌注不飽滿

砂漿層灌注不飽滿會(huì)使軌道板與砂漿層之間產(chǎn)生離縫，這種現(xiàn)象在曲線超高地段最為明顯。在超高地段灌漿最容易產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷就是砂漿不充盈，不飽滿。由于曲線超高設(shè)置在底座板（支承層）上，底座板（支承層）表面有一定的坡度。如果施工過(guò)程中灌漿口的導(dǎo)管過(guò)早卸下，會(huì)使未達(dá)到初凝的水泥瀝青砂漿失去壓力向曲線內(nèi)側(cè)回落，造成砂漿灌注不飽滿現(xiàn)象，導(dǎo)致軌道板與砂漿層離縫。

1.3線下工程沉降和變形

由于受路基填料、路堤高度、地質(zhì)條件、水文氣候條件和建設(shè)工期等因素影響，一些區(qū)段的線下工程難免會(huì)出現(xiàn)沉降和變形，而這些沉降和變形大多發(fā)生在地質(zhì)條件較差或路橋過(guò)渡段等區(qū)段。對(duì)于軌道板縱向連續(xù)的CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道系統(tǒng)，線下工程沉降和變形可能會(huì)導(dǎo)致軌道板與砂漿層之間出現(xiàn)離縫現(xiàn)象，影響軌道結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。

1.4列車動(dòng)荷載

據(jù)相關(guān)研究，橋上CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道系統(tǒng)中橋梁、底座板和軌道板的基頻不同。在列車動(dòng)荷載作用下，橋梁和軌道結(jié)構(gòu)的反相位振動(dòng)將會(huì)引起橋梁——軌道相互拍打現(xiàn)象。這種拍打作用會(huì)對(duì)無(wú)砟軌道系統(tǒng)的整體性產(chǎn)生不利影響，會(huì)加劇砂漿充填層與軌道板或底座板間的離縫。

此外，離縫如果不及時(shí)修復(fù)，會(huì)導(dǎo)致水泥乳化瀝青砂漿調(diào)整層破壞加快，軌道板出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，對(duì)高速列車和板式軌道系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)加劇，進(jìn)一步損壞軌道結(jié)構(gòu)部件，增大了軌道結(jié)構(gòu)的幾何形位變化和層間拍打接觸，嚴(yán)重降低了高速列車運(yùn)行的平穩(wěn)性、安全性和舒適性。

2、離縫判定標(biāo)準(zhǔn)及修復(fù)原則

對(duì)于CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道，依據(jù)砂漿層傷損嚴(yán)重程度，將離縫傷損分為三級(jí)（見(jiàn)表1）。對(duì)Ⅰ級(jí)傷損應(yīng)做好記錄，定期觀察其發(fā)展變化；對(duì)Ⅱ級(jí)傷損應(yīng)列入維修計(jì)劃并適時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)；對(duì)Ⅲ級(jí)傷損應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。

表1 CRTSⅡ型板式軌道砂漿充填層傷損形式及傷損等級(jí)判定標(biāo)準(zhǔn)

傷損形式 判定項(xiàng)目 評(píng)定等級(jí)

Ⅰ Ⅱ Ⅲ

離縫 寬度（mm） 0.5 1.0 1.5

深度（mm） 20～50 50～100 ≥100

對(duì)角長(zhǎng)度（mm） 20～30 30～50 ≥50

3、離縫修復(fù)技術(shù)

對(duì)于砂漿層離縫傷損病害，首先應(yīng)對(duì)傷損產(chǎn)生的原因進(jìn)行全面分析，然后制定針對(duì)性措施，從根本上避免修復(fù)后再次出現(xiàn)離縫現(xiàn)象。對(duì)溫度荷載引起的砂漿層與軌道板或底座板（支承層）間的離縫（離縫貫通、且縫隙較大并隨溫度發(fā)生變化），應(yīng)在軌道板設(shè)計(jì)縱連鎖定軌溫范圍內(nèi)對(duì)軌道板進(jìn)行應(yīng)力放散、重新鎖定，同時(shí)采用低粘度樹(shù)脂材料按相關(guān)要求對(duì)離縫傷損進(jìn)行注漿修復(fù)；對(duì)線下工程沉降和變形引起的砂漿層離縫傷損，應(yīng)在解決沉降和變形的基礎(chǔ)上對(duì)離縫進(jìn)行修復(fù)。

3.1修復(fù)材料

為減小對(duì)修補(bǔ)材料早期強(qiáng)度的要求，CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道砂漿層離縫修補(bǔ)材料宜采用低粘度樹(shù)脂料。CARS-A型雙組份低粘度灌漿樹(shù)脂專用于高速鐵路無(wú)砟軌道裂縫及離縫的修補(bǔ)。其具有以下優(yōu)點(diǎn)：極低的粘度與極小的表面張力，可以滲透到細(xì)小的裂縫中；固化時(shí)間快，可以在較短的天窗時(shí)間內(nèi)完成修補(bǔ)，不影響行車；具有較好的環(huán)境適應(yīng)性，可以在較低的溫度及潮濕環(huán)境中固化；具有較高的粘接強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，可以對(duì)結(jié)構(gòu)起到較好的補(bǔ)強(qiáng)作用。

3.2修復(fù)工藝流程

CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道砂漿層離縫修復(fù)工藝流程見(jiàn)圖3.

3.3修復(fù)方法

（1）查清離縫的長(zhǎng)度、寬度、深度、走向、貫穿及漏水等情況，確定離縫注漿施工方案。

（2）根據(jù)施工方案提前做好設(shè)備及材料準(zhǔn)備，修補(bǔ)、封邊材料的性能應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。

（3）清理雜物及浮塵。使用鋼絲刷、真空除塵器或高壓氣泵等對(duì)離縫區(qū)域表面的浮塵及雜物進(jìn)行清理，確保待灌注區(qū)域清潔干燥。

（4）離縫封閉。采用封邊帶配合封閉材料將離縫表面進(jìn)行封閉，封邊時(shí)留出注漿口。

（5）安裝注漿嘴。根據(jù)離縫的長(zhǎng)度、寬度和深度等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在離縫的較寬處及離縫端部等位置合理設(shè)置注漿嘴。注漿嘴安裝過(guò)程中，應(yīng)特別注意涂抹封縫膠時(shí)保持注漿嘴通暢。

（6）連接注漿管。在離縫的任意一端，把連接管連接到注漿嘴上，保證所有的注漿嘴都處于打開(kāi)狀態(tài)。

（7）樹(shù)脂膠灌注。將雙組份料筒連接混合管，混合管與注漿管連接。開(kāi)始灌注修補(bǔ)材料，當(dāng)下一注漿嘴有漿液漏出時(shí)，關(guān)閉注漿嘴，同時(shí)繼續(xù)注射直至無(wú)法再注入修補(bǔ)材料，拔下注漿管，關(guān)閉本注漿嘴，把注漿管連接到最后有漿液漏出的注漿嘴上，繼續(xù)注漿。依此，直至離縫另一端的注漿嘴中有漿液流出時(shí)，關(guān)閉所有的未關(guān)閉端口，完成離縫注漿。對(duì)于大面積的砂漿離縫，可采用注漿機(jī)向離縫內(nèi)部注入修補(bǔ)材料。在灌注過(guò)程中，監(jiān)測(cè)板面高程并記錄，防止注膠引起線路高低變化。

（8）拆封。修補(bǔ)材料固化以后，拆除注漿嘴和封邊帶。

（9）清理。對(duì)砂漿側(cè)面修正，清除現(xiàn)場(chǎng)雜物等。

4、注意事項(xiàng)

（1）離縫填充施工成敗的關(guān)鍵在于封邊和灌注材料的選取及其施工工藝。所選取的材料性能必須要滿足軌道結(jié)構(gòu)的受力要求，施工工藝應(yīng)按照離縫產(chǎn)生的原因和離縫傷損程度合理制定，并且滿足施工天窗時(shí)間的需要。此外，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)還應(yīng)提前進(jìn)行線下試驗(yàn)。

（2）離縫修復(fù)施工適宜溫度為5℃～30℃，雨雪天不宜施工。

參考文獻(xiàn)

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