高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道養護維修技術研究①

甄相國

(湖南高速鐵路職業技術學院 湖南衡陽 421000)

現在我國投入運行的CRTSⅢ型無砟軌道的建設是在CRTSⅠ型、CRTSⅡ型應用經驗和技術研究基礎上實現的，但是在實際修建過程中還需要結合我國各地區的實際地理情況。軌道組成結構基本相同，主要包括隧道、橋梁、路基等基礎結構，再加上預制軌道板、鋼軌、自密實混凝土填充層、扣件系統、混凝土底座、以及隔離層等部分組成[1]。由于CRTSⅢ型板式無砟軌道在我國高速鐵路運行中投入使用的時間并不長，軌道線路維修養護經驗較少，相應技術還需進一步提高。

1 軌道結構出現傷損情況的原因分析

1.1 軌道板裂縫產生的原因

在CRTSⅢ型板式無砟軌道運行過程中軌道板產生裂縫的主要表現形式為荷載裂縫與間接裂縫兩種，在軌道線路實際運營中，通常情況下兩種工況相互作用，同時存在。

軌道板產生間接裂縫的主要原因是受到溫度收縮以及結構內力等影響，在軌道未投入運行前，軌道板側面出現大小不一的裂縫就屬于間接裂縫。軌道板出現這種裂縫對其承載能力幾乎不會造成影響，但是會增加軌道板結構中鋼筋銹蝕的發生幾率，進而影響軌道板使用的耐久性。

軌道板產生荷載裂縫的主要原因是受到列車荷載壓力的影響，軌道板由于下部支撐狀態不良而導致表面發生開裂情況，或者軌道板底部因為受到彎拉作用而出現裂縫[2]。相關調查研究顯示，軌道板發生大跨度裂縫的主要原因是受到自密實混凝土狀態不良的影響。列車在荷載情況下，由于下部支撐不良引起的軌道板裂縫被稱為荷載裂縫，這種裂縫的表現特點就是寬度較大，會嚴重影響軌道幾何狀態和軌道結構，一旦發現，需及時進行處理，不然很可能會引起自密度混凝土或軌道板等道床結構的損壞，甚至時效，對高速鐵路運行的安全性影響較大。

1.2 自密實混凝土與軌道板產生離縫的原因

一方面，是因為施工質量沒有達到國家規定標準，致使自密實混凝土灌注不飽和而引起離縫，這種軌道傷損現象在曲線超高地段的發生率較大。另一方面，因為CRTSⅢ型板式無砟軌道建設過程中，自密實混凝土層與軌道板之間能夠粘結成一個整體是在預制軌道板預埋“門”型鋼筋作用下實現的。由于受到溫度梯度荷載作用的影響，板端極易出現下凹或翹曲現象，影響自密實混凝土灌溉成型后結構層質量以及施工的順利進行，增加軌道板與自密實混凝土層發生離縫情況的幾率，尤其是軌道板板端位置[3]。若離縫發生情況并不嚴重，并不會對軌道靜態幾何形位造成較大影響，但是會在很大程度上影響板端位置軌道動態平順性。

1.3 軌道底座混凝土產生裂縫的原因分析

一是施工人員在進行大體積混凝土澆筑施工時，保溫工作及降溫工作沒做到位，導致混凝土內外溫差過大或者內部溫度過高，致使混凝土產生溫度裂縫；二是在施工過程中現場教導混凝土時，插入或振搗工作存在失誤，致使存在振搗棒抽撤過快、過振或漏振等情況，對混凝土的均勻性和密實性造成影響，有道裂縫的產生；三是路基沉降不均勻引起的裂縫；四是相關人員對于軌道線路實行的養護工作存在缺失，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

2 CRTSⅢ型板式無砟軌道維修技術

2.1 低壓注漿技術

如果在CRTSⅢ型板式無砟軌道運行過程中，軌道板出現較為嚴重的傷損或裂縫寬度較大，維修人員可以采用低壓注漿技術將樹脂材料填在裂縫中完成修補，在完成注漿后利用專用封縫帶、聚合物快硬水泥漿或者專用封縫材料等進行封縫操作。用低壓注漿法填補軌道板裂縫，所選用的材料以及施工工藝等都需要符合我國鐵路維修的相關規定。

2.2 自密實混凝土層離縫維修技術

在CRTSⅢ型板式無砟軌道運行過程中自密實混凝土層出現離縫損傷，鐵路維修人員可以采用低粘度樹脂材料進行修補，材料性能應滿足如下要求：粘度小于等于100mPa·s、拉伸強度隨時間延長而增大（2h拉伸強度大于等于6MPa；24h拉伸強度大于等于10MPa；7d拉伸強度大于等于15MPa）、凝膠時間小于等于30min、抗壓強度隨著時間延長而增大（2h大于等于15MPa；24h大于等于20MPa；7d大于等于30MPa）、粘結強度7d大于等于3MPa等等，離縫損傷修補完成后可以采用封邊帶或者封邊材料進行封邊操作[4]。在自密實混凝土層離縫修補過程中工具和機械設備主要包括：鋼絲刷、注漿泵、真空除塵器等。修補工作應選在氣溫在5℃～30℃的時間段，雨雪天氣會對施工造成不利影響，因此不宜施工。下面詳細介紹修補工藝。

①離縫區域表面的清潔工作需要利用壓縮空氣、真空除塵器或者鋼絲刷等工具來完成。

②利用封邊帶或封邊材料對自密實混凝土層離縫進行封邊操作時，需要預留排氣孔和注漿口。

③樹脂修補材料的配比一定要符合相關規定。利用注漿泵從注漿口將修補材料注入離縫區域，注滿為止。

④封邊帶或封邊材料的拆除工作需要在修補材料固化以后才能實施，并檢查注漿是否飽滿，如飽滿程度不符合要求，需要重新注漿。

2.3 軌道底座裂縫修補技術

CRTSⅢ型板式無砟軌道底座在運行過程中容易出現的損傷問題就是混凝土裂縫，底座混凝土裂縫可分為三個等級，出現Ⅰ級裂縫時維修人員需要對裂縫位置和情況進行詳細記錄，底座混凝土出現Ⅱ級裂縫時，維修人員可以采用表面封閉方式進行修補；軌道底座混凝土出現Ⅲ裂縫時，維修人員可以采用立模修補方式或者無壓注漿方式進行修補。

2.4 板間樹脂砂漿傷損修補技術

CRTSⅢ型板式無砟軌道線路在運行過程中出現沉降情況，致使板縫間樹脂砂漿出現損傷的時候，鐵路維修人員對樹脂砂漿的傷損程度進行分析和評估，以根據實際傷損情況制定相應的維修方案。若僅為板間端面出現開裂現象，可以才開裂部位鑿開一條間隙，在清理干凈間隙雜物后，采用粘度較低的環氧樹脂進行灌注修補操作；若是樹脂砂漿本體彈性模量大幅增加或者出現大量開裂老化現象時，就需要將軌道線路受損地段的軌道板進行頂升操作，將受損樹脂砂漿全部清除掉，之后采用重新灌注環氧樹脂砂漿的方式來修復受損的樹脂砂漿本體。

3 結語

綜上所述，我國對于CRTSⅢ型板式無砟軌道的研究和建設時間還比較短，很多技術研究和理念研究還不夠完善，因此，CRTSⅢ型板式無砟軌道在運行過程中一旦出現損傷情況，維修人員一定要按照既有的相關規范標準進行科學的養護與維修。