高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道养护维修技术研究①

甄相国

(湖南高速铁路职业技术学院 湖南衡阳 421000)

现在我国投入运行的CRTSⅢ型无砟轨道的建设是在CRTSⅠ型、CRTSⅡ型应用经验和技术研究基础上实现的，但是在实际修建过程中还需要结合我国各地区的实际地理情况。轨道组成结构基本相同，主要包括隧道、桥梁、路基等基础结构，再加上预制轨道板、钢轨、自密实混凝土填充层、扣件系统、混凝土底座、以及隔离层等部分组成[1]。由于CRTSⅢ型板式无砟轨道在我国高速铁路运行中投入使用的时间并不长，轨道线路维修养护经验较少，相应技术还需进一步提高。

1 轨道结构出现伤损情况的原因分析

1.1 轨道板裂缝产生的原因

在CRTSⅢ型板式无砟轨道运行过程中轨道板产生裂缝的主要表现形式为荷载裂缝与间接裂缝两种，在轨道线路实际运营中，通常情况下两种工况相互作用，同时存在。

轨道板产生间接裂缝的主要原因是受到温度收缩以及结构内力等影响，在轨道未投入运行前，轨道板侧面出现大小不一的裂缝就属于间接裂缝。轨道板出现这种裂缝对其承载能力几乎不会造成影响，但是会增加轨道板结构中钢筋锈蚀的发生几率，进而影响轨道板使用的耐久性。

轨道板产生荷载裂缝的主要原因是受到列车荷载压力的影响，轨道板由于下部支撑状态不良而导致表面发生开裂情况，或者轨道板底部因为受到弯拉作用而出现裂缝[2]。相关调查研究显示，轨道板发生大跨度裂缝的主要原因是受到自密实混凝土状态不良的影响。列车在荷载情况下，由于下部支撑不良引起的轨道板裂缝被称为荷载裂缝，这种裂缝的表现特点就是宽度较大，会严重影响轨道几何状态和轨道结构，一旦发现，需及时进行处理，不然很可能会引起自密度混凝土或轨道板等道床结构的损坏，甚至时效，对高速铁路运行的安全性影响较大。

1.2 自密实混凝土与轨道板产生离缝的原因

一方面，是因为施工质量没有达到国家规定标准，致使自密实混凝土灌注不饱和而引起离缝，这种轨道伤损现象在曲线超高地段的发生率较大。另一方面，因为CRTSⅢ型板式无砟轨道建设过程中，自密实混凝土层与轨道板之间能够粘结成一个整体是在预制轨道板预埋“门”型钢筋作用下实现的。由于受到温度梯度荷载作用的影响，板端极易出现下凹或翘曲现象，影响自密实混凝土灌溉成型后结构层质量以及施工的顺利进行，增加轨道板与自密实混凝土层发生离缝情况的几率，尤其是轨道板板端位置[3]。若离缝发生情况并不严重，并不会对轨道静态几何形位造成较大影响，但是会在很大程度上影响板端位置轨道动态平顺性。

1.3 轨道底座混凝土产生裂缝的原因分析

一是施工人员在进行大体积混凝土浇筑施工时，保温工作及降温工作没做到位，导致混凝土内外温差过大或者内部温度过高，致使混凝土产生温度裂缝；二是在施工过程中现场教导混凝土时，插入或振捣工作存在失误，致使存在振捣棒抽撤过快、过振或漏振等情况，对混凝土的均匀性和密实性造成影响，有道裂缝的产生；三是路基沉降不均匀引起的裂缝；四是相关人员对于轨道线路实行的养护工作存在缺失，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。

2 CRTSⅢ型板式无砟轨道维修技术

2.1 低压注浆技术

如果在CRTSⅢ型板式无砟轨道运行过程中，轨道板出现较为严重的伤损或裂缝宽度较大，维修人员可以采用低压注浆技术将树脂材料填在裂缝中完成修补，在完成注浆后利用专用封缝带、聚合物快硬水泥浆或者专用封缝材料等进行封缝操作。用低压注浆法填补轨道板裂缝，所选用的材料以及施工工艺等都需要符合我国铁路维修的相关规定。

2.2 自密实混凝土层离缝维修技术

在CRTSⅢ型板式无砟轨道运行过程中自密实混凝土层出现离缝损伤，铁路维修人员可以采用低粘度树脂材料进行修补，材料性能应满足如下要求：粘度小于等于100mPa·s、拉伸强度随时间延长而增大（2h拉伸强度大于等于6MPa；24h拉伸强度大于等于10MPa；7d拉伸强度大于等于15MPa）、凝胶时间小于等于30min、抗压强度随着时间延长而增大（2h大于等于15MPa；24h大于等于20MPa；7d大于等于30MPa）、粘结强度7d大于等于3MPa等等，离缝损伤修补完成后可以采用封边带或者封边材料进行封边操作[4]。在自密实混凝土层离缝修补过程中工具和机械设备主要包括：钢丝刷、注浆泵、真空除尘器等。修补工作应选在气温在5℃～30℃的时间段，雨雪天气会对施工造成不利影响，因此不宜施工。下面详细介绍修补工艺。

①离缝区域表面的清洁工作需要利用压缩空气、真空除尘器或者钢丝刷等工具来完成。

②利用封边带或封边材料对自密实混凝土层离缝进行封边操作时，需要预留排气孔和注浆口。

③树脂修补材料的配比一定要符合相关规定。利用注浆泵从注浆口将修补材料注入离缝区域，注满为止。

④封边带或封边材料的拆除工作需要在修补材料固化以后才能实施，并检查注浆是否饱满，如饱满程度不符合要求，需要重新注浆。

2.3 轨道底座裂缝修补技术

CRTSⅢ型板式无砟轨道底座在运行过程中容易出现的损伤问题就是混凝土裂缝，底座混凝土裂缝可分为三个等级，出现Ⅰ级裂缝时维修人员需要对裂缝位置和情况进行详细记录，底座混凝土出现Ⅱ级裂缝时，维修人员可以采用表面封闭方式进行修补；轨道底座混凝土出现Ⅲ裂缝时，维修人员可以采用立模修补方式或者无压注浆方式进行修补。

2.4 板间树脂砂浆伤损修补技术

CRTSⅢ型板式无砟轨道线路在运行过程中出现沉降情况，致使板缝间树脂砂浆出现损伤的时候，铁路维修人员对树脂砂浆的伤损程度进行分析和评估，以根据实际伤损情况制定相应的维修方案。若仅为板间端面出现开裂现象，可以才开裂部位凿开一条间隙，在清理干净间隙杂物后，采用粘度较低的环氧树脂进行灌注修补操作；若是树脂砂浆本体弹性模量大幅增加或者出现大量开裂老化现象时，就需要将轨道线路受损地段的轨道板进行顶升操作，将受损树脂砂浆全部清除掉，之后采用重新灌注环氧树脂砂浆的方式来修复受损的树脂砂浆本体。

3 结语

综上所述，我国对于CRTSⅢ型板式无砟轨道的研究和建设时间还比较短，很多技术研究和理念研究还不够完善，因此，CRTSⅢ型板式无砟轨道在运行过程中一旦出现损伤情况，维修人员一定要按照既有的相关规范标准进行科学的养护与维修。