无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及办理

1、道床板温度裂缝问题研究现状

　　混凝土是体积敏感性材料，同时也是热传导性能差的材料，由于道床板受温度的升降变化作用，使得道床板发生翘曲或上拱而产生裂纹。目前国际上对混凝土出现温度变形裂缝问题给予了相当的重视，美国混凝土协会专门从事混凝土、钢筋混凝土及大体积混凝土裂缝研究的207和224委员会要求设计者对结构进行温度应力计算和配筋;德国钢筋混凝土结构规范(DIN1045)中关于温度变化对结构的影响方面规定了计算温差的取值范围。在无砟轨道方面，根据德国道路与轨道建设规定(zTV Beton—stb)：双块式轨枕与240mm的混凝土轨道承载层整体相连;无砟轨道板用钢筋进行整体加固，以防止出现裂纹，混凝土配筋量为8% ～9% ，从而将可能出现的裂缝宽度限制在0.5mm范围内(该做法可防止连续钢筋受到腐蚀，并在混凝土层出现裂缝时，维持钢筋的铆定、连接功能)。于安装于土质路基上的轨道，根据zTvF—st8规定，在厚度为30era的水硬性混凝土支撑层上安装轨道承载层，水硬性混凝土支撑层是一种拌合水泥加以稳定的支撑层，以控制裂缝的无规则形成。根据ZTVTES sts规定中的惯例，水硬性混凝土支撑层下应铺设防冻层，防冻层位于土质路基之上。这套系统十分成功的应用在法国和其它国家的高速铁路上。

2、道床板裂缝的形成机理

　　2.1 水泥的水化热水泥在水化过程中要产生大量的热量，这是混凝土内温升高的主要能量来源。浇注初期混凝土的弹性模量和强度都很低，对水化热急剧温升产生的应变约束不大，温度应力自然也比较小;随着混凝土龄期的增长，其弹性模量和强度相应提高，对混凝土降温收缩变形的约束越来越强，即产生极大的温度、应力，当此时混凝土抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便产生温度裂缝。

　　2.2 内外约束条件混凝土结构产生温度应力时，变形会受到其它结构的外约束和自身不同部位的自约束，大体积结构产生的约束较大。与地基浇注在一起的混凝土结构，在温度变化时受到下部地基的约束，产生外部的约束应力，当温度从最高值开始下降，混凝土产生较大的拉应力，若拉应力超过抗拉强度，混凝土就会产生裂纹。

　　2.3 混凝土的收缩变形混凝土在水泥水化过程中要产生一定的体积变形，这种变形多为收缩变形，随着混凝土的硬化，其水分不断挥发，混凝土就会出现干燥收缩，在混凝土收缩过程中，很容易在混凝土表面形成不规则的收缩裂纹。

　　2.4 钢轨的伸长引起裂缝双块式无砟轨道施工若不能及时松开扣件，钢轨的伸缩将带动轨枕在新浇混凝土土中移动从而产生裂缝。

　　2.5 混凝土骨料塑性沉落引起的裂缝当骨料的沉落受到钢筋的阻挡时，将出现沿钢筋的走向的裂缝，施工过程中如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。

　　2.6 新旧混凝土不良粘结裂缝在双块式轨枕的侧面及角部，常出现由于新旧混凝土粘结不良而引起的裂缝。

　　2.7 外界气温的变化混凝土结构在施工和运营期间，外部气温的变化会对混凝土开裂产生极大的影响，特别是温度骤升骤降，会造成过大温差和温度应力，使混凝土出现裂纹。

　　2.8 其他因素此外，结构基础不均匀沉陷、冻胀以及钢筋锈蚀等均会引起双块式无砟轨道产生裂缝。下部支承层中存在裂缝或结构缝时，同样也会产生反射裂缝。

3、道床板裂缝处理

　　由于影响道床板开裂的因素很多，因此即使设计和施工上采取了很多措施，仍难以彻底避免道床板的开裂，在这种情况下就有必要对道床板裂缝进行修补。目前常用的裂缝修补方法有环氧树酯灌注法、表面封闭法、开槽嵌塞法、柔性封闭法。

　　3.1 树酯灌注法环氧树酯和聚氨酯是最常见的裂缝灌注材料。树酯材料具有较高的机械强度，并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀，树酯可以灌入到0.05mm的裂缝。环氧树酯灌注法一般适于处理静止缝和相对干燥的裂缝;聚氨酯对于结构表面干湿环境条件下均可。

　　3.2 表面封闭法表面封闭法是最简单和最普通的裂缝修补方法。