淺析混凝土軌枕病害防治方法的探索

馮漢卿

【摘 要】論文對混凝土的軌枕裂紋、破損現狀進行了分析，提出了系統的病害預防措施和整治方法，特別是侯馬北工務段和中鐵潤海共同研究試用的新材料工藝對混凝土軌枕壽命的延長和使用養護具有很好的指導意義。

【Abstract】 In this paper， the damage situation， the sleeper crack of concrete are analyzed， paper puts forward the preventive measures and treatment methods of system diseases， especially the new materials technology has guiding significance for extending the life and using and maintenance of concrete sleeper， this new materials technology has researched by north Houma railway section and China railway runhai company.

【關鍵詞】混凝土；軌枕；病害；預防；整治

【Keywords】concrete； sleeper； disease； prevention ；treatment

【中圖分類號】U416 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0194-03

1 引言

混凝土軌枕廣泛應用于現代鐵路，是鐵路線路設備的主要組成部分和重要基礎設備，其結構和功能完整對確保鐵路線路設備提升和行車安全十分重要。破損及裂縫病害時有出現，嚴重影響到軌枕結構強度和使用壽命。目前對混凝土裂紋、傷損病害的處置方法主要是人工組織更換和修補作業，針對既有修補技術存在的缺點，創新性地提出了新的修補工藝，經現場試用效果良好。

2 混凝土軌枕病害類型及防治

在制作過程中產生的裂紋包括：干縮裂紋、塑性收縮裂紋、沉陷裂縫、溫度裂縫[1]。預防措施主要是從原材料控制、配合比設計優化，加強養護、生產管理的強化和操作工藝的嚴化等方面入手。一是優化配合比設計，合理選材，盡量減少水泥用量，嚴格控制水灰比；二是采用二次抹壓技術；三是加強養護（多澆水）；四是合理安排澆注時間，有意識地調控澆注溫度；五是摻膨脹劑，從而達到減少或避免混凝土開裂的目的；六是采用承臺預埋水管注入冷卻強制降溫；七是采用合理的攪拌、澆注工藝。

在結構未達到要求的強度下，外部荷載過大導致的軌枕裂縫。裝卸作業、行車事故及大機搗固施工不當導致的混凝土軌枕損壞。通過常規手段和針對性預防措施，能夠有效降低混凝土軌枕病害發生頻率。如何解決混凝土軌枕在運輸和使用過程中發生的損害，是混凝土軌枕使用過程中面臨的又一道難題，目前對線上傷損混凝土軌枕的整治一是組織人工更換傷損混凝土軌枕；二是采用修補材料對傷損部位進行結構和功能修復。兩種方法均有優缺點，具體分析如下：

①人工更換作業。

優點：能夠一次性徹底解決線上傷損混凝土軌枕的問題，實施效果好。

缺點：需投入的運輸和人工成本過大。混凝土軌枕是體積大、質量大的剛性物體，搬運難度大，更換作業組織難度大、人身安全風險較大。

②修補作業。

優點：使用材料和機具輕便，作業組織簡單，一次投入成本低。

缺點：目前普遍采用的修復方法主要有兩種，但都存在缺點。

a環氧樹脂類修補材料。該材料修復作業對應用的條件和溫度限制較多，對修補部位的清潔度要求高、不能有水且一般為雙組分配方使用不便捷，對施工人員的技術與熟練度要求較高。而且環氧類材料含VOC，揮發后對環境造成不利影響，也威脅施工人員的身體健康。強度和耐老化度也較差，需要反復修補，大大增加人力、物力的消耗。

b水泥基修復材料。該材料修復作業存在強度低、施工性差的缺陷，尤其是凝結時間長，硬化慢的缺點，嚴重制約著其在施工時間十分有限的混凝土軌枕修復方面的應用。

3 新型修補修復軌枕材料工藝

為更好地解決傷損混凝土軌枕的修補問題，結合路內現狀，對引進國外先進技術的修補劑加以改進，解決了現有修補手段的缺陷，為混凝土軌枕及結構病害的整治提供了有效快捷、簡單的修補方法。研發的修補劑由無機和有機材料復合而成，具有早強、高強、微膨脹、環保的特點。加水拌和即可使用，操作簡單，施工方便快捷。其承擔的“混凝土軌枕裂紋修復技術研究”科研項目于2015年通過太鐵局技術評審，技術處于路內領先水平。

3.1 主要方法

擬修補界面在修補之前要處理干凈無雜物，無油漬，無積水；取一定量新型修補劑于小桶或者有圍槽鐵板，按照比例添加拌和乳液或水，拌勻后即可使用（小桶內攪拌可采用手持攪拌機）；為達到較好的修補效果可在修補前用拌和液涂刷修補界面；修補破損界面，修補完成后可適當養護。

3.2 主要特點

具備早期強度高、終端強度高、界面黏結力強、防滲抗裂性好、易于施工的修補砂漿，不僅能徹底修復裂縫和較大的殘損面，而且對于病害進一步發展有很好控制效果。為已有線路軌枕的養護維修提供全新且切實有效的解決方案。

3.3 修補類砂漿優勢

該新型修補劑施工簡便，無毒無害，加水拌和即可；可調整性強，針對不同修補要求可做對應調整；對天氣，溫度以及環境不敏感；該平臺適用范圍廣，對于軌枕，軌道板，混凝土粗縫，細縫，鐵路道口，隧道壁，隧道頂掉塊，以及自流平修補均有較好的修補效果；強度增長快，終端強度最高可達100MPa以上；解決了現有修補技術的缺陷。

3.4 工藝流程

3.4.1 施工流程

施工流程如下：

3.4.2 施工工藝

3.4.2.1 準備工作

①施工工具的準備。

小桶或大量杯（修補時裝砂漿用，最好每次裝1～2kg）；

小勺或小鏟（修補時灌注砂漿用）；

鐵鍬1把、薄鋼板1大塊100cm×200cm（在鋼板上拌和砂漿）或用容器和攪拌機進行攪拌；

人工拌和時，每把鐵鍬和薄鋼板為一個施工小組，拌料人員可以是1～2人，配備4～6人進行修補。

②水灰比選定。

根據施工時的氣溫、溫度、濕度差異，同時為了保證所拌和的修補砂漿的流動度，固化速度，選定水灰比為0.28：1。

③水稱量。

修補砂漿料對水的質量要求較高，需達到飲用水的標準，砂漿、水稱量精確至1g，修補砂漿為1kg包裝，每袋砂漿用水量是0.28kg。

3.4.2.2 砂漿拌和

將6袋砂漿（1kg/袋）倒入鐵托盤內，邊拌和邊加水，加完所有的水后繼續拌和3～5分鐘。攪拌均勻后方由負責修補的人員領料進行修補。

3.4.2.3 修補施工

①將攪拌好新型高效能修補劑倒入裂縫，因它具有優異的流動性，其會自動灌縫，待新型高效能修補砂漿不再下滲，略超出軌枕表面時，停止修補砂漿的倒入。10min后，將表面處理平整光滑。②修補過程中如果感覺感覺砂漿變稠，可適當再次攪拌，修補劑可恢復初始狀態。因其為速凝型產品，所以攪拌好的修補劑須在15min內用完，初凝后（已無施工性），請勿繼續使用，清理后，應用新料重新攪拌，再次施工。

3.4.2.4 養護及驗收

在修補劑砂漿達到使用強度后方可通車，并檢驗修補效果。

3.5 工藝優點

新型修補劑由無機和有機材料復合而成，主要優點：

①早強、高強、微膨脹、無毒無害、環保；

②該修補劑加水拌和即可使用，可調整性強，操作簡單，施工方便快捷；

③對天氣，溫度以及環境不敏感。

新型修補砂漿是在水泥、砂合理級配下，加入多種特種添加劑復配而成，主要優點：

①固化快、強度高，施工周期短，半小時即可通車，兩小時抗壓強度達到40MPa以上，終端強度可達90MPa以上，遠高于混凝土軌枕的強度，如表1所示。

②配方中加入了滲透結晶材料，與混凝土界面結合牢固，有效防止發生二次裂縫。

③單組分配方，加水拌和即可使用，對施工人員的要求低。

④根據不同的溫度、使用條件做相應的調整，適應性強。

⑤具有一定的自我修復能力，耐久性好。

3.6 試用效果

2015年3月16日至17日，采用新材料工藝對南同蒲線風陵渡站Ⅰ道損壞的628根軌枕進行了修補，具體情況如下。

材料和人工成本投入，如表2所示。

修補后強度技術指標，如表3所示。

4 結論

通過防治結合，特別是新材料新工藝的應用，能夠很好地解決混凝土軌枕在加工、運輸和使用過程中產生的裂紋、傷損病害，滿足鐵路安全運輸生產需要，有效延長混凝土軌枕的使用壽命，降低養護成本，對混凝土軌枕的使用養護及管理均具有較大的現實意義。

【參考文獻】

【1】沈衛忠.鋼筋混凝土結構裂縫的預防與修補[J].城市建設理論研究，2012（18）：156-157.