无砟轨道裂缝修复施工工艺分析.doc

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1、无砟轨道裂缝修复施工工艺分析摘要：无砟轨道混凝土裂缝的主要呈现形式有轨枕端部“八”字裂缝、道床横向非贯通裂缝与贯通裂缝、支承层假缝处的道床反射裂缝和支承层非假缝处横向裂缝。其中，混凝土配合比、现场施工工艺、外部环境是无砟轨道产生裂缝的主要原因；应用HM系列无砟轨道裂缝修复材料对裂缝进行修复，取得了良好效果。关键词：城市轨道交通；无砟轨道；裂缝；修复材料；修复工艺无砟轨道由于具有整体性好、施工流程简单、对不同下部基础（桥梁、隧道、地基）适应性强等优势，在我国城市轨道交通建设过程中得到了广泛应用，其主要结构形式如图1

2、所示。无砟轨道结构在施工完成后会产生大量混凝土裂缝，裂缝的主要分布形式有轨枕端部“八”字裂缝、道床横向非贯通裂缝与贯通裂缝和支承层假缝处的道床反射裂缝、支承层非假缝处的横向裂缝，如图2所示。无砟轨道混凝土裂缝在外部环境如雨水的侵蚀下，不仅会导致混凝土性能逐渐向内部劣化，使钢筋发生锈蚀膨胀加速裂缝的进一步发展，而且线路开通运营后，在列车动荷载作用下轨枕周边裂缝逐渐扩张使轨枕产生晃动，从而影响列车的运行品质，甚至带来行车安全隐患。因此，亟需分析总结出城市轨道交通无砟轨道出现裂缝的原因，针对不同位置的裂缝采用不同的修复

3、材料和修复工艺开展整治施工。1原因分析4学海无涯通过调研无砟轨道施工现场和相关施工记录，并查阅相关资料文献得出，无砟轨道施工结束后产生裂缝的原因主要有3个：混凝土配合比、现场施工工艺及外部环境。1.1混凝土配合比。混凝土主要由胶凝材料、粗骨料、细骨料、外加剂等材料组成。大体积混凝土由于在浇筑时会产生大量水化热，轨道结构边缘直接与大气环境接触，其热量交换速率较快，此时轨道结构混凝土内部受热膨胀而表层降温收缩，因此导致其内部产生微裂纹等缺陷和表面产生裂缝。1.2现场施工工艺。（1）无砟轨道道床混凝土是采用轨排支架法现

4、场浇筑施工，若在道床混凝土浇筑前双块式轨枕底面和四周清理不彻底，润湿程度不够，会导致新旧混凝土粘接强度偏低。由于混凝土在凝固过程中会发生塑性变形，因此在新旧混凝土界面处发生界面破坏，进而形成轨枕周边离缝和“八”字裂缝。（2）混凝土的入模温度偏高会增加其自身在凝固过程中的塑性变形，泵送混凝土还会导致道床混凝土后期的干缩形变量增大，而道床混凝土干缩形变量过大最终会导致在道床薄弱位置处产生裂缝。（3）道床两侧的混凝土是通过振捣棒振捣施工的，若在这个过程中振捣顺序和振捣方式不当，混凝土极易发生离析现象，即混凝土中的粗骨料

5、下沉，表面混凝土胶凝物质含量偏高，导致道床表面混凝土收缩变形较大而产生裂缝。（4）道床混凝土在浇筑完成后需采取妥善的保湿养生处理方式，即混凝土在凝固过程中还需要经常洒水确保其表面湿润状态，并且使用土工布和塑料薄膜双重覆盖，以减少水分散失和隔离太阳辐射。为防止大风将表面覆盖物吹走，还要使用方木等重物压住其边角位置。（5）在道床混凝土浇筑完成但其自身还未达到一定强度时，为了防止双块式轨枕下沉和偏离设计几何形位，需用轨排支架和工具轨对其进行临时固定。由于轨排支架和工具轨的热膨胀系数与混凝土的热膨胀系数不同，因此在日温度

6、升降荷载作用下，二者的温度变形不协调。若在道床混凝土初凝后未及时拧松工具轨的扣件螺栓，混凝土和工具轨的温度不协调变形会导致双块式轨枕侧面出现离缝和“八”字裂缝，且轨枕侧面离缝以轨道板中点为对称轴呈对称分布。现场观测到轨枕侧面离缝的宽度由工具轨端部向工具轨中点逐渐减小。1.3外部环境。（1）由于无砟轨道支承层在浇筑完成达到一定强度后便作为施工运输通道使用，因此在长期的车辆荷载作用下，支承层会产生许多裂缝，在一定程度上削弱了其整体性。（2）温度荷载是无砟轨道的重要设计荷载之一，降温荷载作用下道床混凝土将在薄弱位置处产

7、生裂缝或内部伤损，同时还将在支承层上裂缝的对应位置产生反射裂缝。2修复要求和现状4学海无涯目前，关于城市轨道交通无砟轨道裂缝维修暂无参考标准，因此本研究依据TG/GW115-2012《高速铁路无砟轨道线路维修规则（试行）》相关规定和现场裂缝实际情况，采取以下修复方法：（1）对于宽度≤0.2mm的裂缝，采用“表面封闭法”进行整治；（2）对于宽度>0.2mm的裂缝，采用“裂缝内部注柔性浆液+表面封闭法”；（3）对于轨枕周边离缝或裂缝，采用“裂缝内部注加固浆液+表面封闭法”。其中，表面封闭材料的主要功能是防止水汽、腐蚀

8、性介质进入混凝土内部导致其耐久性下降；柔性浆液的主要功能是对混凝土裂缝内部进行填充封闭且适应混凝土的伸缩形变；加固浆液的主要功能是将裂缝处的混凝土牢固地结合在一起，形成一个整体。在无砟轨道先导段道床混凝土裂缝修复项目中，邀请了多家无砟轨道病害治理单位到现场开展试验段，经过3个月的现场检验，大部分单位出现了不同程度的修复失效现象，如表面封闭材料主要存在自身开裂、粘接失效、边