高铁防水封闭层沥青混凝土冻融损伤演化模型

为研究高速铁路防水封闭层用沥青混凝土(简称铁路沥青混凝土)的冻融损伤演化,制备了选用不同沥青和不同目标级配的4种聚合物复合改性铁路沥青混凝土,分析重复冻融循环作用下多温域宏观力学性能的劣化规律.构建针对冻融损伤演化模型,并对反复冻融循环作用下的损伤度进行计算.研究发现:4种铁路沥青混凝土在10次冻融循环作用后,各项力学性能指标的残留率均在80%以上;低温断裂能指标对冻融循环次数的增加最为敏感,更能及时反映铁路沥青混凝土的力学性能劣化;基于统计可靠度理论构建的铁路沥青混凝土冻融损伤演化模型的拟合优度值均接近0.99.

冻融作用下高速铁路路基沥青混凝土防水封闭结构疲劳寿命预测模型

以高速铁路路基沥青混凝土防水封闭结构为研究对象,考虑季节性冻土地区的气象条件设计了疲劳试验和冻融循环试验,研究冻融循环作用对其疲劳特性参数演变规律的影响。结合平稳值与冻融循环周期的作用规律,提出了高速铁路路基沥青混凝土防水封闭结构在冻融循环作用下的疲劳寿命预测模型,并利用疲劳极限临界点的平均值对此疲劳寿命预测模型进行了可靠性验证。结果表明:沥青混凝土耗散能变化率与加载次数曲线在冻融前后呈现三个阶段;沥青混凝土防水封闭结构的疲劳寿命随冻融循环次数的增多而降低,且降低幅度越来越大,其抗疲劳性能受到显著损伤;经验证,高速铁路路基沥青混凝土防水封闭结构疲劳寿命预测模型准确、可靠。

北斗-INS普速铁路精测精捣方法及应用

既有普速铁路轨道精测精捣作业天窗时间点短,对作业效率要求高,作业效果直接影响轨道质量和乘客舒适度。利用大型养路机械自带的测量系统边测量边捣固整治效果较差,仅能够控制线路的大体不平顺性。采用相对轨检仪测量数据指导大型养路机械进行数字化捣固,捣固效果得到提升,但仍无法控制绝对线形和长波不平顺。本文对北斗-惯性导航系统(INS)普速铁路精测精捣方法进行了阐述,并使用北斗-INS轨道几何状态测量仪对实际线路进行了测量,通过北斗数据处理、组合导航融合解算和轨道线形拟合优化,得到了能够用于指导大型养路机械数字化捣固的起道量和拨道量。精测精捣实际作业完成后,对轨道静态TQI改善情况进行了统计分析,结果表明北斗-INS普速铁路精测精捣方法作业效率高且改善轨道质量效果显著。

不同约束条件下普速铁路平面线形重构效果对比分析

针对普速铁路平面线形重构设计问题,结合相关规范要求系统梳理了平面线形参数限制因素。在此基础上,以整体平面调整量平方和最小为平面线形重构设计目标函数,提出了无约束、原始台账约束和多参数约束条件下的平面线形重构原则,并结合实测数据对比分析了不同约束条件下平面调整量、曲线参数和行车安全性的差异。结果表明:采用多参数约束条件所得平面线形既可达到现场工程量较小,又可满足曲线半径、缓和曲线长度和行车安全性要求,其重构设计结果最优。建议在普速铁路数字化捣固方案设计时,采用多参数约束条件对平面线形进行重构设计,结合现场实际和相关规范要求对曲线半径和缓和曲线长度进行适当调整。

无砟轨道混凝土道床板多重防裂措施应用研究

无砟轨道道床板开裂已成为高速铁路建设和运营过程中经常遇到的问题。针对无砟轨道道床板现浇混凝土容易开裂的现状,结合工程实例,采取内掺养护材料、外喷高效养护剂的"内部抗裂、外部防裂"双重裂控技术,并配合新型保湿养护膜的附加防裂措施。实践证明,该方法有效解决了道床板混凝土的开裂问题,提升了无砟轨道道床板施工质量,可供同类工程借鉴。

CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板与宽接缝界面开裂研究

针对板式无砟轨道轨道板与宽接缝界面开裂进行了调研,分析了开裂的特征、成因及其危害,并提出改进措施。结果表明：轨道板与宽接缝界面开裂宽度半数以上介于0.2-0.5 mm,实测最大宽度为1.7 mm;开裂与混凝土轨道板温差变形、干缩变形密切相关,理论计算裂缝宽度为1.64 mm。界面开裂后渗水将导致水泥沥青砂浆垫层出现唧浆、粉化等现象,采取预设凹槽及柔性嵌缝材料灌缝的技术措施可解决此问题。

骨料含水率在线检测系统开发与应用

针对混凝土骨料含水率波动频繁,常规取样检测频率低、时效差的突出问题,提出了基于微波测湿原理的骨料含水率在线检测技术。介绍了微波法测量含水率的工作原理与方法,研究了含水率传感器的基本结构,开发了含水率在线检测系统。经测试表明,该系统具有良好的稳定性和精确度,作业高效,可提高混凝土生产质量控制水平。

复合激发剂制备硅铝质胶凝材料研究

采用复合固体激发剂激发矿渣、粉煤灰的潜在水硬活性,研究了制备多组分硅铝质胶凝材料的方法和技术路线。研究结果表明,将复合激发剂、矿渣粉和粉煤灰及活性粉末按比例混磨,制备得到的胶凝材料28d强度达到45.0MPa以上,凝结时间正常,其主要性能相当于P.O42.5级水泥。同时,该种胶凝材料生产成本较低、质量稳定,是一种环境友好型胶凝材料。

CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆充填层气泡成因分析及预防措施

针对CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆充填层容易存在气泡的问题,从原材料品质、砂浆性能、施工工艺、质量控制等方面分析了其产生的主要原因,提出了预防气泡产生的具体措施。

高速铁路路基沉降病害成因分析及对策

路基沉降治理是采用路基通过技术修建的高速铁路运营面临的主要工务难题。受天窗时间长度的限制,注浆加固成为目前治理路基沉降的首选方法。本文探讨了传统水泥注浆加固路基存在的主要问题,自主研发了低黏度的改性高聚物注浆材料作为高铁路基加固材料,并采用该材料进行了注浆加固路基试验。结果表明：结石体变形模量为160~190 MPa,可与处于同一数量级的填土实现匀刚度协同工作。

复合桥面铺装混凝土早期裂缝成因分析与预防措施

针对复合桥面铺装中混凝土早期开裂的常见病害,从铺装层混凝土干燥收缩变形的影响因素和约束类型分析了裂缝的形成原因。开展了不同胶凝材料用量和不同养护方式下混凝土塑性和硬化收缩变形性能研究,并从结构措施、混凝土材料和施工工艺等方面提出了减少收缩变形和改善约束的技术措施。

铁路轨道板垫层材料的选用分析研究

轨道板垫层材料的选用是无砟轨道技术争论的焦点之一。介绍了垫层在无砟轨道中的充填安装孔隙及传递荷载的作用以及自流平材料的历史发展和现状,从材料组成上分析了四种自流平材料的共同点和本质区别。指出日本CA砂浆以及德国BZ砂浆技术代表了一定时期的先进性,并指出其历史发展的局限性;PMC砂浆和SC混凝土具有较好的综合性能。提出施工便利、强度适宜、耐久性优良及充分考虑经济环保性的垫层材料选用原则。

重庆菜园坝长江大桥Y型刚构高性能混凝土试验研究

重庆菜园坝长江大桥主桥采用C60高性能预应力钢筋混凝土Y型刚构。该Y型刚构为变截面结构,配筋密集,混凝土强度等级高、体积大、输送距离长。为满足设计和施工要求,试验采用重庆地方产原材料,进行Y型刚构混凝土配合比设计和优化,提出了推荐用于现场施工的配合比参数。

西部铁路大体积混凝土防裂技术研究

我国西部地区具有大温差和大风速的环境特点,为了比较分析温差和风速对大体积混凝土抗裂性的影响,采用数值模拟技术量化计算了混凝土的温度和应力分布。结果表明,大温差和大风速条件下,混凝土具有较高的内外温度梯度和拉应力,特别是具有较高的早龄期拉应力,这是大体积混凝土开裂的主要原因,混凝土带模养护期间的保温和保湿养护是预防混凝土开裂的主要措施。进一步研究表明,采用保温养护技术可显著降低混凝土的内外温度梯度,采用透水无纺布衬里模板技术和预吸水组分内养护技术可有效延长混凝土湿养护时间,是现阶段降低大体积混凝土开裂风险的主要措施。

Z比分数在混凝土配制强度试验验证中的应用

对混凝土配制强度进行多方验证,既是混凝土质量控制的常用手段,也是建设管理的重要环节。长期以来,由于缺乏对多方验证检测结果进行科学评价的依据,常常引发对验证处置结果的争论。本文以某高速公路建设中3个施工单位实验室和3个监理单位实验室对相同的2个混凝土配合比进行验证的强度检测结果为依据,采用稳健Z比分数的方法,对强度检测结果进行统计分析。依据统计得出的实验室间的Z比分数ZB和实验室内Z比分数ZW,分别对施工单位和监理单位实验室的检测能力做出评价,并对评价结果为不满意或存疑的实验室提出处置建议。

温度对聚氨酯固化材料力学性能的影响

为探究不同温度下聚氨酯固化道床的适应性,研究了温度对聚氨酯固化材料拉伸性能、黏结性能和动态力学性能的影响。结果表明,在-60~70℃内,随着环境温度的降低,聚氨酯固化材料的拉伸模量、拉伸强度和黏结强度均逐渐增加,变形性能先增加后降低,且固化材料的黏结强度破坏均为内聚破坏;在-50℃左右,聚氨酯固化材料发生了玻璃化转变,当温度接近玻璃化转变温度时,固化材料的损耗因子较高,变形性能较好;随着聚醚多元醇相对分子质量的增加,聚氨酯固化材料的玻璃化转变温度降低,低温下聚氨酯固化材料的拉伸性能变化率越小;聚氨酯固化材料的性能能够满足不同温度下的使用需求,当在低温环境下服役的聚氨酯应优先选用相对分子质量较高的聚醚多元醇。

高速铁路路基沥青混凝土防水封闭层技术综述

沥青混凝土防水封闭层作为一种新型高速铁路路基防水封闭层,近年来得到铁路工程界的广泛关注。本文简要介绍了沥青混凝土防水封闭层在国内外的研究与应用情况,总结了沥青混凝土防水封闭层的技术特点和优势。结合我国高速铁路特点及运维需求,提出了全断面式和自密实型2种沥青混凝土防水封闭层技术方案,并对其技术特点、适用范围、防水效果、技术性能等进行了综述。

无砟轨道-沥青混凝土封闭层荷载传递特性分析

采用有限元软件建立不同类型无砟轨道-传统路基结构/沥青混凝土面路基结构体系仿真分析模型,通过京沈高速铁路现场实测数据对模型进行验证,对比分析了沥青混凝土层对无砟轨道-路基结构体系荷载传递规律的影响。结果表明:与传统路基结构对比,沥青混凝土面路基结构受力更优,且均具有较好的适应性;增设沥青混凝土层后,路基内荷载扩展范围增大了0.1~0.3 m,底座板边缘位置应力衰减速率增大一倍,沥青混凝土层具有良好的应力扩散作用;沥青混凝土层有利于改善路基结构受力,且不同类型无砟轨道中改善深度为1.2~2.3 m;无砟轨道-路基结构体系竖向应力随深度增加呈指数型减小,各结构层均存在应力突变现象,应注意疲劳损伤问题。

高速铁路无砟轨道路涵过渡段上拱整治

针对兰新客运专线K2450—K2460区段路涵过渡段路基上拱病害反复发生难以根治的情况,考虑工点施工条件,分别研究制定了上拱段桩板结构整治、暗挖落道整治两套方案。通过优化整治方案,细化施工注意事项,组织开展路基上拱整治实践,彻底整治了路涵过渡段上拱问题,恢复了无砟轨道平顺性,消除了高速铁路长期限速点。通过实践形成一套全路首创、彻底整治高速铁路无砟轨道路基上拱的技术和方法。

高速铁路路基填料掏挖试验及装备研究

为解决高速铁路路基填料造成的路基病害问题,本文提出掏挖换填病害区段路基填料的解决方案。首先搭建高速铁路轨道及路基试验段;其次研发掏挖路基填料特种工程设备;最后进行高速铁路路基填料掏挖试验。试验结果表明:所研制的特种工程掏挖设备可以实现对病害区段路基填料掏挖换填的目的,从而解决由路基填料或其他原因造成的路基病害问题。