铁路用塑料轨枕与合成材料轨枕设计方法分析

轨枕是有砟轨道结构中重要的部件,目前轨枕材料主要是木材、钢材和混凝土。近年来,由于耐久性好、不易腐蚀、便于运输铺设等特性,塑料轨枕与合成材料轨枕在世界铁路领域逐渐得到发展和应用。目前尚无塑料轨枕与合成材料轨枕的设计规范,仅依据工程经验及相关技术指南来设计。本文总结梳理了不同材质轨枕的使用和设计情况,对比了不同材质轨枕的材料特性、伤损类型及伤损主要影响因素,重点分析了目前常用的容许应力法和极限状态法2种结构设计方法的特点。对比分析结果表明,极限状态设计法具有更大优势。建议利用该方法对塑料轨枕与合成材料轨枕开展标准设计和产品优化工作。

再生塑料复合轨枕的研究现状与发展方向

受限于原材料特性,现有再生塑料复合轨枕具有强度不足、道床阻力较低、线膨胀系数较大等明显缺陷,一定程度上阻碍了其普及应用。本文介绍了各国再生塑料复合轨枕的发展和现行规范,分析现存产品的主要缺陷,重点从材料和结构两方面探讨了再生塑料复合轨枕的多种性能优化设计和研究。材料方面主要包括基材改性和组分优化;结构方面可采用异形设计、长筋增强、胶合层压、设置纹理等方式。再生塑料复合轨枕在长期荷载下的性能演变规律和全生命周期的成本控制等问题仍待进一步研究。

铁路轨枕研究及应用进展

介绍了木轨枕、混凝土轨枕、钢轨枕、玻璃钢轨枕、橡胶轨枕、玻璃纤维增强聚氨酯泡沫（FFU）轨枕、玻璃纤维增强热塑性塑料轨枕的研究及发展情况,指出了玻璃钢夹芯轨枕优化方向,认为玻璃纤维或玄武岩纤维混凝土轨枕、FFU轨枕及玻璃纤维增强热塑性塑料轨枕在未来铁路发展上很有推广价值。

既有铁路木枕替代材料的研究现状及发展趋势

在世界各国铁路轨枕中木枕所占比例约为90%。木枕容易腐朽和开裂,使用寿命较短,不能满足车辆轴重日益增大、列车速度不断提高、运输量日益增长的需要,因此大量劣化和损伤的木枕需要更换,但是用于制作木枕的优质木材供应量却持续下降。采用杂酚油对木枕进行防腐处理不仅污染环境,而且有害职工健康,因此研究木枕的替代材料成为世界各国铁路部门的难题。尽管采用木材、混凝土、钢等普通材料制作轨枕还是主流,但是复合材料轨枕逐渐受到世界各国重视。本文首先介绍采用复合材料加固既有木枕的研究现状。其次重点介绍以长玻璃纤维增强为代表的玻璃纤维增强发泡聚氨酯合成轨枕和以短玻璃纤维或无玻璃纤维增强的回收塑料复合材料轨枕,并简单介绍了其他形式的复合材料轨枕。最后指出轨枕的抗弯曲和剪切性能、握钉能力、黏结层的强度、耐久性、寿命周期成本是今后复合材料轨枕的研究重点。