高铁不同类型无砟轨道路基床板开裂成因及对策分析

摘要：分析不同类型无砟轨道路基道床板开裂现象，从轨道混凝土配方、施工及设计等各个方面对现浇混凝土道床板出现裂缝的原因进行了分析，同时，提出对双块式无砟轨道裂缝进行预防的具体措施，这对以后高铁无砟轨道的施工有很重要的作用。

关键词：无砟轨道 高铁 混凝土裂缝 道床板

中图分类号：U2 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）05-0292-01

在我国的高铁中，主要有两种无砟轨道，其中一种是双块式轨道，另一种则是板式轨道。高铁道床板的表面很容易有裂缝出现，同时也存在着施工质量及设计配筋方面的问题，这些都是造成裂缝贯穿其上下的原因。因为不均匀的施工捣固等，配筋出现错位或者大小不一，造成道床板出现内部有空隙、不密实、空洞以及钢筋异常等情况，最后形成道床板破裂、承载力太低以及道床板承载不均匀等不良后果。

一、高铁无砟轨道出现裂缝的原因

在对高铁无砟轨道进行施工的过程中，其道床板经常会有结构裂缝的出现，这些裂缝的产生容易造成道床板出现钢筋锈蚀的现象，钢筋如果被锈蚀，就会挤胀无砟轨道中的混凝土，这就导致裂缝扩张的更为严重，在绝缘节点中的卡子就会渐渐的失去其应有的作用，大大减低了其绝缘性能。此外，高铁的结构裂缝中如果出现渗水情况，会导致其下沉速度的加剧，下沉的数值增加剧烈，从而使得无砟轨道床板自身特有的承载能力和耐久性出现降低，对高铁在轨道中的安全行车产生严重的负面影响[1]。所以，从不同的角度对无砟轨道板开裂现象进行原因上的分析，积极做好无砟轨道床板开裂防治工作，使其无砟轨道的施工质量得以保证。

对高铁无砟轨道的路基基床出现结构性裂缝进行原因方面的分析，主要表现在五个方面：

1.不均匀的高铁混凝土材料致使无砟轨道裂缝的出现。高铁混凝土存在不均匀性，基本上指的是水与灰在分布上的比例存在不均匀的情况，混凝土骨料分布的不均匀直接导致其结构内部存在不均匀现象，这些情况都有可能造成无砟轨道道板出现裂缝的情况；

2.无砟轨道的结构设计存在问题。在新混凝土板与老混凝土板相连接的部位，其无砟轨道的轨枕角易形成各种收缩情况，而且无砟轨道混凝土在出现硬化之后，集中的角部应力会造成混凝土的拉伸与收缩，这就使裂缝出现加剧，而且时间越长，缝隙就会越大[2]。

3.无砟轨道在施工时的混凝土温度。在高铁中，后浇高铁无砟轨道混凝土后，在其进行硬化的过程中，常常会有很多水化热的产生，而且绝大多数的水化热都将在三日之内分解出来。特别是夏天，在其施工的过程中，如果没有运用行之有效的降温方法，那么高铁无砟轨道混凝土内部的温度就会高至66-71摄氏度，有的可能会更高，水化热现象将直接导致高铁内部温度急剧上升，然而，其混凝土的外部冷却非常迅速，这就形成非常大的内外温差值，不同程度的内部与外部热胀冷缩，使得混凝土的表面存在着很大的内外拉应力[3]。而当混凝土在硬化时的抗拉应力小于内外温度拉应力时，混凝土就很可能有裂缝的产生，混凝土裂缝一般情况下只出现于混凝土外部，或者沿着混凝土的长边进行张裂。

4.无砟轨道混凝土出现干缩现象。在其水泥浆进行蒸发的过程中，会导致混凝土构件的收缩与干燥。一般情况下，造成混凝土干缩的因素主要是不断变化着的水与水泥浆液引起其混凝土张裂程度及结果的不同，混凝土内部水分的湿度变化非常小，而表面的水分蒸发的比较快，混凝土出现大范围的收缩与变形，其内部的约束力造成外部非常大的拉应力，最终形成表面裂纹[4]。

5.混凝土收缩裂缝。在混凝土常常需要非常大的水泥量，如果对其不能及时的养护，就会直接造成由于混凝土外部收缩不均匀而形成的裂缝，尽管这种裂缝危害不是太明显，但是如果进行长时间的动荷载，混凝土膨胀现象就会非常明显。

二、对高铁无砟轨道基床板裂缝产生的防治措施及对策

在高铁无砟轨道混凝土的支承层中，要对其实施切缝的切削时间进行合理的选择，防治出现由于裂缝的规则而形成的混凝土上板裂缝[5]。此外，为对其支承层出现不规则收缩裂缝进行有效的预防，就要在普通的混凝土支承层抗压强度在2-3Pa或者混凝土凝结完成后的切割时，将混凝土的支承层与混凝土板的伸缩进行一个组别的伸缩缝，最合适的是5-6个为一个间隔，同时，在完成混凝土支承层的施工后，将其搁置一段时间，最好是两到三个月，再对其混凝土道床进行施工，这种情况下的效果比较明显。

在养护混凝土的措施方面，对其新的混凝土进行加固和维修，具体方法是对其进行适时的浇水与覆盖，使混凝土的外表状态是保持湿润，因为水份能够对混凝土中的固化剂加以保护，能够有效的避开眩光[6]。在对高铁无砟轨道的混凝土进行施工的过程，应该注意到，选择制造无砟轨道基床板的泥浆时，其内容效用应该尽量的小，而标签带水泥就没有做到这一点。在泵送的要求得到满足的条件下，高铁无砟轨道的混凝土塌落度要尽量要小；此外商品型的混凝土通常很难控制与掌握其搅拌的质量，因此不建议使用；对混凝土的结构进行设计上的优化，对其伸缩缝间的距离进行合理的设置；夏季，在对高铁进行施工的过程中，应该对混凝土的温度进行严格的控制，应该格外关注钢模板与混凝土的温度，同时还要对其降温措施予以合理的采用[7]。

三、总结

基于高铁无砟轨道在我国大量投入及使用期还不长，防治其裂缝产生的方法及裂缝检测的经验还比较少，各方面的工作都还处于初级阶段，所以在高铁无砟轨道路基道床板方面予以更多的关注与研究，以保证高铁能在长时间内正常运行。

参考文献：

[1]王其昌.高速铁路土木工程[M].成都：西南交通大学出版社，2009，12：78-79.

[2]刘振民，钱振地，张雷.双块式无砟轨道道床板混凝土裂缝的分析与防治[J].铁道建筑，2007（6）：99-101.

[3]聂志红.高速铁路轨道路基竖向动力响应研究[D].长沙： 中南大学，2005.

[4]李子春.轨道结构垂向荷载传递与路基附加动应力特性的研究[D]. 北京： 铁道科学研究院，2002，5：96-98.

[5]肖晓骥.客运专线土质路基无砟轨道动力特性研究[D].北京： 北京交通大学，2007：45-46.

[6]张格明.中高速条件下车线桥动力分析模型与轨道不平顺影响[D].北京： 铁道科学研究院，2011，5：97-99.