CN115557749A - 一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板，包括面层和底层；其中，所述面层为混杂纤维增强混凝土层，所述底层为普通混凝土层；所述混杂纤维增强混凝土层含有微观耗能组分、限制收缩组分和强度激发组分，所述微观耗能组分包括弹性骨料、混杂纤维和纳米晶须；所述普通混凝土含有强度激发组分；所述复合轨道板根据层状结构变形一致原理进行层高设计，并通过层间锯齿形结构相互嵌入形成一体化结构，实现两层混凝土在弯曲荷载作用下的协同变形；所述混凝土复合轨道板依靠强度激发组分和胶凝材料自发热实现轨道板的免蒸养。本发明复合轨道板兼具优异的抗疲劳性能和耐久性能，在更高时速、更长寿命及更严酷服役环境下具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于高速铁路建造技术领域，具体涉及一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板的制备方法及应用。
背景技术
无砟轨道是承担和传递列车荷载的关键部位，时速大于250km/h的高速铁路绝大部分都采用无砟轨道结构形式；板式无砟轨道结构主要由钢轨及扣件、轨道板、充填层、底座等部分组成，具有纵向超长、竖向多层的结构特征。其中，轨道板混凝土强度等级大于C50，且采用工厂预制化工艺生产，通常具有较好的抗裂性能和耐久性能。然而，当无砟轨道出现短程不平顺时，轨道板承受的动荷载频率和荷载幅值迅速增加，轨道板加速破坏，严重影响了轨道结构的平稳性和行车安全。根据行业标准TB 10621《高速铁路设计规范》的要求，无砟轨道主体结构的设计使用年限为60年，远低于桥梁、隧道、现浇道床板100年的设计使用年限要求，其主要原因之一就是无砟轨道承受列车周期性动荷载作用。同时，列车对轨道板的周期性冲击和疲劳荷载作用与列车运行速度有关，为满足更长寿命(100年)及更高时速(400km/h)的高速铁路建设需求，亟需研发抗疲劳性能更优的轨道板。
经过二十余年的发展，研发了CRTS I型、II型、III型板式无砟轨道混凝土轨道板。铁道标准TB/T 3398-2015、TB/T 3399-2015、中国铁路总公司企业标准Q/CR 567-2017分别规定了CRTS I型、II型、III型轨道板的技术要求，据此生产的轨道板在我国高速铁路建设中得到了广泛的应用，但在更高时速的高速铁路中应用时可能存在抗裂性能与抗疲劳性能不足的问题。
同时，现有的无砟轨道混凝土轨道板主要通过蒸气养护的方式进行生产，在消耗大量能源的同时还容易对轨道板造成热损伤，不利于轨道板的长期耐久性。
专利一种3D打印的复合型混凝土轨道板及其预制方法(CN201711234587.2)提出了以3D打印技术制备的包括芯层、加强层和加强框的新型轨道板，但该方案制备的轨道板内部无预应力钢筋，混凝土轨道板在列车荷载作用下容易开裂。
专利板式无砟轨道(CN202021559243.6)中轨道板包含第一混凝土层和第二混凝土层，其中第一、第二混凝土层分别为普通混凝土、超高性能混凝土，且第二混凝土层厚度为30-50mm，但两层混凝土之间无增强措施，在外荷载作用下轨道板内两层混凝土容易发生层间脱空。
专利一种复合型轨道板(CN201922369901.9)提出了支撑钢板、限位钢框和硬质橡胶板组成的复合型轨道板，但钢框的存在对轨道板的绝缘性能产生不利影响，且服役环境下限位钢框存在腐蚀风险，实际应用难度较大。
专利一种减振无砟轨道板(CN201710489447.3)采用橡胶混凝土作为轨道板混凝土材料，降低了纵向振动加速度，但轨道板的抗疲劳性能无明显提升作用。
由上可以看出，目前虽然已有不同种类、不同工艺生产的无砟轨道混凝土轨道板，但尚缺乏性能优良、施工简单、成本可控、能满足更高时速需求的板式无砟轨道混凝土轨道板。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板及其制备方法与应用，本发明轨道板面层为高延性低收缩混杂纤维增强混凝土，底层为普通混凝土，轨道板整体外观尺寸与CRTS III型板式无砟轨道混凝土轨道板一致，复合轨道板在满足自身力学性能要求的同时兼具优异的动态抗疲劳性能和静态耐久性能，特别适用于更高时速、更长寿命及更严酷服役环境高速铁路建设。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板，包括面层和底层；
其中，所述面层为混杂纤维增强混凝土层，所述底层为普通混凝土层；
所述混杂纤维增强混凝土层含有微观耗能组分、限制收缩组分和强度激发组分，所述微观耗能组分包括弹性骨料、混杂纤维和纳米晶须；
所述普通混凝土层中含有强度激发组分。
优选的，所述弹性骨料的添加量为所述面层混凝土体积的3％-5％，所述混杂纤维体的添加量为所述面层混凝土体积的1.5％-2.5％，所述纳米晶须的添加量为所述面层混凝土中胶凝材料质量的2％-5％。
优选的，所述弹性骨料包括橡胶颗粒和/或塑料颗粒；所述混杂纤维为质量比1：1-3的聚乙烯醇纤维和耐碱玻璃纤维混合物；所述纳米晶须为碳酸钙晶须。
优选的，所述限制性收缩组分为偏高岭土，添加量为所述面层混凝土中胶凝材料质量的10％-30％。
优选的，所述强度激发组分为纳米C-S-H-PCE，添加量为所述面层混凝土每立方米掺入30-50kg，所述底层混凝土每立方米掺入10-30kg。
优选的，所述普通混凝土层中的粗骨料最大粒径不大于35mm。
优选的，所述面层和所述底层的层高设计原理为：
所述面层的弹性模量为E1，所述底层的弹性模量为E2(E1小于E2)，轨道板厚度为2h，则中性层向弹性模量较小的一层偏移量e为：
所述面层高h1和所述底层高h2分别为：
优选的，所述面层和所述底层通过锯齿形结构相互嵌入连接。
优选的，所述锯齿形的单元长度与轨道板长度一致；所述锯齿形的单元宽度和深度均大于所述底层的粗骨料最大粒径的1.5倍，且小于50mm。
上述所述一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板的制备方法，包括以下具体步骤：
(1)在预制模板内浇筑面层混杂纤维增强混凝土，振捣密实；
(2)待所述混杂纤维增强混凝土初凝后拆除顶部锯齿形结构模板，搭建普通混凝土模板，立即浇筑底层普通混凝土，振捣作用下两种混凝土互相渗透形成一体化结构；
(3)采用纤维布覆盖步骤(2)得到的所述混凝土，养护后即得一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板。
上述所述的一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板或上述所述的制备方法制备的一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板在高速铁路中的应用
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明根据复合轨道板变形一致原理设计了混凝土层高，面层高延性低收缩混杂纤维增强混凝土与底层普通混凝土通过层间相互嵌入并在振动作用下相互渗透形成一体化结构，实现了两层混凝土在弯曲荷载作用下的协同变形；
(2)本发明轨道板面层的高延性低收缩混杂纤维增强混凝土包含微观耗能组分、限制收缩组分和强度激发组分，具有较好的抗疲劳性能，底层为普通混凝土，具有较高的抗变形能力；
(3)本发明以具有减水效应的纳米材料作为强度激发组分，同时借助胶凝材料自发热效应，实现了轨道板的免蒸养；
(4)本发明通过优化生产工艺，实现了复合结构混凝土轨道板整体施工质量的精细化控制；
(5)本发明基于协同变形的免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板兼具优异的抗疲劳性能和耐久性能，在更高时速、更长寿命及更严酷服役环境下具有广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例制备的无砟轨道混凝土复合轨道板的主视图；
图2是本发明实施例制备的无砟轨道混凝土复合轨道板的左视图；
其中，1：面层；2：底层；h1：面层厚度；h2：底层厚度；a：锯齿形结构宽度；b：锯齿形结构高度。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和2，本发明提供了一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板，包括面层1和底层2；
其中，面层为混杂纤维增强混凝土层，底层为普通混凝土层；
混杂纤维增强混凝土层包括微观耗能组分、限制收缩组分和强度激发组分，微观耗能组分包括弹性骨料、混杂纤维和纳米晶须；
普通混凝土层中含有强度激发组分；
进一步的，弹性骨料的添加量为面层混凝土体积的3％-5％，混杂纤维体的添加量为面层混凝土体积的1.5％-2.5％，纳米晶须的添加量为面层混凝土中胶凝材料质量的2％-5％；
进一步的，混杂纤维增强混凝土层弹性骨料包括橡胶颗粒和/或塑料颗粒；混杂纤维为质量比1：1-3的聚乙烯醇纤维和耐碱玻璃纤维混合物；纳米晶须为碳酸钙晶须；
进一步的，混杂纤维增强混凝土层限制收缩组分为偏高岭土，添加量为所述面层混凝土中胶凝材料质量的10％-30％；强度激发组分为纳米C-S-H-PCE，添加量为所述面层混凝土每立方米掺入30-50kg；
进一步的，普通混凝土层中的粗骨料最大粒径不大于35mm；
进一步的，强度激发组分为纳米C-S-H-PCE，添加量为所述底层混凝土每立方米掺入10-30kg；
进一步的，面层和底层的层高设计原理为：
面层的弹性模量为E1，底层的弹性模量为E2(E1小于E2)，轨道板厚度为2h，则中性层向弹性模量较小的一层偏移量e为：
面层高h1和底层高h2分别为：
进一步的，面层和底层通过锯齿形结构相互嵌入连接；
进一步的，锯齿形的单元长度与轨道板长度一致；锯齿形的单元宽度a和深度b均大于底层的粗骨料最大粒径的1.5倍，且小于50mm；
实施例1
一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板的制备方法，实现方法包括如下步骤：
(1)原材料及混凝土配合比：
水泥：符合GB/175-2007要求的北京金隅P·O 42.5水泥；
粉煤灰：元宝山电厂生产的符合GB/T 1596-2017要求的I级粉煤灰；
矿渣粉：唐山唐龙新型建材有限公司生产的符合GB/T 18046-2017要求的S95级矿渣粉；
偏高岭土：过200目的偏高岭土；
橡胶颗粒：过100目的废旧轮胎橡胶粉；
塑料颗粒：过200目的PVC塑料颗粒；
聚乙烯醇纤维：上海影佳实业发展有限公司生产的直径39μm、长度为12mm的聚乙烯醇纤维；
玻璃纤维：山东恒泰新材料科技有限公司生产的直径14μm、长度12mm的玻璃纤维；
碳酸钙晶须：灵寿县土运矿产品加工厂生产的直径10μm的碳酸钙晶须；
机制砂：细度模数为2.8的石灰岩机制砂；
小石子：5-10mm的石灰岩碎石；
大石子：10-20mm的石灰岩碎石；
水：普通自来水；
C-S-H-PCE：江苏苏博特新材料股份有限公司生产的纳米C-S-H-PCE，固含量12％；
聚羧酸减水剂：江苏苏博特新材料股份有限公司生产的固含量40％、减水率30％的聚羧酸减水剂；
面层混杂纤维增强混凝土和底层普通混凝土配合比如表1所示。
表1面层和底层混凝土原材料配比
| 种类 | 面层 | 底层 |
| 水泥(kg/m<sup>3</sup>) | 500 | 330 |
| 粉煤灰(kg/m<sup>3</sup>) | 300 | 44 |
| 矿渣粉(kg/m<sup>3</sup>) | 0 | 66 |
| 偏高岭土(kg/m<sup>3</sup>) | 220 | 0 |
| 橡胶颗粒(L/m<sup>3</sup>) | 30 | 0 |
| 塑料颗粒(L/m<sup>3</sup>) | 0 | 0 |
| 聚乙烯醇纤维(L/m<sup>3</sup>) | 5 | 0 |
| 玻璃纤维(L/m<sup>3</sup>) | 10 | 0 |
| 碳酸钙晶须(kg/m<sup>3</sup>) | 50 | 0 |
| 机制砂(kg/m<sup>3</sup>) | 445 | 676 |
| 小石子(kg/m<sup>3</sup>) | 0 | 345 |
| 大石子(kg/m<sup>3</sup>) | 0 | 806 |
| 水(kg/m<sup>3</sup>) | 350 | 128 |
| C-S-H-PCE(kg/m<sup>3</sup>) | 30 | 10 |
| 聚羧酸减水剂(kg/m<sup>3</sup>) | 3 | 3.5 |
(2)按照常规工艺搅拌面层混杂纤维增强混凝土，在预制模板内浇筑面层混杂纤维增强混凝土，振捣密实，浇筑高度h1为96mm、h2为94mm，锯齿形结构单元宽度a、高度b均为20mm，待面层混凝土初凝后拆除顶部锯齿形结构模板，搭建普通混凝土模板；立即浇筑搅拌均匀的普通混凝土，使用振捣设备将普通混凝土填充于混杂纤维增强混凝土锯齿形结构及模板中，依靠机械振动实现两层混凝土相互渗透形成一体化结构；测得混杂纤维增强混凝土24h抗压强度为31.9MPa，强度等级为C45，弹性模量36.3GPa，28d单轴抗拉拉伸最大应变为2.3％，混凝土试件在应力水平为0.6的三点弯曲疲劳荷载作用520万次后出现第一条可见裂纹；测得普通混凝土24h抗压强度为46.2MPa；
(3)以硅酸铝陶瓷纤维布覆盖混凝土表层，依靠胶凝材料自发热促进轨道板早期强度发展，实现轨道板免蒸养，养护21d时，普通混凝土试块抗压强度达到61.7MPa，弹性模量达到38.8GPa，放张预应力钢筋并拆模；然后进行封锚作业处理，采用干硬性封锚砂浆进行分层填充，振捣密实，将复合轨道板置于水中养护，直至28d龄期，即得一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板。
参照TB/T 3399测试复合轨道板疲劳性能，经200万次三点弯曲疲劳荷载后，测得有荷状态下裂纹宽度0.07mm，卸载后残余裂纹宽度为0.02mm，复合轨道板层间未脱空，经评估，该免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板具有优异的抗疲劳性能。
实施例2
一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板的制备方法，实现方法包括如下步骤：
(1)原材料及混凝土配合比：
水泥：符合GB/175-2007要求的北京金隅P·O 42.5水泥；
粉煤灰：元宝山电厂生产的符合GB/T 1596-2017要求的I级粉煤灰；
矿渣粉：唐山唐龙新型建材有限公司生产的符合GB/T 18046-2017要求的S95级矿渣粉；
偏高岭土：过200目的偏高岭土；
橡胶颗粒：过100目的废旧轮胎橡胶粉；
塑料颗粒：过200目的PVC塑料颗粒；
聚乙烯醇纤维：上海影佳实业发展有限公司生产的直径39μm、长度为12mm的聚乙烯醇纤维；
玻璃纤维：山东恒泰新材料科技有限公司生产的直径14μm、长度12mm的玻璃纤维；
碳酸钙晶须：灵寿县土运矿产品加工厂生产的直径10μm的碳酸钙晶须；
机制砂：细度模数为2.8的石灰岩机制砂；
小石子：5-10mm的石灰岩碎石；
大石子：10-25mm的石灰岩碎石；
水：普通自来水；
C-S-H-PCE：江苏苏博特新材料股份有限公司生产的纳米C-S-H-PCE，固含量12％；
聚羧酸减水剂：江苏苏博特新材料股份有限公司生产的固含量40％、减水率30％的聚羧酸减水剂；
面层混杂纤维增强混凝土和底层普通混凝土配合比如表2所示。
表2面层和底层混凝土原材料配比
| 种类 | 面层 | 底层 |
| 水泥(kg/m<sup>3</sup>) | 500 | 345 |
| 粉煤灰(kg/m<sup>3</sup>) | 300 | 46 |
| 矿渣粉(kg/m<sup>3</sup>) | 0 | 69 |
| 偏高岭土(kg/m<sup>3</sup>) | 150 | 0 |
| 橡胶颗粒(L/m<sup>3</sup>) | 20 | 0 |
| 塑料颗粒(L/m<sup>3</sup>) | 20 | 0 |
| 聚乙烯醇纤维(L/m<sup>3</sup>) | 5 | 0 |
| 玻璃纤维(L/m<sup>3</sup>) | 15 | 0 |
| 碳酸钙晶须(kg/m<sup>3</sup>) | 75 | 0 |
| 机制砂(kg/m<sup>3</sup>) | 445 | 660 |
| 小石子(kg/m<sup>3</sup>) | 0 | 352 |
| 大石子(kg/m<sup>3</sup>) | 0 | 822 |
| 水(kg/m<sup>3</sup>) | 335 | 136 |
| C-S-H-PCE(kg/m<sup>3</sup>) | 45 | 20 |
| 聚羧酸减水剂(kg/m<sup>3</sup>) | 3 | 3.2 |
(2)按照常规工艺搅拌面层混杂纤维增强混凝土，在预制模板内浇筑面层混杂纤维增强混凝土，振捣密实，浇筑高度h1为98mm、h2为92mm，锯齿形结构单元宽度a、高度b均为30mm，待面层混凝土初凝后拆除顶部锯齿形结构模板，搭建普通混凝土模板；立即浇筑搅拌均匀的普通混凝土，使用振捣设备将普通混凝土填充于混杂纤维增强混凝土锯齿形结构及模板中，依靠机械振动实现两层混凝土相互渗透形成一体化结构；测得面层混杂纤维增强混凝土24h抗压强度为34.9MPa，强度等级为C45，弹性模量35.8GPa，28d单轴抗拉拉伸最大应变为3.3％，混凝土试件在应力水平为0.6的三点弯曲疲劳荷载作用489万次后出现第一条可见裂纹；测得普通混凝土24h抗压强度为45.9MPa；
(3)以硅酸铝陶瓷纤维布覆盖混凝土表层，依靠胶凝材料自发热促进轨道板早期强度发展，实现轨道板免蒸养，养护21d时，普通混凝土试块抗压强度达到61.7MPa，弹性模量达到38.8GPa，放张预应力钢筋并拆模；然后进行封锚作业处理，采用干硬性封锚砂浆进行分层填充，振捣密实，将复合轨道板置于水中养护，直至28d龄期，即得一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板。
参照TB/T 3399测试复合轨道板疲劳性能，经200万次三点弯曲疲劳荷载后，测得有荷状态下裂纹宽度0.03mm，卸载后残余裂纹宽度为0.01mm，复合轨道板层间未脱空，经评估，该免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板具有优异的抗疲劳性能。
实施例3
一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板的制备方法，实现方法包括如下步骤：
(1)原材料及混凝土配合比：
水泥：符合GB/175-2007要求的北京金隅P·O 42.5水泥；
粉煤灰：元宝山电厂生产的符合GB/T 1596-2017要求的I级粉煤灰；
矿渣粉：唐山唐龙新型建材有限公司生产的符合GB/T 18046-2017要求的S95级矿渣粉；
偏高岭土：过200目的偏高岭土；
橡胶颗粒：过100目的废旧轮胎橡胶粉；
塑料颗粒：过200目的PVC塑料颗粒；
聚乙烯醇纤维：上海影佳实业发展有限公司生产的直径39μm、长度为12mm的聚乙烯醇纤维；
玻璃纤维：山东恒泰新材料科技有限公司生产的直径14μm、长度12mm的玻璃纤维；
碳酸钙晶须：灵寿县土运矿产品加工厂生产的直径10μm的碳酸钙晶须；
机制砂：细度模数为2.8的石灰岩机制砂；
小石子：5-10mm的石灰岩碎石；
大石子：10-25mm的石灰岩碎石；
水：普通自来水；
C-S-H-PCE：江苏苏博特新材料股份有限公司生产的纳米C-S-H-PCE，固含量12％；
聚羧酸减水剂：江苏苏博特新材料股份有限公司生产的固含量40％、减水率30％的聚羧酸减水剂；
面层混杂纤维增强混凝土和底层普通混凝土配合比如表3所示：
表3面层和底层混凝土原材料配比
(2)按照常规工艺搅拌面层混杂纤维增强混凝土，在预制模板内浇筑面层混杂纤维增强混凝土，振捣密实，浇筑高度h1为100mm、h2为90mm，锯齿形结构单元宽度a、高度b均为40mm，待面层混凝土初凝后拆除顶部锯齿形结构模板，搭建普通混凝土模板；立即浇筑搅拌均匀的普通混凝土，使用振捣设备将普通混凝土填充于混杂纤维增强混凝土锯齿形结构及模板中，依靠机械振动实现两层混凝土相互渗透形成一体化结构；测得面层混杂纤维增强混凝土24h抗压强度为33.1MPa，强度等级为C40，弹性模量34.3GPa，28d单轴抗拉拉伸最大应变为2.9％，混凝土试件在应力水平为0.6的三点弯曲疲劳荷载作用5.2万次后出现第一条可见裂纹；测得普通混凝土24h抗压强度为43.1MPa；
(3)以硅酸铝陶瓷纤维布覆盖混凝土表层，依靠胶凝材料自发热促进轨道板早期强度发展，实现轨道板免蒸养，养护21d时，普通混凝土试块抗压强度达到64.3MPa，弹性模量达到40.1GPa，放张预应力钢筋并拆模；然后进行封锚作业处理，采用干硬性封锚砂浆进行分层填充，振捣密实，将复合轨道板置于水中养护，直至28d龄期，即得一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板。
参照TB/T 3399测试复合轨道板疲劳性能，经200万次三点弯曲疲劳荷载后，测得有荷状态下裂纹宽度0.05mm，卸载后残余裂纹宽度为0.01mm，复合轨道板层间未脱空，经评估，该基于协同变形的免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板具有优异的抗疲劳性能。
各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板，其特征在于，包括面层和底层；
其中，所述面层为混杂纤维增强混凝土层，所述底层为普通混凝土层；
所述混杂纤维增强混凝土层含有微观耗能组分、限制收缩组分和强度激发组分，所述微观耗能组分包括弹性骨料、混杂纤维和纳米晶须；
所述普通混凝土层中含有强度激发组分。
2.根据权利要求1所述的一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板，其特征在于，所述弹性骨料的添加量为所述面层混凝土体积的3％-5％，所述混杂纤维体的添加量为所述面层混凝土体积的1.5％-2.5％，所述纳米晶须的添加量为所述面层混凝土中胶凝材料质量的2％-5％。
3.根据权利要求2所述的一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板，其特征在于，所述弹性骨料包括橡胶颗粒和/或塑料颗粒；所述混杂纤维为质量比1：1-3的聚乙烯醇纤维和耐碱玻璃纤维混合物；所述纳米晶须为碳酸钙晶须。
4.根据权利要求1所述的一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板，其特征在于，所述限制收缩组分为偏高岭土，添加量为所述面层混凝土中胶凝材料质量的10％-30％。
5.根据权利要求1所述的一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板，其特征在于，所述强度激发组分为纳米C-S-H-PCE，添加量为：所述面层混凝土每立方米掺入30-50kg，所述底层普通混凝土中每立方米掺入10-30kg。
6.根据权利要求1所述的一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板，其特征在于，所述面层和所述底层的层高设计原理为：
所述面层的弹性模量为E1，所述底层的弹性模量为E2，轨道板厚度为2h，则中性层向弹性模量较小的一层偏移量e为：
所述面层高h1和所述底层高h2分别为：
7.根据权利要求1所述的一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板，其特征在于，所述面层和所述底层通过锯齿形结构相互嵌入连接。
8.根据权利要求6所述的一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板，其特征在于，所述锯齿形的单元长度与轨道板长度一致；所述锯齿形的单元宽度和深度均大于所述底层的粗骨料最大粒径的1.5倍，且小于50mm。
9.一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
(1)在预制模板内浇筑面层混杂纤维增强混凝土，振捣密实；
(2)待所述混杂纤维增强混凝土初凝后拆除顶部锯齿形结构模板，搭建普通混凝土模板，立即浇筑底层普通混凝土，振捣作用下两种混凝土互相渗透形成一体化结构；
(3)采用纤维布覆盖步骤(2)得到的所述混凝土，养护后即得一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板。
10.根据权利要求1-8任一项所述的一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板或权利要求9所述的制备方法制备的一种免蒸养无砟轨道混凝土复合轨道板在高速铁路中的应用。
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| CN115963008A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-04-14 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种全生命周期的无砟轨道层状叠合结构混凝土动态性能试验方法 |
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