CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层离缝修复技术

王建红

【摘要】砂浆层离缝是CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层伤损最常见的病害之一，离缝的存在将影响无砟轨道的平顺性、稳定性和耐久性。通过对CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层离缝形成原因的分析，提出了离缝伤损判定标准和修复原则，给出修复方法和注意事项。对砂浆层离缝修复具有积极的借鉴意义。

【关键词】无砟轨道；砂浆层；离缝；修复技术

CRTSⅡ型板式无砟轨道以其高可靠性、高平顺性、高稳定性和维修工作量少的优点，成为高速铁路无砟轨道的主要结构形式之一。CRTSⅡ型板式无砟轨道结构由钢轨、弹性不分开式扣件、轨道板、水泥沥青砂浆层、底座板（桥梁）、支承层（路基）等组成。其中，砂浆层是CRTSⅡ型板式无砟轨道的重要组成部分，其作用是全面支承轨道板，调整轨道安装精度和缓冲高速行车荷载。为此，砂浆层应满足一定的刚度和强度要求。一般来说，无砟轨道具有高稳定性和耐久性，建成后很小需要维修，但无砟轨道结构处于复杂的受力环境中，产生病害是不可避免的。而砂浆层又是CRTSⅡ型板式无砟轨道的关键部件和薄弱位置，一旦产生病害，将会影响无砟轨道的整体性和稳定性，给行车埋下安全隐患。离缝是砂浆层伤损病害的主要形式之一。

1、离缝产生的原因

离缝就是砂浆层与轨道板或底座板（支承层）之间出现不同程度长度、宽度及深度的缝隙（如图1、图2）。离缝会降低无砟道床的整体性，影响轨道静态几何形位和动态稳定性。离缝如不及时进行修复，在列车动荷载和环境因素共同作用下，会进一步加剧砂浆层的伤损程度，影响其使用寿命，且影响行车的平稳性和安全性。因此，从提高轨道结构的平稳性和耐久性考虑，应强化CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层离缝伤损检查力度，查清楚原因，制定相应的处理方案，经审查批准后进行修复。

通过现场调研和分析，温度荷载、施工阶段灌注不饱满、线下工程沉降和变形、列车动荷载等因素均可引起砂浆层离缝伤损病害，且现场往往是多因素共同作用所致。

1.1温度荷载

温度荷载是使CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层产生离缝的重要原因之一，其包括轴向温度荷载和温度梯度荷载。在轴向温度荷载作用下，轨道板和底座板（支承层）之间产生伸缩变形差，引起轨道结构纵向伸缩，降低砂浆层与轨道板或底座板（支承层）之间的粘结性。轴向温度伸缩引起的离缝具有横向贯通、离缝值较大且随温度发生变化等特点。轨道板内部的温度梯度荷载使轨道板产生的翘曲变形将由轨道板的自重和轨道板与砂浆层之间的粘结应力来抵抗，当温度梯度超过一定的数值时轨道板与砂浆层之间就会出现离缝。

1.2砂浆层灌注不饱满

砂浆层灌注不饱满会使軌道板与砂浆层之间产生离缝，这种现象在曲线超高地段最为明显。在超高地段灌浆最容易产生的质量缺陷就是砂浆不充盈，不饱满。由于曲线超高设置在底座板（支承层）上，底座板（支承层）表面有一定的坡度。如果施工过程中灌浆口的导管过早卸下，会使未达到初凝的水泥沥青砂浆失去压力向曲线内侧回落，造成砂浆灌注不饱满现象，导致轨道板与砂浆层离缝。

1.3线下工程沉降和变形

由于受路基填料、路堤高度、地质条件、水文气候条件和建设工期等因素影响，一些区段的线下工程难免会出现沉降和变形，而这些沉降和变形大多发生在地质条件较差或路桥过渡段等区段。对于轨道板纵向连续的CRTSⅡ型板式无砟轨道系统，线下工程沉降和变形可能会导致轨道板与砂浆层之间出现离缝现象，影响轨道结构的整体性和稳定性。

1.4列车动荷载

据相关研究，桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道系统中桥梁、底座板和轨道板的基频不同。在列车动荷载作用下，桥梁和轨道结构的反相位振动将会引起桥梁——轨道相互拍打现象。这种拍打作用会对无砟轨道系统的整体性产生不利影响，会加剧砂浆充填层与轨道板或底座板间的离缝。

此外，离缝如果不及时修复，会导致水泥乳化沥青砂浆调整层破坏加快，轨道板出现脱空现象，对高速列车和板式轨道系统的振动响应加剧，进一步损坏轨道结构部件，增大了轨道结构的几何形位变化和层间拍打接触，严重降低了高速列车运行的平稳性、安全性和舒适性。

2、离缝判定标准及修复原则

对于CRTSⅡ型板式无砟轨道，依据砂浆层伤损严重程度，将离缝伤损分为三级（见表1）。对Ⅰ级伤损应做好记录，定期观察其发展变化；对Ⅱ级伤损应列入维修计划并适时进行修补；对Ⅲ级伤损应及时进行修补。

表1 CRTSⅡ型板式轨道砂浆充填层伤损形式及伤损等级判定标准

伤损形式 判定项目 评定等级

Ⅰ Ⅱ Ⅲ

离缝 宽度（mm） 0.5 1.0 1.5

深度（mm） 20～50 50～100 ≥100

对角长度（mm） 20～30 30～50 ≥50

3、离缝修复技术

对于砂浆层离缝伤损病害，首先应对伤损产生的原因进行全面分析，然后制定针对性措施，从根本上避免修复后再次出现离缝现象。对温度荷载引起的砂浆层与轨道板或底座板（支承层）间的离缝（离缝贯通、且缝隙较大并随温度发生变化），应在轨道板设计纵连锁定轨温范围内对轨道板进行应力放散、重新锁定，同时采用低粘度树脂材料按相关要求对离缝伤损进行注浆修复；对线下工程沉降和变形引起的砂浆层离缝伤损，应在解决沉降和变形的基础上对离缝进行修复。

3.1修复材料

为减小对修补材料早期强度的要求，CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层离缝修补材料宜采用低粘度树脂料。CARS-A型双组份低粘度灌浆树脂专用于高速铁路无砟轨道裂缝及离缝的修补。其具有以下优点：极低的粘度与极小的表面张力，可以渗透到细小的裂缝中；固化时间快，可以在较短的天窗时间内完成修补，不影响行车；具有较好的环境适应性，可以在较低的温度及潮湿环境中固化；具有较高的粘接强度、抗拉强度和抗压强度，可以对结构起到较好的补强作用。

3.2修复工艺流程

CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层离缝修复工艺流程见图3.

3.3修复方法

（1）查清离缝的长度、宽度、深度、走向、贯穿及漏水等情况，确定离缝注漿施工方案。

（2）根据施工方案提前做好设备及材料准备，修补、封边材料的性能应满足相关规范要求。

（3）清理杂物及浮尘。使用钢丝刷、真空除尘器或高压气泵等对离缝区域表面的浮尘及杂物进行清理，确保待灌注区域清洁干燥。

（4）离缝封闭。采用封边带配合封闭材料将离缝表面进行封闭，封边时留出注浆口。

（5）安装注浆嘴。根据离缝的长度、宽度和深度等现场实际情况，在离缝的较宽处及离缝端部等位置合理设置注浆嘴。注浆嘴安装过程中，应特别注意涂抹封缝胶时保持注浆嘴通畅。

（6）连接注浆管。在离缝的任意一端，把连接管连接到注浆嘴上，保证所有的注浆嘴都处于打开状态。

（7）树脂胶灌注。将双组份料筒连接混合管，混合管与注浆管连接。开始灌注修补材料，当下一注浆嘴有浆液漏出时，关闭注浆嘴，同时继续注射直至无法再注入修补材料，拔下注浆管，关闭本注浆嘴，把注浆管连接到最后有浆液漏出的注浆嘴上，继续注浆。依此，直至离缝另一端的注浆嘴中有浆液流出时，关闭所有的未关闭端口，完成离缝注浆。对于大面积的砂浆离缝，可采用注浆机向离缝内部注入修补材料。在灌注过程中，监测板面高程并记录，防止注胶引起线路高低变化。

（8）拆封。修补材料固化以后，拆除注浆嘴和封边带。

（9）清理。对砂浆侧面修正，清除现场杂物等。

4、注意事项

（1）离缝填充施工成败的关键在于封边和灌注材料的选取及其施工工艺。所选取的材料性能必须要满足轨道结构的受力要求，施工工艺应按照离缝产生的原因和离缝伤损程度合理制定，并且满足施工天窗时间的需要。此外，对关键技术指标还应提前进行线下试验。

（2）离缝修复施工适宜温度为5℃～30℃，雨雪天不宜施工。

参考文献

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