蘭新鐵路第二雙線無軌道養(yǎng)護(hù)技術(shù)

1無軌道混凝土養(yǎng)護(hù)的有效解決高速鐵路技術(shù)在中國是一項相對新興的技術(shù)。在不太可能的內(nèi)陸地區(qū)，無法建造線，混凝土的維護(hù)不是一個新問題。但在地處戈壁且位于三十里風(fēng)區(qū)這一特殊的地理環(huán)境條件下,對無砟軌道混凝土養(yǎng)護(hù)是我們面臨的一個新問題,需要有效解決。養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施的正確與否直接關(guān)系到道床板混凝土前期裂縫控制。2風(fēng)區(qū)地表顆粒的特征分析蘭新鐵路第二雙線(新疆段)LXTJ7標(biāo)段工程位于吐魯番市和烏魯木齊市達(dá)坂城區(qū)境內(nèi),起訖里程為DK1717+223.66～DK1751+663.73,標(biāo)段全長34.41km,無砟軌道工程68.82km,途經(jīng)三十里風(fēng)區(qū)和達(dá)坂城風(fēng)區(qū),屬戈壁礫石地貌,具有地表顆粒粗、起沙風(fēng)速高的特點(diǎn)。相關(guān)研究資料表明,該地區(qū)造成8mm直徑砂礫松動的風(fēng)速為36m/s(2m高風(fēng)速),其中小顆粒會被大風(fēng)吹起形成風(fēng)沙流。據(jù)多年經(jīng)驗和現(xiàn)場觀測,該地區(qū)形成大的風(fēng)沙流的起沙風(fēng)速在40m/s以上,具有風(fēng)速高(風(fēng)區(qū)最大風(fēng)速達(dá)60m/s,風(fēng)力強(qiáng)勁)、風(fēng)期長(大于8級風(fēng)的大風(fēng)天數(shù)基本上都超過100d,大于12級的概率約在10%～15%,三十里風(fēng)口地區(qū)大風(fēng)天數(shù)約121d)、季節(jié)性強(qiáng)、風(fēng)向穩(wěn)定(風(fēng)區(qū)大風(fēng)主要受寒潮天氣影響,因素單一,加之區(qū)域遼闊平坦,每次大風(fēng)所經(jīng)路線較為固定,主風(fēng)向主要在NW0～40°范圍內(nèi))、起風(fēng)速度快(風(fēng)區(qū)大風(fēng)天氣起風(fēng)速度約在15～40min內(nèi)風(fēng)速可由0～5m/s迅速增加到19～20m/s以上)。3試驗研究與分析3.1土工布養(yǎng)護(hù)方式在具有典型惡劣氣候外界環(huán)境下,同一位置選取3個19.5m單元道床板進(jìn)行試驗,無砟軌道道床板試驗段現(xiàn)場澆筑實體混凝土后,分別采用3種養(yǎng)護(hù)方式。第一種:覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù);第二種:采用覆蓋塑料薄膜+土工布(棉被)養(yǎng)護(hù);第三種:采用養(yǎng)護(hù)劑+塑料薄膜+土工布(棉被)+篷布覆蓋的保溫保濕防風(fēng)方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)通過道床板內(nèi)溫度測試元件,實時監(jiān)控混凝土內(nèi)、外部溫差,并通過測試3種養(yǎng)護(hù)方式下混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫開展情況、同條件養(yǎng)護(hù)的試件不同齡期強(qiáng)度、電通量等指標(biāo),比較3種養(yǎng)護(hù)方式的優(yōu)劣。3.2試驗過程3.2.1床板結(jié)構(gòu)及澆筑路基段CRTSI型雙塊式無砟軌道采用19.5m單元式道床板結(jié)構(gòu),道床板縱向長19.47m,兩端設(shè)置30mm伸縮縫,板內(nèi)每隔3.9m設(shè)置一道寬10mm伸縮假縫,道床板寬2.8m,厚0.26m,采用C40混凝土現(xiàn)場澆筑。3.2.2原材料種類及配合比無砟軌道主體結(jié)構(gòu)道床板澆筑均采用C40混凝土,設(shè)計使用年限應(yīng)不小于60年,使用環(huán)境為碳化環(huán)境T2,采用的混凝土原材料種類及配合比見表1。3.3入模和坍落度(1)混凝土施工前,應(yīng)進(jìn)行混凝土的原材料及配合比試驗,合格后方可施工。(2)道床板混凝土澆筑前,應(yīng)采用高壓霧化水對支承層、軌枕進(jìn)行潤濕,確保支承層和軌枕完全濕潤,但不得有明顯積水。并檢測混凝土拌合物的溫度、坍落度、泌水率和含氣量等;道床板混凝土的膠凝材料用量不大于400kg/m3,入模含氣量宜控制在4%～6%,入模溫度宜控制在5～30℃,坍落度應(yīng)控制在140mm以下。澆筑道床板混凝土?xí)r應(yīng)采取措施防止污染扣件。①在炎熱季節(jié)澆筑道床板混凝土?xí)r,應(yīng)避免模板和混凝土直接受陽光照射,保證混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫均不超過40℃。②在低溫條件下(當(dāng)晝夜平均氣溫低于5℃或最低氣溫低于-3℃時)澆筑道床板混凝土?xí)r,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)谋胤纼龃胧?防止混凝土早期受凍。(3)混凝土澆筑從一側(cè)向另一側(cè)連續(xù)進(jìn)行,當(dāng)混凝土從軌枕下自動漫流至下一根軌枕后,逐個軌枕盒進(jìn)行,待前一個軌枕盒內(nèi)混凝土充滿后,澆筑先前移動。(4)在道床板混凝土振搗初平之后,應(yīng)對軌枕四周和道床板兩側(cè)混凝土進(jìn)行二次振搗。二次振搗應(yīng)在混凝土初凝之前完成,振搗采用“之”字形進(jìn)行。道床板混凝土的抹面處理,一般情況下搓抹次數(shù)宜為3～5次。風(fēng)區(qū)內(nèi)道床板混凝土振搗、抹面在經(jīng)過防風(fēng)設(shè)計的作業(yè)棚內(nèi)完成。3.4養(yǎng)護(hù)方式對混凝土強(qiáng)度的影響分析道床板混凝土澆筑完成后,應(yīng)及時養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)期按《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》(TB10005-2010)執(zhí)行,最少不得小于28d。第一種養(yǎng)護(hù)方式:覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)?；炷翝仓瓿珊蟮来舶鍙?qiáng)度達(dá)到10MPa以上,拆模完成后采用普通的養(yǎng)護(hù)方式,覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù),指定專人定期灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)頻次根據(jù)溫度高低,蒸發(fā)量大小適時調(diào)節(jié),本階段養(yǎng)護(hù)試件記DC1,見圖1。第二種養(yǎng)護(hù)方式:覆蓋塑料薄膜+土工布(棉被)(夏季溫度過高或冬季溫度過低時使用)。混凝土澆筑完成后道床板強(qiáng)度達(dá)到10MPa以上,拆模完成后采用普通的養(yǎng)護(hù)方式,覆蓋塑料薄膜+土工布(棉被)養(yǎng)護(hù),因為道床上有凸出混凝土面的軌枕承軌槽、扣件、工具軌,養(yǎng)護(hù)膜不易密貼混凝土表面,并且三十里風(fēng)區(qū)風(fēng)大,養(yǎng)護(hù)膜容易被風(fēng)吹起,四周要用細(xì)礫石土壓邊,以防被風(fēng)刮起,同時在上面也要壓邊,保證其效果。本階段養(yǎng)護(hù)試件記DC2,見圖2。第三種養(yǎng)護(hù)方式:養(yǎng)護(hù)劑+塑料薄膜+土工布(棉被)+篷布覆蓋。在最后一次抹面后采用噴涂和滾涂相結(jié)合的方式立即噴涂Ereducer-201混凝土養(yǎng)護(hù)劑,主要利用新型高分子乳液在混凝土表面形成致密的膜來有效降低硬性混凝土表面的水分蒸發(fā),實現(xiàn)對混凝土表層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。養(yǎng)護(hù)劑保水率不低于85%,用量宜為0.3～0.4kg/m2,噴涂養(yǎng)護(hù)劑后的成膜厚度不小于0.2mm。并同時采取覆蓋土工膜的保濕養(yǎng)護(hù)措施。養(yǎng)護(hù)劑在成膜前嚴(yán)禁與水接觸,避免影響成膜質(zhì)量。隨后覆蓋塑料薄膜和土工布,最后再在上面覆蓋不透氣的帳篷,所使用的覆蓋材料幅寬5m,將整個道床板全范圍完成包裹。還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)力等級建立相適應(yīng)的防風(fēng)作業(yè)帳篷,同時用提前做好的專用沙袋兩側(cè)壓緊。在帳篷上部十字交叉壓沙袋,一方面避免大風(fēng)掀起養(yǎng)護(hù)覆蓋帳篷,另一方面更好保證養(yǎng)護(hù)期道床板混凝土的密閉性,確保不透氣、不透風(fēng),達(dá)到更好的養(yǎng)護(hù)效果。本階段養(yǎng)護(hù)試件記DC3,見圖3。混凝土養(yǎng)護(hù)方式對比的試驗結(jié)果分析見表2。不同養(yǎng)護(hù)方式條件下混凝土強(qiáng)度測試結(jié)果分析:在同等外界條件下,采用覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)和塑料薄膜+土工布(棉被)養(yǎng)護(hù)的混凝土各齡期的強(qiáng)度均低于養(yǎng)護(hù)劑+塑料薄膜+土工布(棉被)+篷布覆蓋養(yǎng)護(hù)的混凝土,但是最終可以達(dá)到強(qiáng)度要求;采用DC3養(yǎng)護(hù)的混凝土,其強(qiáng)度均高于DC1、DC2養(yǎng)護(hù)的混凝土。這說明養(yǎng)護(hù)劑對混凝土強(qiáng)度發(fā)展的促進(jìn)作用明顯,這是因為養(yǎng)護(hù)劑+塑料薄膜+土工布(棉被)+篷布覆蓋既可以保濕、保溫、防風(fēng),有效保證混凝土內(nèi)部水化的溫度,水分不受損失,可以對混凝土進(jìn)行濕度補(bǔ)給,保證水泥充分水化。不同養(yǎng)護(hù)方式條件下在同等外界條件下抗氯離子滲透試驗結(jié)果分析:采用養(yǎng)護(hù)劑+塑料薄膜+土工布(棉被)+篷布覆蓋方式均可降低混凝土的電通量,即改善混凝土抗?jié)B性的效果更佳。不同養(yǎng)護(hù)方式條件下在同等外界條件下采用養(yǎng)護(hù)劑+塑料薄膜+土工布(棉被)+篷布覆蓋方式可減少前期裂縫產(chǎn)生。4薄膜+土工布林分+膜養(yǎng)護(hù)(1)對于地處三十里風(fēng)區(qū)戈壁環(huán)境條件下,無砟軌道道床板混凝土的養(yǎng)護(hù)采取最后一次抹面收光后立即噴涂成膜型養(yǎng)護(hù)劑,然后依次覆蓋塑料薄膜+土工布(棉被)(最低溫度低于5℃時還須加蓋棉被)+帳篷覆蓋的保