[发明专利]整体道床板脱空模拟试验的热敏填料配制方法

说明书

技术领域

本发明涉及道路与铁道工程基础技术领域，尤其涉及一种整体道床板脱空模拟试验的热敏填料配制方法。

背景技术

铁路作为狭长的线形构筑物，受当地地质地貌、路基填料、施工质量控制、行车荷载及温湿外界环境等多方面因素的影响，加上路基土本身和外界影响因素的不均匀性，整体道床均会产生不同程度的不均匀变形。从空间分布形式来分，路基的不均匀变形可以分为纵向不均匀变形和横向不均匀变形。

路基纵向不均匀变形主要由于土质因素、路基土压实度、路基形式差异及路桥过渡段等原因引起；路基横向不均匀变形体现在路基本体在“梯形”土体自重作用下，产生横向“盆状”沉降断面。当路基的不均匀变形过大时，行车荷载和温度荷载不足以使路基的面层与其下部结构层接触，道床板将呈现简支结构或悬臂结构的受力状态，严重影响到道床板的使用寿命。

现有的道床板试验模拟结构与现场工程实际差距较大，室内实验缺乏一种热敏填料，在实验过程中能精确模拟道床板脱空位置、脱空形状及脱空程度，无法精确模拟现场脱空结构的空间分布，影响到模拟试验的精确度。上述试验模拟存在以下技术问题亟待解决：

1、热敏填料技术指标不明

目前室内试验脱空状态采用支承条支撑方法，无法精确模拟路基的空间不均匀变形体现在路基土本身沿纵向、横向的不均匀变化，以及行车荷载作用沿路基横向分布的差异。整体道床板与支承层之间的脱空试验在室内模拟过程中需要填入一种热敏填料，该热敏填料可根据试验温度呈固/液态变化，以便控制结构的脱空程度及脱空状态。本发明致力于寻求一种热敏材料，使其在常温状态具有足够的强度，满足结构施工要求，在通电加热至135～140℃时呈现熔融状态，实现结构层脱空要求。

2、热敏材料的配置方法不明

传统的现场施工可采用硫磺砂浆作为热敏材料，在静载桩帽施工、临时支座上采用较多，将该硫磺砂浆直接运用于室内试验，模拟道床板脱空状态时具有以下的问题尚未解决：①现场施工与室内试验所需条件不一，其热敏填料的热敏技术指标不一，所以两者的配置方法也不一致；②现场临时支座在硫磺砂浆熔融之后即被弃用，而室内试验则要求热敏材料具备反复熔融，所以两者的配置方法也不一致。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种性能良好的整体道床板脱空模拟试验的热敏填料配制方法，使其能满足以下要求：

1、合理配置热敏材料的配合比，要求该热敏材料在常温时具备足够的强度，满足室内试验模型制作的要求。

2、合理配置热敏材料的配合比，使其技术指标在室内试验反复熔融的情况下保持稳定。

3、合理配置热敏材料的配合比，要求该热敏材料在熔融状态下具备施工和易性，满足室内试验模具要求。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种性能良好的整体道床板脱空模拟试验的热敏填料配制方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种整体道床板脱空模拟试验的热敏填料配制方法，步骤一，将硫磺按质量配合比称量装入容器内熬制；采用间接加热法熬制硫磺，在135℃至140℃下加热硫磺融化、脱水；步骤二，当硫磺完全加热融化后，将干燥的石英砂均匀地加入液态硫磺内，搅拌均匀后再加入石墨和水泥不停搅拌，并升温至150℃至155℃搅拌均匀；步骤三，将聚硫乙胶缓慢、均匀地加入硫磺砂浆中，加强搅拌，排除气泡，温度控制在150℃至170℃；步骤四，熬制3至4小时，待硫磺砂浆液体变得均匀、颜色一致、抱沫完全消失时，浇筑入模，硫磺砂浆冷却后产生强度。

较佳地，步骤三的温度控制在150℃至160℃。

较佳地，步骤二中的石英砂为石英粉。

本发明的有益效果是：

本发明的整体道床板脱空模拟试验的热敏填料配制方法，通过上述配制工艺，获得了性能良好的硫磺砂浆作为热敏填料，按照任意脱空形式，预先布置在假定的板底脱空区域，待道床板或支撑板实际施工完毕后，通过通电加温的方法将预埋的热敏填料融化，从而在不同空间分布、时间变化中实现精确模拟板底脱空区域的技术目的。

硫磺砂浆在预热条件下呈熔融状态，可以按照现场模具将其做成任意形状，能精确模拟路基在路基土本身沿纵向、横向的不均匀变化，待室内试验模型布设完毕之后通电加温，硫磺砂浆融化即可获得与现场工程较为一致的弯沉盆曲线。

将硫磺砂浆分层填筑，每层设置独立的发热部件(如电阻丝组成的通电加热网)，在试验过程中由上而下加热不同分层的硫磺砂浆，即可精确获得板底脱空形态随时间的变化过程。