[发明专利]一种弹性固化道床材料及其室内试件成型制作方法

说明书

本发明公开了一种弹性固化道床材料及其室内试件成型制作方法，属于轨道交通材料技术领域。弹性固化道床材料包括以下质量份数的组分：石灰岩100份；矿粉6~8份；橡胶颗粒8~12份；环氧沥青9~12份。本发明的弹性固化道床材料，采用环氧沥青作为主要固化材料，对石灰岩进行固化，能得到强度高且性能优越的道床材料，且通过特定组分橡胶颗粒的添加，提升了道床材料的弹性，本发明原材料的选材环保经济，能很好地降低弹性固化道床的造价，通过本发明的成型方法得到的试件经疲劳重复加载试验验证，性能均能满足聚氨酯固化道床块性能要求，能更低成本的得到性能不弱于聚氨酯固化道床的道床结构，且施工工艺简单，适于在轨道交通领域推广应用。

技术领域

本发明属于轨道交通材料技术领域，更具体地说，涉及一种弹性固化道床材料及其室内 试件成型制作方法。

背景技术

随着铁路运营速度的不断提高，传统有砟轨道出现了不少问题，例如稳定性差、道床易 板结、翻浆、养护维修工作量大、道砟易粉化，以及高速铁路飞砟等，与有砟轨道相对应的 无砟轨道问题也很明显，初期投资巨大，且高速列车运行时噪声大，同时后期运营阶段维修 十分困难。

近年来，针对特殊地段需求以及已有的道砟粘结技术，国内有关专家研发出了一种铁路 道床弹性固化技术，弹性固化技术主要采用沥青和聚氨酯材料，沥青固化材料包括热沥青、 乳化沥青水泥砂浆或乳化沥青橡胶水泥砂浆等，固化深度为轨枕底面下60mm或全部道床， 固化后道床上半部分或全部为整体，变形小，稳定性好，能防止雨水侵入，可以改善道床工 作状态，大幅度降低养护维修作业，目前使用比较普遍的固化材料是聚氨酯，其有益的物理 力学性能、良好的环境适应性和耐久性，使其在各个领域都获得广泛的应用，成为有砟道床 固化的主要材料和发展方向，但聚氨酯固化道床技术在人工、材料以及机械等方面消耗十分 庞大，仅聚氨酯材料每公里单线需花费86吨，固化道床烘干冷却及浇注设备费用同样惊人， 据测算聚氨酯固化道床每铺轨公里的造价指标为585万元，远远超过传统轨道铺设费用。

因此，目前亟需一种材料能替代聚氨酯在道床固化中的作用，达到固化道床需要的力学 性质，并且能很好地降低其造价。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，根据本发明的一方面，提供了一种弹性固化道床材料， 包括以下质量份数的组分：

石灰岩100份；

矿粉6～8份；

橡胶颗粒8～12份；

环氧沥青9～12份。

采用聚氨酯作为固化材料固化道床是目前使用比较普遍的技术，但这种技术成本高、消 耗大，针对此问题，本方案设计了一种新的弹性固化道床材料，采用石灰岩作为被固化材料， 本方案的石灰岩为路用石灰岩集料，来源十分广泛，且价格低廉，并拥有良好的物理力学性 能；采用环氧沥青作为固化材料，能将特定级配的集料固化，可有效降低固化道床的每铺轨 公里造价，并能明显提升固化道床的强度；而橡胶颗粒可以对环氧沥青固化石灰岩时带来的 柔韧性下降、导致抗裂性不足、低温变形能力下降等缺陷进行改善，本方案的橡胶颗粒为废 弃回收的橡胶破碎处理后制成，绿色环保，在掺入特定比例的橡胶颗粒后，增加了道床材料 的整体弹性，从而保证其弹性模量满足固化道床技术条件要求；矿粉为道床材料中常添加的 一种物料，加入本方案所示质量份数的矿粉能有效填充于原料的间隙中，形成密堆积，改善 道床材料的强度及耐久性能。

进一步地，针对本方案的弹性固化道床材料的各组分，采用9.5～31.5mm的大粒径石灰岩 级配采用铁路道砟1/2缩尺级配组成主骨架结构，0.075～4.75mm粒径的石灰岩细集料、粒径 在0.075mm以下的矿粉及橡胶颗粒掺量采用粗骨料空隙填充法进行设计掺入，并采用马歇尔 试验确定环氧沥青混合料的最佳沥青掺量。

根据本发明实施例的弹性固化道床材料，可选地，所述环氧沥青包括以下质量份数的组 分：

SBS改性沥青或70#基质沥青5～7份；