高铁CRTSⅡ型无砟轨道裂缝修补方案

一、修补部位

CRTS Ⅱ型轨道板裂缝。

二、修补方案设计依据

《高速铁路无砟轨道线路维修规则（试行）》

三、修补材料

根据现场调研情况，轨道板裂缝宽度基本在0.2-2mm左右，对于此种轨道板裂缝，拟采用自动低压灌浆的方法修补，该方法具有工艺简单快捷，修补效果良好的优点。该方法的关键在于修补材料的选取，要求修补材料具有极低的粘度和极小的表面张力，能够渗透到混凝土的细微裂缝中。

WS-GFJ灌缝胶为混凝土结构性微细裂缝灌浆处理专项使用树脂胶。采用低粘度环氧树脂、高聚物乳液等配以各种添加剂、活性助剂改性精制而成。该胶不含挥发性溶剂，具有树脂本体收缩小、强度高、韧性好、适应力强等特点。固化后收缩率低（1.3%-1.5%)。

使用说明

1、使用时按甲组份：乙组分=3：1的比例混合搅拌均匀，即可开始注入。

2、根据现场裂缝实际宽度与施工条件可以在环氧树脂混合液中加入适量xi释剂（如：丙酮、二Jiaben ，或树脂专用xi释剂的方式进行稀释，以降低树脂粘度，易于灌注

裂缝灌浆施工流程

1)灌浆施工工艺流程按图所示进行。

2)灌浆法施工：应将裂缝构成一个密闭性空腔，有控制的预留进出口，借助专用灌浆设备将浆液压入缝隙并使之填满。

3)埋设底座注浆嘴：在裂缝交叉处、较宽处、端部以及裂缝贯穿处，埋设注浆嘴。其间距不小于0.4m。

4)埋设时，先在注浆嘴的底盘上抹一层厚约1mm的WS封缝胶，将注浆嘴的进浆孔骑缝粘接在预定的位置上。

5)裂缝封闭，采用专用封缝胶封缝。

6)配置WS-GFJ灌缝胶，按产品使用说明操作(见产品资料)。

7)压力注浆：清理缝隙，将孔道和裂缝清理干净。

8)注浆：采用注胶专用注射器压力注浆，达到标准压力(0.2MPa)后保持压力稳定。

9)注浆停止，当吸浆率小于0.1 L/min时，再继续压注几分钟即可停止注浆。

10)结束注浆，拆除管道，清洗管道和设备。

11)初凝完成后拆除注浆嘴。

在CRTSⅡ型无砟轨道板预制过程中，如何防治混凝土开裂是高速铁路无砟轨道板在预制过程中普遍面临的技术难题。轨道板裂纹一旦形成，特别是贯穿裂纹的出现，将会明显降低轨道的承载能力，同时还可能严重的削弱无砟轨道的耐久性，危害到整个高铁运营系统的安全，因此，如何采取有效措施防止无砟轨道板在预制过程中混凝土开裂以及如何对无砟轨道板的既有裂纹进行有效修复是CRTSⅡ型无砟轨道板预制过程中一个非常值得关注的难题。

2 轨道板裂纹类型及产生原因分析

引起轨道板混凝土开裂的因素有很多种，但是其主要作用的分为两种：一种是由于外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的荷载效应裂纹；二是是由非受力变形变化引起的，主要是由混凝土材料本身的温度应力、混凝土收缩以及碱骨料反应等引起的材料型裂纹。

2.1 荷载效应裂纹

能够引起混凝土开裂的外部荷载主要由以下几种：

（1）在设计计算过程中，荷载工况考虑不周，配筋不合理，结构尺寸不足，构造处理不当，且施工阶段不按图纸施工等均有可能产生荷载裂纹。

（2）由于轨道板在储存和运输过程中，要经过数次起吊，在起吊过程中如果吊点位置设计不合理或起吊速度过大，很可能会产生较大的弯矩，而使得轨道板开裂。

（3）如果混凝土在没有达到规定强度时就进行预应力张拉(先张法)，张拉系统放张不同步或放张速度过快造成混凝土应力释放不均衡，引起张拉、放张裂纹。

2.2 混凝土材料型裂纹

（1）温度裂纹

当外部环境或结构内部温度发生变化时，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在内部将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂纹。温度裂纹产生主要原因是由混凝土温度分布不均匀造成的。例如，在混凝土浇筑初期，水泥水化过程产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发，导致混凝土内外温差较大使混凝土的应力超过承载极限而引起的裂纹。除此之外，混凝土结构在太阳照射下，其上表面温度高，下表面温度低，由于混凝土的热传导性能差使轨道板在沿高度方向上存在温度梯度，温度梯度将会导致轨道结构发生翘曲和表面出现横向裂纹。

（2）混凝土收缩引起裂纹

混凝土是由气、液、固三相组成，混凝土在浇筑完毕后，其中尚有未水化的水泥颗粒，还要吸收周围的水分。另外液、固相间的胶凝体，因水分散失，这些因素都会导致混凝土体积会缩小，引起收缩裂纹。在实际施工工程中，混凝土因收缩所引起的裂纹是最常见的。混凝土收缩裂纹可分许多种。其中，最为主要的收缩裂纹是混凝土的干燥收缩裂纹和塑性收缩裂纹两种。①干燥收缩：混凝土凝结硬化之后，在干燥或外界温度很高的环境下，表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，产生缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当这种拉力超过其抗拉强度，便产生收缩裂纹，混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。②塑性收缩：在高风速、低湿度、高气温的天气条件下，混新拌凝土表面水分蒸发过快，这时，混凝土内部产生毛细管负压力，随着失水的增加，毛细管负压逐渐增大，使混凝土浆体产生收缩，当收缩力大于集体的抗拉强度时，就会使表面产生开裂，试验表明，混凝土早期塑性收缩最大速率发生在浇筑后1～4小时，塑性收缩趋于平缓，因此，在塑性收缩速度较大的时期要采取保护措施以避免混凝土开裂。

轨道板具体修补方法

针对CRTSⅡ型轨道板用到的方法有：如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法等等，其中灌浆

嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法三种。

压力注浆法适用于宽度为0.2～0.3mm的混凝土裂纹修补。修补工序如下：裂纹清理―粘贴注浆咀和封闭裂纹―试漏―配制注浆液―压力注浆―二次注浆―清理表面。

当裂纹数量较多时，先要在预计要贴的裂纹位置贴上医用白胶布，再用窄毛刷将封缝用浆沿裂纹来回涂刷。使裂纹封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆咀用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆时漏浆。注浆操作一般在粘咀的第二天进行，若气温高的话半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆咀，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆咀压入裂纹，当相邻的咀中流出浆液时，就可以拔出补缝器。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端向另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆咀再次补浆。

涂膜封闭法适用于宽度小于0.2mm的微细裂纹的修补，也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理，以及防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。工序为：清扫―刮腻子―涂刷底层涂料―涂刷主层涂料―涂罩面层。

混凝土表面裂纹、气孔和缺陷先用腻子（混凝土修补胶：粉料=1：1.8～2.0）填充补平，待干后用砂布磨平，再进行底层涂刷（混凝土修补胶：粉料=1：0.7～0.8），涂料在使用前要通过铁窗纱过滤，除去杂质和团块。主层涂料要涂刷三遍，每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂，且两次涂刷方向最好是相互垂直。开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂纹。工序为：开槽―涂刷界面处理浆―压抹聚合物砂浆―养护。在养护时不需要浇水，在湿空气中即可，养护期间不得淋雨、日晒或风吹，最好覆盖一层塑料薄膜