道床变形是轨道变形的主要因素,轨道变形是轨道破坏的主要形式之一。轨道变形分弹性变形和永久变形,一定的弹性变形能起到缓冲列车对轨道的动力作用,而永久变形是随列车荷载的重复次数增加而逐渐积累的,不均匀的永久变形引起轨道的不平顺,增加了轨道列车的动力作用,尤其在速度高时,动力作用会更大。轨道变形的主要表现是道床永久变形——下沉,占轨道总下沉的90%以上。道床下沉有一定的规律,当道床新铺或清筛后,随着列车通过,道床下沉可分为初始急剧下沉和后期缓慢下沉两个阶段(如图1所示)。
一、道床下沉原理及成因
初期急剧下沉阶段是道床密实阶段,道床在列车荷载的作用下,道作首先产生压实,道床碎石大小颗粒相互交错,重新排列其位置,孔隙率减小。也有一些道棱角被磨碎,使道床纵、横断面发生变化。这个阶段道床下沉量的大小和持续时间与道材质、粒径、级配、捣固和夯拍的密实状况、轴重等有关,一般在数百万吨通过总重之内即可完成。后期缓慢下沉阶段是道床正常工作阶段,这时道床仍有少量下沉,主要是由于枕底道作挤入轨枕盒和轨枕头、道磨损及破碎,边坡溜塌,从而破坏了道床极限平衡状态,这个阶段的下沉量与运量之间有直接关系。这一阶段时间的长短是衡量道床稳定性高低的指标,也是确定道床养护维修的重要依据。
二、道床病害成因
1.道材质不良
采用道强度低、耐磨性和抗冲击性、抗压碎性能差,而且磨损后呈粉末状,容易出现翻浆、板结等病害,最终丧失弹性。
2.道级配原因
道的针状和片状颗粒都会减少道床颗粒间的咬合力,从而减少道床的弹性和道床阻力。
3.路基基床翻浆病害引发道床病害
路基基床翻浆发生在非渗水性或弱渗水性填料填筑的路基地段。
(1)路基基床密实度不足。在列车长期动载作用下,道颗粒嵌入基床形成囊,致使地表水无法排出,形成翻浆、积水等路基基床病害。
(2)维修作业不当。日常维修作业或中修清筛道床作业中,将路基基面的平顺度破坏,或将原有的路拱破坏,导致基床表面坑洼不平或反坡,路基表面排水不畅。
(3)外物脏污影响。沙尘、货物列车装载的粉状物散落在道床肩部与边坡上,严重污染道床,减小道床的渗水性和弹性,形成板结、翻浆等道床病害。
三、道床病害防治
1.改善道床质量
(1)坚持正线道使用一级花岗岩或石英岩道,严格控制片状和针状颗粒含量,最大限度降低含污量,使道的材质和级配符合标准。
(2)适时安排中修,清筛不洁道床。
(3)结合维修,对边坡污染严重区段进行边坡清筛,改善道床排水性。
2.整治基床病害
(1)对基床填料不良或基床密实度不足引起的翻浆病害,应采取基床土换填,彻底恢复路拱,设足横向排水坡,确保基面排水顺畅。有条件时可用氯丁橡胶板、土工布等新型材料封闭路基面,隔绝地表水对路基面的浸泡。
(2)对因路拱破坏而引起的基床排水不畅、翻浆、积水等病害,应采取在路基一侧或两侧设横向渗沟,用卵石作反滤层,保证横向渗沟流水顺畅。
3.加强标准化作业,避免在中修和维修作业中对原有路基的破坏。
4.综合整治接头病害,避免引发道床病害,形成恶性循环。
5.改善外部条件,减少对道床的污染。如加强货车管理,避免粉状物散落入道床;严格客车垃圾回收和到站统一清理等。
文章来源:
原文名称:【工务】道床病害的原因及整治
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