无砟轨道裂缝影响因素及修复工艺

与传统有砟轨道相比，无砟轨道因其可靠性高、轨下基础和运营条件适应性强、耐久寿命长、施工灵活、平稳性好和维护量小等优点，现已广泛应用在我国新建轨道交通建设中。但由于无砟轨道在我国的使用时间较短，在设计、施工和运营维护等方面还不太成熟等，无砟轨道在运营一段时间后较易出现裂缝等伤损问题。

比较常见的裂缝伤损类型包括道床横向裂缝、反射裂缝、轨枕八字裂缝及支承层裂缝等。无砟轨道一旦出现裂缝伤损等病害，加之在雨水侵蚀、渗浆等因素的影响下，将加快病害发展，降低无砟轨道结构稳固性和轨道平顺性等，反作用加大列车运行中的振动和动荷载，造成裂缝伤损等病害进一步加重，对列车运行安全和乘坐舒适性造成不利的影响。

建设单位和施工单位应充分了解无砟轨道产生裂缝伤损的根本原因，并积极采用先进的修复材料，合理选择修复工艺和施工条件，提高施工操作的规范性，针对各种裂缝类型进行及时有效的修复治理，以确保列车安全运行。

1 无砟轨道裂缝伤损形成的主要影响因素分析

造成无砟轨道出现裂缝的原因较多，无砟轨道出现裂缝是多个原因综合作用下的结果，但分析调查发现，其中现场环境条件（温、湿度）、原材料及成品质量、施工工艺及过程卡控和初始设计等条件是主要的影响因素。

1.1 现场环境条件（温、湿度）因素

在无砟轨道的施工及养护过程中，受现场环境条件，特别是温、湿度的影响最为显著。由于大多数无砟轨道的道床都为现场浇筑，对浇筑现场温度有严格要求，以防止道床板内温度应力过大而造成裂缝等伤损。

当施工环境温度发生急剧变化时，无砟轨道混凝土道床的薄弱处及对应支承层裂缝等位置还有可能形成反射性裂缝。

因此应尽量避免在夏季高温和冬季低温阶段施工。施工时如果现场没有良好的湿淋和保湿措施，易造成连接界面的离缝等。

1.2 原材料及成品质量因素

无砟轨道的最终使用质量受原材料及成品质量的影响十分突出，如混凝土成分配合比、结构配筋大小和方式等。在无砟轨道的施工中，钢筋混凝土是主要的施工材料，其主要包括粗细骨料、钢筋、胶凝材料和外加剂等。

受材料特性影响，混凝土在浇筑过程中产生大量水化热，因表层与内部的热量交换和释放速率不一致，热胀冷缩特性使得混凝土的伸缩程度不均匀，混凝土材料内部热膨胀作用会受到其表层低温收缩作用的制约，致使无砟轨道的表面及内部产生不同程度的裂缝现象。此外，钢筋锈蚀和混凝土碳化对无砟轨道的使用性能也会产生不利影响。

1.3 施工工艺及过程卡控因素

施工工艺及过程卡控相当于是无砟轨道的后天塑造，如施工工艺及过程卡控非常规范，在同等条件下，无砟轨道的耐久性和平顺性等性能易得到保证。目前无砟轨道的施工形式主要是现场浇筑法。

如果在浇筑前未对道床轨枕进行彻底清理或拉毛处理，都会影响混凝土新旧部分的粘结性，并在塑性变形作用的影响下破坏界面的完好性，产生离缝。

无砟轨道在混凝土的振捣施工中如果振捣设备及振捣工艺不合理，也可能造成混凝土离析，并最终导致形成裂缝。在完成无砟轨道混凝土的浇捣施工后，如未及时采取有效的覆盖或洒水等相关保水养护措施，造成混凝土表面受阳光直射或在风吹影响下水分快速散失，都会导致混凝土构件表面产生裂缝等问题。

1.4 初始设计理念因素

初始设计对无砟轨道的后期使用性能有重要影响，如是否有相应的排水系统，隧道桥梁过渡处理、结构选型及过分重视强度的设计理念都将影响到无砟轨道的使用及后期维护。

2 无砟轨道裂缝修复施工工艺

在修复无砟轨道裂缝时，建设单位和施工单位应严格遵守相关施工规范要求，合理选择施工工艺和修复材料，以提高修复效果，保证轨道交通列车运行安全。可以说，无砟轨道的RAMS 性能的好坏在初始设计、原材料及成品质量、施工工艺及过程卡控等阶段就已注定，后期的维修保养和修复更多是对无砟轨道功能上的完善。

2.1 合理确定无砟轨道裂缝修复方法

目前对宽度在0.2 mm 以内的无砟轨道裂缝进行修复时，主要采用的是表面封闭工艺。

当无砟轨道裂缝的宽度达到0.2 mm 以上时，则应先向裂缝内部注入柔性浆液，再结合表面封闭工艺修复。若在无砟轨道的轨枕周边出现了裂缝及离缝，则应首先将加固浆液灌注充填到裂缝内部，并综合运用表面封闭工艺以提高修复效果。

2.2 科学选择无砟轨道裂缝修复材料

不同类型的无砟轨道裂缝进行修复时所使用的修复材料在功能上也有所差异。表面封闭材料一般应具有较好的耐腐蚀和防水性能，以避免混凝土内进入水汽或腐蚀性介质，影响其结构的耐久性。

而向裂缝内灌注柔性浆液的目的主要是填充裂缝，同时使柔性浆液所形成的填充体能与混凝土结构的形变收缩特点相适应。使用加固浆液的目的则是确保混凝土能形成一个紧密结合的整体结构，以达到修复裂缝的目的。
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修复无砟轨道裂缝施工时，施工单位应根据裂缝的具体类型及施工现场的实际情况，通过对试验段的现场修复试验确定修复材料类型和型号。现场试验应进行3 个月左右，以便对修涂效果进行持续的观测。如修复材料在观测期间出现了表面封闭材料老化、封闭层厚度下降或开裂、边角处出现掉落、起皮及粘结失效等问题；注浆材料出现脱离、老化或破碎等问题时，则说明该修复材料的质量性能无法满足修复工艺要求。如修复材料经过试验检测分析，能适应不同裂缝类型的修复需要，且修复效果良好时，则说明其具有较高的应用价值。

2.3 无砟轨道裂缝修复流程以及工艺要求

（1）采用表面封闭工艺修复裂缝。

表面封闭工艺主要适用于裂缝宽度在0.2 mm 以下的无砟轨道修复。在应用表面封闭法进行修复施工时，应首先对无砟轨道表面进行清理，并按施工要求配置封闭材料，然后将表面封闭材料涂刷在裂缝位置并做修饰处理。在对裂缝表面进行清理时，施工人员需对裂缝位置的混凝土进行打磨、刷毛处理，浮浆、灰尘等杂物清理和裂缝内部的干燥，以保证粘结施工质量。材料配置应严格按设计配合比控制称量的精确性，通过专业搅拌设备搅拌均匀，确保封闭原材料及成品质量。材料涂刷施工可采用手持式滚筒及毛刷等工具进行4~5遍的涂刷，确保涂刷的平直性、均匀性，且涂刷厚度应控制在0.7 mm 左右。最后对涂层不规则部分或表面残渣进行清理和表面修饰，确保涂层平整美观。

（2）采用表面封闭结合柔性浆液灌注工艺修复裂缝。

当无砟轨道裂缝宽度超过0.2 mm 时，在采用表面封闭法修复的基础上结合注浆工艺，将柔性浆液灌注到裂缝内部，确保修复效果。在修复施工时可根据现场情况，采用钢丝刷或金刚片角磨机等设备打磨刷毛裂缝处的混凝土，并确保裂缝表面整洁干燥，为后续的粘结填充施工创造有利条件。在制备柔性浆液时应严格控制其配合比，通过专业搅拌设备5 min 以上的均匀搅拌后，主要通过重力法并结合专业设备将浆液循环灌注到裂缝内部，检测注浆饱满度以达到施工要求，再应用表面封闭法修复。

（3）采用表面封闭结合加固浆液灌注工艺修复裂缝。

当无砟轨道的轨枕周边有裂缝及离缝存在时，需先对裂缝内部进行注浆加固，再采用表面封闭法进行修复。施工时应先彻底清理裂缝表面，并按设计标准进行加固浆液的配置。灌注加固浆液施工时，应在无压条件下采用重力灌注法施工，并保证浆液充填的饱满度达到修复要求。再按表面封闭法的施工工艺对裂缝处进行修复和修饰处理，以保证修复效果。

2.4 无砟轨道裂缝修复效果分析

在完成无砟轨道裂缝修复后，应对修复效果进行1 年左右的连续监测跟踪，如无砟轨道裂缝在此期间没有继续发展，且表面封闭层完好无掉皮开裂，则说明修复效果良好，其内部混凝土和充填的注浆材料粘结紧密，达到了修复施工的工艺要求，且所使用的修复材料的质量性能指标能满足无砟轨道裂缝修复的需要。
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文章来源：

《无砟轨道裂缝影响因素及修复工艺探讨》向伟彬，王亮（南宁轨道交通集团有限责任公司运营分公司，南宁 530000）