一种基于高分子材料的道床密实度测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于高分子材料的道床密实度测试装置，通过在道床内部灌注高分子材料混合液体，待混合液反应成型后固结碎石道砟，随后对混合液发泡包裹的道砟颗粒聚合体进行体积测定，通过质量换算求得道床的密度，可在不改变原有道床中道砟相对接触状态的前提下对道床的密实度进行测定。

A testing device of ballast compactness based on polymer materials

【技术实现步骤摘要】
一种基于高分子材料的道床密实度测试装置
本技术涉及有砟轨道状态检测
，更具体的说是涉及一种基于高分子材料的道床密实度测试结构及方法。
技术介绍
目前，传统的有砟轨道结构主要由散体碎石道砟组成，碎石道砟颗粒的密实程度直接决定道床的力学性能及轨道结构几何形位的保持能力。因此在线路新建时需要对有砟道床的密实度进行测定。传统的测试方法主要包括灌水法和核子密度仪法两种，均存在明显的缺陷。其中，灌水法需要通过铺设薄膜测定待测道砟集料的体积，且需要通过人工挑拣出道砟颗粒，其不仅会破坏原有道砟的接触状态，还费时费力并存在较大的误差。而核子密度仪法由于需要采用放射源进行测定，因此对作业人员具有一定的人身伤害；此外，核子密度法的测试结果还会受到道砟容重的影响。因此，提供一种安全、高精度的碎石道床密度测试装置及方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种基于高分子材料的道床密实度测试结构及方法，本技术通过在道床内部灌注高分子材料混合液体，待混合液反应成型后固结碎石道砟，随后对混合液发泡包裹的道砟颗粒聚合体进行体积测定，通过质量换算求得道床的密度，可在不改变原有道床中道砟相对接触状态的前提下对道床的密实度进行测定。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于高分子材料的道床密实度测试结构，包括高分子材料道砟复合体、轨枕和钢轨；所述高分子道砟复合体由高分子材料粘接散体碎石道砟形成，所述高分子道砟复合体上平行设置多个轨枕，所述轨枕上设置两条相互平行的钢轨；所述钢轨与所述轨枕平行相互垂直。优选的，所述高分子道砟复合体上设置浇注点，所述浇注点位于所述两条钢轨的外侧、且位于所述钢轨与所述轨枕之间的中心位置。本技术还提供了一种基于高分子材料的道床密实度测试方法，采用如上所述的一种基于高分子材料的道床密实度测试结构，具体包括如下步骤：(1)配制高分子混合液；(2)确定浇注点，然后在浇注点浇注重量为m1的上述高分子混合液；(3)待上述高分子混合液发泡反应完成后，高分子材料粘接散体碎石道砟形成高分子材料道砟复合体；(4)测量所述基于高分子材料道砟复合体的重量m2；(5)测量所述基于高分子材料道砟复合体的体积V；(6)根据高分子混合液质量m1以及步骤(4)和步骤(5)的测量结果计算得到道床的密实度。优选的，所述步骤(1)中高分子混合液经过发泡反应得到的高分子材料包括聚氨酯。5、所述步骤(1)中高分子混合液是将聚醚多元醇和异氰酸酯按照1:2的摩尔比混合均匀。上述优选技术方案的有益效果：本技术公开的高分子混合液流动性好，能够完全进入碎石道砟的缝隙中，然后经过发泡固化能够得到稳定的固体结构，从而可以方便的计算体系和重量。优选的，所述步骤(2)中每隔三跨轨枕设置浇注点，所述浇注点位于所述两条钢轨的外侧，所述浇注点靠近所述轨枕，且所述浇注点与所述轨枕的端面间距离等于所述浇注点与所述钢轨间的距离。上述优选技术方案的有益效果是：本技术设置的浇注点在轨枕侧部，贴紧钢轨侧，可以保证所测得的道床力学状态可以准确反映列车经过时轨下道床的核心受力区域的力学特性。优选的，所述步骤(3)中发泡反应具体为：在常温(10～30℃)条件下反应。上述优选技术方案的有益效果是：本技术利用聚氨酯发泡反应过程实现固化碎石道砟，可以通过催化剂对其发泡时间、密度等进行精确调控，并且安全环保，可完整填充道砟间的孔隙并紧固散体道砟颗粒。优选的，所述步骤(5)中采用排水法测定高分子材料道砟复合体的体积。优选的，所述步骤(5)具体为：采用带有体积刻度的透明圆筒，预装一半体积的水，在试件装入前，记录筒中水的体积V1，随后将步骤(4)得到的高分子材料道砟复合体完全浸入圆筒中，记录浸入后的圆筒中水的体积V2，则试件的体积V＝V2-V1。上述优选技术方案的有益效果是：本技术利用排水法可以有效测定不规则高分子材料道砟复合体的体积，且由于所选取的材料为闭孔材料，故其吸水率相对于道砟高分子材料复合体的体积可以忽略不计。优选的，所述步骤(6)采用的计算公式为经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开提供了一种基于高分子材料的道床密实度测试结构及方法，具有如下有益效果：(1)本技术公开的结构和方法可在不改变原有道床中道砟相对接触状态的前提下对道床的体积进行测量，从而可以提高测量结果的准确度；(2)根据测量的道床体积计算道砟密实度使测量的准确度提高；(3)本技术公开的方法操作简单、安全性高、实用性强。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本技术提供的一种基于高分子材料的道床密实度测试结构的俯视图；图2附图为本技术提供的一种基于高分子材料的道床密实度测试结构的结构示意图；在图中：1为高分子材料道砟复合体、2为轨枕、3为钢轨、A为浇注点。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1本技术实施例1公开了一种基于高分子材料的道床密实度测试结构，包括高分子材料道砟复合体1、轨枕2和钢轨3；高分子道砟复合体1由高分子材料粘接散体碎石道砟形成，高分子道砟复合体1上平行设置多个轨枕2，轨枕上2设置两条相互平行的钢轨3；钢轨3与轨枕2相互垂直。为了进一步的优化技术方案，高分子道砟复合体1上设置浇注点A，浇注点A位于两条钢轨3的外侧，浇注点A靠近轨枕，且浇注点A与轨枕2端面间的距离等于浇注点A与钢轨3间的距离实施例2本技术实施例2提供了一种基于高分子材料的道床密实度测试方法，采用实施例1的一种基于高分子材料的道床密实度测试结构进行测试，具体包括如下步骤：(1)将聚醚多元醇和异氰酸酯按照1:2的摩尔比混合均匀得到高分子混合液；(2)每隔三跨轨枕设置浇注点，浇注点位于所述两条钢轨的外侧，浇注点靠近所述轨枕，且浇注点与轨枕的端面间距离等于所述浇注点与所述钢轨间的距离，然后在浇注点浇注重量为m1的上述高分子混合液；(3)在常温条件下上述浇注的高分子混合液进行发泡反应，待上述高分子混合液发泡反应完成后，高分子材料粘接散体碎石道砟形成高分子材料道砟复合体；(4)测量所述基于高分子材料道砟复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高分子材料的道床密实度测试装置，其特征在于，包括高分子道砟复合体(1)、轨枕(2)和钢轨(3)；所述高分子道砟复合体(1)由高分子材料粘接散体碎石道砟形成，所述高分子道砟复合体(1)上平行设置多个轨枕(2)，所述轨枕(2)上设置两条相互平行的钢轨(3)；所述钢轨(3)与所述轨枕(2)相互垂直。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于高分子材料的道床密实度测试装置，其特征在于，包括高分子道砟复合体(1)、轨枕(2)和钢轨(3)；所述高分子道砟复合体(1)由高分子材料粘接散体碎石道砟形成，所述高分子道砟复合体(1)上平行设置多个轨枕(2)，所述轨枕(2)上设置两条相互平行的钢轨(3)；所述钢轨(3)与所述轨枕(2)相互垂直。

【专利技术属性】
技术研发人员：郄录朝，王红，徐旸，许永贤，杜香刚，许良善，袁家钰，王众保，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，中国铁道科学研究院集团有限公司，中国铁路总公司，
类型：新型
国别省市：北京;11