一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕及其制备方法，减振轨枕包括钢纤维混凝土轨枕本体、设于钢纤维混凝土轨枕本体内的空腔、与空腔内壁相贴合的钢丝笼，以及充满于钢丝笼内的再生骨料/橡胶填料；其中再生骨料/橡胶填料包括体积比为(1

【技术实现步骤摘要】
一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕及其制备方法


[0001]本专利技术属于土木工程材料
，涉及一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕及其制备方法。

技术介绍

[0002]列车行驶会导致道砟飞溅，同时由于道砟无约束，在荷载作用下会产生较大的变形，导致列车行驶的平顺较差，同时稳定不好。因而在高等级的铁路中采用了混凝土基础取代散粒碎石道床的无碴轨道。列车行驶会对路面施加振动荷载，如何降低振动提高乘坐的舒适度是铁路设计的一个重要问题。采用混凝土基础取代散粒碎石道床会增加铁路的刚性，振动会更为明显。
[0003]针对以上铁路中对于减振方面的需求，结合成本方面的关注以及绿色环保方面的要求，需要一种通过结构构件设计，利用轨枕本身阻尼性能降低列车行驶产生的振动的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕及其制备方法，用于实现铁路工程的振动控制。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕，包括钢纤维混凝土轨枕本体、设于钢纤维混凝土轨枕本体内的空腔、与空腔内壁相贴合的钢丝笼，以及充满于钢丝笼内的再生骨料/橡胶填料；
[0007]所述的再生骨料/橡胶填料包括体积比为(1
‑
3):100的橡胶颗粒与再生骨料颗粒。
[0008]进一步地，所述的钢纤维混凝土轨枕本体由钢纤维混凝土材料浇筑而成，所述的钢纤维混凝土材料包括以下组分及重量份含量：
[0009]水泥1份；粗骨料2.4
‑
3.6份；河沙1.3
‑
2.5份；水0.3
‑
0.4份；钢纤维0.05
‑
0.11份；减水剂0.004
‑
0.021份。
[0010]进一步地，所述的水泥为P.O 42.5级普通硅酸盐水泥；所述的河沙的细度模数为2.4
‑
3.1；所述的减水剂为减水率25
‑
50％的聚羧酸减水剂。
[0011]进一步地，所述的钢纤维为波纹状钢纤维或端钩型钢纤维，直径0.2
‑
0.6mm，长度10
‑
30mm。
[0012]进一步地，所述的再生骨料颗粒为I类再生骨料或II类再生骨料，粒径为5
‑
25mm。
[0013]进一步地，所述的橡胶颗粒为三元乙丙橡胶颗粒，粒径为2
‑
4mm。
[0014]进一步地，所述的钢丝笼由多个相互垂直或平行设置的钢丝编制合围形成，尺寸和轨枕本体内的空腔尺寸相同，所用钢丝直径为2
‑
4mm，钢丝间距为25
‑
75mm。
[0015]进一步地，所述的空腔的壁厚不小于60mm。
[0016]一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕的制备方法，包括以下步骤：
[0017]1)浇筑养护成型轨枕底板、侧壁及隔断，形成空腔侧壁；
[0018]2)将橡胶颗粒与再生骨料颗粒进行拌和，得到再生骨料/橡胶填料；将钢丝笼置于空腔位置处，并填充再生骨料/橡胶填料；
[0019]3)浇筑养护成型轨枕顶面，并得到所述的减振轨枕。
[0020]进一步地，步骤3)中，所述的轨枕顶面浇筑前，先在再生骨料/橡胶填料顶面铺设粗砂，之后再进行浇筑。
[0021]颗粒材料是一种较好的缓冲材料，可以很好的将列车的荷载分散消耗，保护路面，并能一定程度的减少列车行驶中的振动。松散的堆积颗粒之间由于在动力荷载下产生摩擦，同时颗粒结构的变形由于自身的变形引起，是不可恢复的，具有较小的弹性变形，因此颗粒系统具有较好的耗能能力。同时由于应力通过塑性变形耗散掉，以及不连续性，不会有断裂等破坏现象产生。
[0022]钢纤维可以将拉应力分散到较广的区域，降低局部的应力集中，提升混凝土的抗拉能力。将其掺入到再生混凝土中可以起到提升混凝土抗拉强度，以及防止混凝土开裂和提高其延性的作用。本专利技术将颗粒材料填充到具有较好约束能力的钢纤维混凝土外壳中将能为颗粒材料提供较好的约束，提高其承载力并降低其变形。
[0023]再生骨料由废弃混凝土制得，是一种环保材料，将其用作填充颗粒符合绿色环保的理念。橡胶颗粒是一种较好的阻尼材料，将橡胶颗粒混合到再生骨料中可以在再生骨料中可以在荷载变化较小不能导致可能之间较大的变形时，通过橡胶颗粒的变形将振动的能量好散掉，从而降低列车行驶中的振动。
[0024]考虑到颗粒材料的减振性能及再生骨料的环保意义，以及其价格低廉，钢纤维对混凝土的提升作用，橡胶颗粒的减振作用，本专利技术目的在于提供一种生产成本低、减振性能较好、工艺简单、绿色环保的再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕，可用于无碴轨道中改善其减振性能。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：
[0026]1)本专利技术提供的减振轨枕，其主体部分由钢纤维混凝土建筑而成，内部采用再生骨料颗粒以及再生橡胶颗粒进行密实填充，利用钢纤维提升了混凝土的抗拉及抗开裂性能，在内部采用松散材料填充的同时具有较好的承载力，同时内部填充的再生骨料颗粒在荷载作用下的滑动能降低列车行驶中的振动能量，橡胶颗粒进一步对振动进行减弱，可用于列车和有轨电车的轨道铺设；
[0027]2)本专利技术采用的再生骨料和再生橡胶分别由建筑拆除的废弃混凝土和废弃轮胎制得，可以节省天然粗骨料的用量、降低废弃混凝土的处置费用和能耗，具有较高的经济及环境效益。
附图说明
[0028]图1、图2为实施例1中一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕的结构示意图；
[0029]图3为实施例4中施加的振动荷载图；
[0030]图4为实施例1所制备减振轨枕的应变能；
[0031]图5为实施例2所制备减振轨枕的应变能；
[0032]图6为实施例3所制备减振轨枕的应变能；
[0033]图7为对比例所制备减振轨枕的应变能；
[0034]图中标记说明：
[0035]1‑
钢纤维混凝土轨枕本体、2
‑
钢丝笼、3
‑
再生骨料/橡胶填料。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0037]一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕，包括钢纤维混凝土轨枕本体1、设于钢纤维混凝土轨枕本体1内的空腔、与空腔内壁相贴合的钢丝笼2，以及充满于钢丝笼2内的再生骨料/橡胶填料3；
[0038]其制备方法包括以下步骤：
[0039]1)按照以下组分配比，配制钢纤维混凝土材料：
[0040]水泥1份；粗骨料2.4
‑
3.6份；河沙1.3
‑
2.5份；水0.3
‑
0.4份；钢纤维0.05
‑
0.11份；减水剂0.004
‑
0.021份；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕，其特征在于，该减振轨枕包括钢纤维混凝土轨枕本体(1)、设于钢纤维混凝土轨枕本体(1)内的空腔、与空腔内壁相贴合的钢丝笼(2)，以及充满于钢丝笼(2)内的再生骨料/橡胶填料(3)；所述的再生骨料/橡胶填料(3)包括体积比为(1
‑
3):100的橡胶颗粒与再生骨料颗粒。2.根据权利要求1所述的一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕，其特征在于，所述的钢纤维混凝土轨枕本体由钢纤维混凝土材料浇筑而成，所述的钢纤维混凝土材料包括以下组分及重量份含量：水泥1份；粗骨料2.4
‑
3.6份；河沙1.3
‑
2.5份；水0.3
‑
0.4份；钢纤维0.05
‑
0.11份；减水剂0.004
‑
0.021份。3.根据权利要求1所述的一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕，其特征在于，所述的水泥为P.O 42.5级普通硅酸盐水泥；所述的河沙的细度模数为2.4
‑
3.1；所述的减水剂为减水率25
‑
50％的聚羧酸减水剂。4.根据权利要求1所述的一种再生骨料及橡胶颗粒填充减振轨枕，其特征在于，所述的钢纤维为波纹状钢纤维或端钩型钢纤维，直径0.2
‑
0.6mm，长度1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李坛，肖建庄，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：