一种铁路废旧混凝土轨枕再制造的方法和产品技术

铁路废旧混凝土轨枕已经成为铁道两侧的严重污染源。本发明专利技术利用绿色再制造的理念与技术方法，将铁路沿线小城镇建设系统与铁路轨道维修系统设计成为一种人工生态技术系统；废旧混凝土轨枕再制造成为建筑物基础标准件，广泛适用于铁路沿线小城镇１－６层建筑物建设；通过技术经济分析和工程实例应用证明了该方案的可行性；系统的提出了从根本上解决废旧混凝土轨枕污染问题的技术方案；全面推广应用该项技术，可以消除废旧混凝土轨枕所造成的污染，节约资源，保护环境，有着巨大的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程领域，特别是涉及一种铁路废旧混凝土轨枕再制造的方法和产品------建筑物基础标准件。
技术介绍
我们乘火车外出欣赏沿途风光时，铁路沿线飘落着塑料饭盒、塑料袋，以及被废弃的废旧的混凝土轨枕，总是大煞风景。塑料饭盒叫“白色污染”，铁路部门投入大量的人力物力，推广袋装垃圾，推广纸浆饭盒，目前“白色污染”基本上得到了遏制；塑料袋作为世界上最差的专利技术，是社会一大公害，至今仍无良好的解决办法；目前废旧混凝土轨枕对铁路沿线的污染还没有引起人们的广泛注意。铁路部门在线路两侧，将废旧枕作为铁道线路道床的挡渣墙，铺设铁道线路路基路肩，作为山区线路路基的挡土墙、沿线工区作为篱笆围墙；铁道线路两侧的大片葡萄园里，农民栽种象十字架样的混凝土轨枕作支架，在铁路涵洞里铺设路面……。这些集中在铁道线路两侧废旧混凝土轨枕的应用是很有限的，经常可见，大量的废旧混凝土轨枕被人就地砸取钢筋，而砸碎的混凝土弃渣散布沿线，或就地掩埋。目前，废旧混凝土轨枕已经成为铁路轨道的“垃圾”，对乘客的视觉的和沿线的土地已形成污染，并且造成巨大的资源浪费。我国的予应力混凝土轨枕从研究、生产到推广应用，历时40年。2002年末国铁混凝土轨枕总数16251万根，累计铺设里程已达9万多公里，混凝土轨枕平均普及率76.6％，正线混凝土轨枕普及率85.6％。废旧混凝土轨枕的来源有两个方面一、日常的轨道维修更换的失效混凝土轨枕 《铁道线路维修规则》3.3.5条规定混凝土轨枕的失效标准为1.明显折断；断口大于1mm。2.纵向的裂纹基本贯通缝宽大于0.5mm，或挡肩顶角处缝宽1.5mm。3.横裂/斜裂接近环状，残余裂缝宽超过0.5mm，或长度超过2/3枕高。4.挡肩破损，接近失去支撑能力，破损长度超过挡肩长度1/2。5.严重掉块，露筋，无法修补。混凝土轨枕失效的原因是制造工艺和材料、结构设计、养护、维修方面的因素引起的，理论上混凝土轨枕的设计寿命是50年，实际达不到这个要求，理论分析证明，繁忙干线II型混凝土轨枕年平均失效率为1.6％。根据国铁运营1996、1997、1998、2001、2002的统计资料计算，线路维修失效轨枕平均下道率为1.596％。按上述数据和表1、表2数据计算，国铁系统年轨道维修应更换的废混凝土轨枕为混凝土轨枕年均失效下道数16251×1.6％＝260万根；全国铁路系统年轨道维修应更换的轨枕(含木枕，平均公里铺设轨枕数1660根)为轨枕年均失效下道数141054.8×1660×1.6％＝375万根。考虑近几年国铁大规模提速，失效轨枕下道率会更高。所以每年我国铁路维修更换下道的混凝土轨枕每年约300万根。我国2002年末铁路里程表表1 郑州铁路分局2003年末轨枕分析表表2 二、线路大修淘汰的混凝土轨枕目前我国主要类型轨枕见表3。我国已报废的混凝土轨枕见表4。近年铁道部大面积提速已进行了4次；目前正在进行第五次准备，今年4月18日开始；届时时速160公里及以上的快速铁路达7700公里。近日铁道部又宣布要进行第6次大面积提速，提速干线列车时速将达到200公里；届时全国铁道快速线路总里程将达2万公里左右。目前提速线路主要是对既有线路进行维修改造。铁道部试行的《既有线提速技术条件》3.2条规定，提速线路轨枕采用III型和新II型混凝土枕，既有II型混凝土轨枕可保留使用。这意味着主要干线和普通轨道将迅速淘汰I型枕和以前各种杂型轨枕。从近期看，铁道部5内实现2万公里的快速铁路的目标，每年线路大修和淘汰，倒换出的旧混凝土枕数为4000Km×85.6％×1760根＝602万根。从中期看，作为一项技术政策，普通线路保留改进II型混凝土轨枕，主要干线推广III型枕，假定在10年完成，2002年末国铁正线长10084.9/0.129＝78177.5公里，每年要淘汰混凝土轨枕数为78177.5Km/10×85.6％×1760根＝1177.8万根。从实际统计看，见表5。混凝土轨枕主要技术参数表表3 报废轨枕类型表表4 郑州铁路分局线路大修换混凝土轨枕统计表表5 上表中1997-2003实际大修淘汰率＝16.72/508.72＝3.3％。由此推测国铁2003年大修淘汰混凝土轨枕数＝16251×3.3％＝536万根。根据铁路调查数据国铁1991-1995年间年均线路大修、维修混凝土轨枕需求量是486万根；1999--2003国铁实际统计数据，混凝土轨枕年均增加478.2万根。从远期看，铁道部2020年铁路规划目标营业里程要达到10公里，高速铁路专线1.2万公里，西部铁路网扩建1.6万公里。随着国家综合实力的增强和铁路投资体制的改革的深化，在新世纪城际高速铁路、城市轨道交通，国家铁路网和地方铁路都会以较快的速度发展，孙中山先生在上个世纪初提出建20万公里铁路的宏伟目标在本世纪中期可能实现。总之，从近远期分析，随着铁路总量的增加，每年铁路维修失效废轨枕会逐年增加。大修淘汰的旧混凝土轨枕主要取决于混凝土轨枕的技术寿命；目前大量铺设的II型枕已普遍认为强度不够。根据以往的实际经验，估计技术寿命不会超过20年；2020年后，考虑技术进步因素，混凝土轨枕技术寿命按30年估计。全国铁路废旧混凝土轨枕资源预测见表6。全国铁路废旧混凝土轨枕资源预测表表6 说明1.铁路年平均增长率表中2001-2010年铁路平均增长率按国铁2001年实际增长率1.63％，2010-2050年间铁路平均增长率按2.0％。2.混凝土轨枕年平均递增率混凝土轨枕普及率表中上限取95％，年平均增长率取1％。3.维修失效下道率年均1.6％4.混凝土轨枕技术寿命按历史经验2020年前为20年，2020年后考虑技术发展为30年。5混凝土轨枕大修淘汰率1/20＝0.05＝5％ (年) 2000-2020年1/30＝0.033＝3.3％(年)2021-2050年6.实际大修淘汰率依据郑州铁路分局1997-2003年实际数字推算为3.3％。7.年均废旧混凝土轨枕资源高限维修失效枕数+预测大修淘汰数8.年均废旧混凝土轨枕资源低限维修失效枕数+实际大修淘汰数依据上述各种途径分析，初步估计，每年全国铁路废旧混凝土轨枕资源量目前约500万根，中期约1000万根，远期约1500万根。本专利技术的目的是解决今后相当长时期废旧混凝土轨枕对环境造成的污染和资源浪费问题，所以下文均以1000万根/年均进行分析。三、资源与浪费年均1000万根废旧混凝土轨枕资源表表7 按上节表6、表7数据，2001-2020年20年间，铁路废旧混凝土轨枕废弃的混凝土总量为2120万立方米，超过三峡大坝2000万立方米混凝土的浇筑量；钢筋的总量为123.4万吨，是三峡工程用钢(钢筋35.43万吨，金属结构件28.08万吨)总量的1.94倍。按2002年河南省建筑工程综合基价，仅算回收钢筋造成的混凝土浪费，按C60混凝土计算年均2120万m3÷20年×219.19元/m3＝2.32亿元/年考虑旧混凝土按C30混凝土计算年均2120万m3÷20年×154.16元/m3＝1.63亿元/年目前现存的混凝土轨枕的总价值为178亿元，按50年寿命年均失效再利用的价值为3.5亿元。而年均106万立方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路废旧混凝土轨枕再制造的方法，其特征是本专利技术方法解决其技术问题的步骤为：（１）对铁路废旧混凝土轨枕再制造进行生态系统设计，把铁路轨道工业维修系统和遍布铁道两侧的城乡建设系统设计成为人工生态技术系统，铁路轨道工业维修系统产生的废旧混凝土轨枕再制造成为铁道两侧城乡建设系统需要的产品－建筑物基础标准件；（２）对废旧混凝土轨枕再制造进行性能评价；（３）对废旧混凝土轨枕再制造进行产品设计－建筑物基础标准件；（４）建筑物基础标准件制造工艺设计；（５）建筑物基础标准件应用技术设计与检算；（６）建筑物基础标准件标准化；（７）废旧混凝土轨枕再制造产品成本分析。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张振宇，
申请(专利权)人：张振宇，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]