无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及处理
摘要：无砟轨道道床板混凝土裂缝能够对工程产生严重的影响，本文通过对无砟轨道道床板混凝土裂缝问题的现状进行研究、分析常见裂缝的成因、列出裂缝的处理方法，对这三方面进行了一个综合的研究。
关键词：混凝土；无砟轨道；裂缝；方法
一、研究无砟轨道道床板混凝土的裂缝问题
一方面，混凝土是一种热传导性能较差的体积敏感的材料；另一方面，道床板会受温度的变化自身也发生变化，会使道床板发生弯曲或者拱起从而产生裂缝。对于道床板混凝土产生变形裂缝的问题，国际上给予了相对的研究和重视。美国混凝土协会中从事研究混凝土、钢筋混凝土及大体积混凝土裂缝研究的207 和224 委员会对设计者提出来对结构进行相关的温度应力计算和配筋的要求；德国的钢筋混凝土结构规范（DIN1045）中在温度变化对结构的影响方面测定了温差计算的取值范围。根据德国的道路和轨道建设的相关规定，在无砟轨道中，双块式的轨枕应和240mm 的混凝土轨道的承载层整体相连；为防止出现裂纹，先将无砟轨道板用钢筋进行整体上的固定，混凝土的配筋量约为8%～9%，这样能够把可能出现的裂缝的宽度限制到0.5mm以内，此做法能够防止钢筋受到腐蚀，并且在混凝土出现裂纹的时候，能够使钢筋继续起到铆定、连接的功能。根据zTv F—st8（德国道路与轨道建设规定中第8 条）中的规定，安装在土质路基上的轨道，在厚度为30era的水硬性混凝土的支撑层上安装轨道承载层，起到控制裂缝不规则形成的作用（水硬性混凝土的支撑层是一种拌合水泥使其加以稳定的支撑层）。
二、无砟轨道道床板混凝土裂缝出现的原因
（一）水泥发生水化热过程
水泥在发生的水化过程中会放出很大的热量，这是混凝土温度明显升高的主要原因。在浇注初期的时候，混凝土的弹性和强度都比较低，对水化过程中的急剧温升产生的应变约束力不大，温度应变约束力当然也就比较小；随着混凝土年数的增加，它的弹性和强度相应地增强，对混凝土温度变化产生的约束力越来越强，就是会产生极大的温度和应变力，如果此时混凝土的抗拉弹性和强度不能够抵抗此时的温度应变力时，就会产生温度裂缝。
（二）内外都产生一定的约束
当混凝土的结构产生温度应变力时，其变形会受到其它一些结构的外约束力和自身不同部位的内约束力，体积越大的结构产生的约束力也越大。和地基浇注在一起的混凝土，在温度变化的情况下受到下部地基的约束，产生外部环境的约束应变力，在温度从最高值开始向下变化的情况下，混凝土产生较大的拉力，如
果拉力超过抗拉的强度，混凝土就会发生裂纹的状况。
（三）混凝土发生收缩
混凝土在其水泥水化的过程中会产生一定程度的变形，这种变形一般为体积上的收缩变形，随着混凝土水泥的硬化，水分会不断地挥发，混凝土就会出现收缩变形，在混凝土收缩的过程中，很容易在混凝土的表面上形成无规则的收缩裂缝。
（四）混凝土的骨料塑性沉落
如果混凝土的骨料在沉落时受到了钢筋的阻挡，则会产生沿钢筋的走向的裂缝。在施工过程中，如果模板固定的不牢固、发生沉陷、移动的时候也会产生这种裂缝。
三、对无砟轨道道床板混凝土出现裂缝的处理
因为有许多使道床板混凝土出现裂缝的原因，所以即使在设计和施工时采取许多措施，依旧不能彻底地避免道床板混凝土的开裂现象，在这种情况下就必须对道床板混凝土的裂缝实施修补措施。首先要改善混凝土的自身条件，有以下方法可以对混凝土的裂缝进行修补。
（一）提高混凝土的自身强度
（1）提高混凝土水泥中高强度矿物成分的含量，特别是使用主要成分为氯铝酸的水泥，有高强、早强、快硬的显著效果，4d的抗压强度能够达到20MPa 以上。
（2）制备主要成分为矿渣、碱组分和骨料的碱矿渣高强度的混凝土水泥。采用优质的掺合料，比如优质的磨细粉煤灰、天然沸石、赤铁矿石、钛铁矿石、硅灰等，能够得到高强度、延展性和耐久性都更强的优质混凝土。
（3）合理地利用减水剂，能够降低水和灰的比例，更高效地提高混凝土的强度。
（二）什么是绿色混凝土
由于HPC（高性能混凝土）已经被开发并且利用，建筑对生态环境产生的影响也随着其发展得到了社会的广泛关注。建筑物在建造期间和使用期间会消耗许多的自然资源和能源，而且会产生不同程度上的环境影响。专家表明，混凝土水泥作为一种建筑的主要原料，其实是不可持续发展的资源。所以，绿色混凝土的核心是既要限制混凝土水泥的用量保证其高性能，又要坚持可持续发展的原则。吴中伟等提出的绿色混凝土的概念则是以高性能的混凝土为基础，增添了三个方面：
（1）节约资源、能源；
（2）不破坏环境，更有利于环境；
（3）可持续发展，既要满足当代人的需求，又不危害后代人满足其需要的能力。
（三）封闭表面的方法
表面封闭的方法是比较简单和常见的修补裂缝的方法。用来修补一些不会影响结构的裂缝，通过密封堵塞裂缝来防止碳水化合物以及化学物质的侵入。
（四）灌注树脂的方法
最常见的裂缝灌注材料一般是环氧树酯和聚氨酯。树酯材料能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀，而且有较高的韧性和强度，所以树酯可以灌入到0.05mm 的裂缝中。灌注环氧树酯的方法一般用于处理静止的裂缝和比较干燥的裂缝；聚氨酯则用于表面环境干湿条件下的裂缝。
（五）填入柔性材料法
如果出现一些活动性的裂缝，一般采用微膨胀的柔性材料来进行修补。沿裂缝的边缘开出一个槽，然后填入柔性材料进行密封。还要结合现场的施工情况，对混凝土进行必要的遮盖，因为阳光的暴晒和大风的吹袭会使水分快速地散失，会直接导致混凝土不规则收缩；当混凝土施工完成时，就要在混凝土表面涂上保水性能强的养护液，以防止在混凝土表面出现裂缝。
（六）开槽填补的方法
这种方法适用于数量较少并且结构能够开较大宽度的裂缝，比如桥面上的混凝土裂缝。步骤为：先用凿子和扁铲沿着裂缝开一个槽深和宽约为3～5mm并且呈u 形的槽，然后用刷子分别在槽底和两壁均匀涂上界面处理浆，把拌好的聚合物水泥砂浆在界面处理胶硬化之前，用抹刀压入凹槽内，并且压实抹平。
