道床病害
道床病害(beddisease)隨列車(chē)荷載反復(fù)作用,碎石道床產(chǎn)生的非正常變形,主要包括道床永久變形(參見(jiàn)道床變形)、道床臟污、道碴粉化、道碴坍塌、道床翻漿及道床板結(jié)等。
道床臟污由道碴粉化、軌枕磨損物、道床表面滲入物、路基滲入物及不良級(jí)配等產(chǎn)生。道床臟污對(duì)軌道工作性能有較大影響,如降低道床的的抗剪強(qiáng)度,影響道床的承載能力;降低道床的彈性;降低道床的排水性能和抗凍性能。同時(shí),道床臟污還會(huì)引發(fā)其他相關(guān)的道床病害,如板結(jié)和翻漿等。道床臟污的程度以粒徑小于正常級(jí)配中最小粒徑的顆粒含量的比例來(lái)衡量,稱(chēng)之為臟污率,又有重量臟污率和體積臟污率之分。當(dāng)?shù)来仓亓颗K污率達(dá)到30%~40%或道床中孔隙率小于3%~5%時(shí),一般就須進(jìn)行道床清篩。道床臟污成分中,尤其以粒徑小于0.1mm的細(xì)顆粒危害最大,當(dāng)粒徑小于0.1mm的臟污物重量比大于5%時(shí),要求對(duì)道床進(jìn)行清篩。
道碴粉化因道碴間接觸壓力較大而道碴強(qiáng)度相對(duì)不足而引起,在諸如鋼軌接頭等具有較大動(dòng)力作用的部位尤其突出,研究資料表明,道碴間的平均接觸應(yīng)力高達(dá)1680MPa,應(yīng)力不均勻系數(shù)約為1.6,而石灰?guī)r道碴的抗壓強(qiáng)度依其風(fēng)化程度約為290~3370MPa,可見(jiàn)道碴的強(qiáng)度不足。這樣,在列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí),在巨大接觸應(yīng)力條件下,由于道碴顆粒間擠壓和磨損作用,可造成道碴被壓碎或棱角破損,從而出現(xiàn)石碴粉化。
道碴坍塌因道碴棱角被磨損,道碴由最初的多棱角塊體逐漸變得表面光滑,因而道碴間的摩擦系數(shù)降低,在列車(chē)振動(dòng)荷載的作用下,道碴顆粒難以保持其相對(duì)位置而出現(xiàn)大量的滑動(dòng)或滾動(dòng),使堆積成道床的道碴出現(xiàn)坍塌。在鋼軌接頭等具有較大振動(dòng)的處所尤其容易發(fā)生道碴坍塌。
道床翻漿為道床的常見(jiàn)病害之一,因翻漿和冒泥一般同時(shí)出現(xiàn),故常稱(chēng)作翻漿冒泥。道床翻漿的根源在于道床臟污所引起的排水嚴(yán)重不暢,其發(fā)生地段一般與下部路基無(wú)關(guān),通常不浸入路基,但也常有因路基翻漿而上升至道床內(nèi)而引起道床翻漿的情況。道床中翻出的泥漿比路基土的顏色要深,雨季時(shí)道床翻漿較嚴(yán)重,雨季過(guò)后不再發(fā)生或明顯輕微。
道床板結(jié)因嚴(yán)重道床臟污引起排水不暢,石灰?guī)r道碴粉化物溶于水中結(jié)成硬塊,或因道碴被泥漿固結(jié)成干硬整塊,就容易造成道床板結(jié)。道床板結(jié)后逐漸失去彈性,引起軌道剛度急劇增加,當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的動(dòng)力作用,從而加劇列車(chē)走行部和軌道部件的破損,縮短設(shè)備的使用壽命,嚴(yán)重時(shí)危及行車(chē)安全。道床板結(jié)在研究工作中一般以實(shí)測(cè)的道床彈性(道床系數(shù))損失加以衡量,但較為費(fèi)事,在實(shí)際工作中,常以道床的板結(jié)厚度加以衡量。用板結(jié)厚度占道床總厚度的比例來(lái)表示道床的板結(jié)程度。