我国扣件研发初期，采用木栓联结方式将螺旋道钉固定于轨枕中，但存在联结不牢固、绝缘性能不足、抗拔强度不足等诸多问题。为解决这些问题，我国于1959年开始螺旋道钉硫磺砂浆锚固技术的研究，并获得了铁路技术的重大创新成果［1]。硫磺砂浆锚固解决了道钉锚固技术难题，具有锚固强度高、绝缘性能好、造价低、作业简单、便于更换等优点［2-3]。但锚固作业时须将硫磺砂浆锚固剂加热熔融，锚固剂中所含的化学物质在高温条件下会产生大气污染物，对环境造成影响，且施工现场须有明火，会带来一定的防火安全隐患。近年来，随着我国环保要求日益提高，这种作业方式越来越受到限制。为满足环保要求研究了替代硫磺砂浆锚固剂的多种材料，如水泥砂浆锚固剂、树脂砂浆锚固剂等［4-5]。但由于无相应标准规范，且使用时出现过一些问题，故尚未能大面积推广应用。

针对采用不同锚固剂锚固的典型区段混凝土枕开展现场调研，以确认各类型锚固剂的实际服役状态。本次调研的成果有望为我国新线轨枕铺设与既有线轨枕养护维修方案提供相应依据，并为研发或优化新型锚固材料提供重要参考。

1 线路基本情况

考虑不同的锚固剂类型和服役时间，本次调研选取了京沪（北京—上海）铁路、大秦（大同—秦皇岛）铁路、侯月（侯马—月山）铁路、京九（北京—九龙）铁路、西长（北京西站—长阳线路所）铁路、（北京地铁）房山线（东管头南站—阎村东站）、京原（北京—原平）铁路、沪昆（上海—昆明）铁路和京广（北京—广州）铁路共9条线路。各线路的基本情况见表1。

表1 调研线路基本情况锚固剂硫磺砂浆水泥砂浆树脂砂浆线路京沪线大秦线侯月线京九线西长线房山线京原线沪昆线京广线房山线调研里程K39+850 K318+100 K30+500 K263+300 K25+300 K3+884 K27+030 K269+150 K29+130 K3+900扣件弹条Ⅱ型弹条Ⅱ型弹条Ⅱ型弹条⒈型弹条Ⅱ型弹条Ⅰ型弹条Ⅱ型弹条Ⅱ型弹条Ⅱ型弹条Ⅰ型钢轨/(kg·m-1)铺设时间1999年2012年2013年5月2018年4月2018年6月2018年11月2018年11月2012年12月2018年11月2018年12月

参照Q/CR 352—2016《混凝土枕螺旋道钉锚固》中采用硫磺砂浆进行锚固的相关要求，除精度外，螺旋道钉锚固还有抗拔力、绝缘性能、疲劳性能等指标要求。其中，锚固后的螺旋道钉抗拔力要求不小于60 kN，且抗拔力试验后螺旋道钉周围无肉眼可见裂纹；锚固后两螺旋道钉间的绝缘电阻值要求不小于1.2×105Ω［6-7]；锚固后螺旋道钉应进行2×106次疲劳试验，要求疲劳试验后螺旋道钉周围无肉眼可见裂纹。本次调研参照Q/CR 352—2016 中规定的方法对道钉抗拔力和道钉间的绝缘电阻进行实地测量。

2 硫磺砂浆锚固

硫磺砂浆锚固是将水泥、硫磺、砂子、石蜡按一定配合比混合加热制得硫磺砂浆，在熔融状态下注入轨枕预留孔中，降温后即可实现螺旋道钉固定。硫磺砂浆锚固有一个独特优势，即当被锚固的螺旋道钉发生损坏时，可通过将硫磺砂浆加热重熔的方式取出道钉重新锚固，而且重熔的硫磺砂浆使用效果不变。但是，硫磺砂浆在140 ～160 ℃高温熬制过程中须使用明火，而且会产生大量酸性气体和有毒烟雾。

2.1 原材料性能及要求

1）水泥应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。碱含量不应大于0.6%，三氧化硫含量不应大于3.0%。

2）砂子粒径不应大于2 mm，含泥量按质量计不应大于1.5%。不应使用具有碱-碳酸盐反应活性或砂浆棒膨胀率（快速法）大于或等于0.2%的碱-硅酸盐反应活性的砂子。

3）硫磺一般为粉状或块状Ⅱ-Ⅲ级工业用硫磺，含硫量应在95%以上。配制前打成均匀碎块。如受潮，应在配制前干燥。

4）石蜡为一般工业用石蜡，配制前要打成碎块。

5）水泥、硫磺、砂子、石蜡的质量比为1∶2∶3∶0.06或（0.3 ～0.6）∶1∶（1 ～1.5）∶0.03。在满足锚固性能要求的条件下，可根据原材料、环境温度、灌注作业要求等因素对原材料比例进行适当调整。

2.2 锚固工艺及要求

硫磺砂浆锚固工艺参照Q/CR 352—2016 附录A。

2.2.1 锚固作业前准备工作

1）逐根轨枕逐孔检查轨枕预留孔内壁凹坑状况。必要时应进行测量，预留孔有凹坑部分的深度范围应大于螺旋道钉埋深10 mm，单个凹坑深度不宜小于2 mm。

2）应将轨枕预留孔内壁和螺旋道钉表面清理干净并保持干燥，螺旋道钉表面不应黏附泥土等杂物。遇下雨时不宜进行锚固。

文章来源：《机械工程材料》 网址: http://www.jxgcclzz.cn/qikandaodu/2021/0623/486.html

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