[發明專利]高密度聚乙烯鐵路軌道枕木

無效

• 申請號: 200810064724.7
• 申請日: 2008-06-13
• 公開（公告）號: CN101435177A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 潘成才
• 申請（專利權）人: 潘成才
• 主分類號: E01B3/44
• 分類號: E01B3/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

高密度聚乙烯為高分子聚合物，化學性質極為穩定。并且，以它具有的強度性能廣泛應用于建筑領 域。采用高密度聚乙烯用于鐵路軌道枕木是建筑材料中一個全新的科研成果，它實現了建筑材料向多樣 化發展的需求，有效地解決了資源緊缺的問題。間接的起到了保護環境的作用。

背景技術

長期以來，鐵路軌道枕木使用的是木材枕木，木料以黃花松為主。由于用材量大，價格昂貴，伴隨 著林木資源的減少和木材的緊缺，迫使鐵路建設不得不尋找新的替代材料。而混凝土枕木就是在這種情 況下應運而生的。據調查，混凝土枕木雖然強度高，承載力大。但是，它也有它致命的弱點。由于混凝 土為剛性材料，不能適應變形條件。因此，在行車過程中表現出車體的振動力非常強，使人感覺不舒適。 并且，機車在剛性體作用下加大了對車廂的振動損害，降低了車廂的使用壽命。

以此為切入點我們研制了采用高密度聚乙烯代替混凝土制作鐵道枕木的設想。研究發現，高密度聚 乙烯材料，通過獨特的配方，它的的力學性能優于木材，近似于混凝土，個別指標還優于混凝土。諸如： 聚乙烯的抗拉強度為21～24MPa；而混凝土的抗拉強度只能達到1.1MPa。聚乙烯抗剪切強度可以達到 60MPa，而混凝土的抗剪強度只能達到11MPa。混凝土的彈性模量雖然很高，但是，它是缺少聚乙烯的 韌度。另外，彈性模量為552～758Mpa；聚乙烯的軟化溫度120℃；脆化溫度-70℃；泊松比0.45；斷裂 伸長率≥350％。這些指標都非常適合用于建造枕木材料。

高密度聚乙烯具有的揉性體特征，在其彈性力的作用下，對機車起到了振動緩沖的作用，從而大大 提高了機車的使用壽命。據考證，一定的的彈性作用有利于機車的高速行駛，其剎車距離也會因彈性作 用而縮短距離。

高密度聚乙烯還具有高分子聚合物化學性質極為穩定的特點，使用壽命比木材高8.9倍，比混凝土 高2.5倍，從而大大降低了工程造價。

本發明采用模具成型的辦法制備軌道枕木，其中包括a.制模，將所述成型模具制成與軌道枕木匹 配的枕木形狀；b.在模具內固定安裝鋼制夾片，分上下兩層，使之包裹在高密度聚乙烯材料內，形成枕 木加強筋的作用。c.將螺栓固定在夾片上預植好的螺栓孔內焊接成型，螺栓形成橫向均勻受力效果，避 免螺栓松動。d.同時打開加熱裝置對成型模具加熱，對成型模具加熱到140-250度時，將聚乙烯料原 料倒入成型模具中，塑料原料不斷附著于已加熱的成型模具內壁，并使其達到成型枕木的效果。 本發明以《國家鐵路建筑標準設計圖集》為依據，對其中的軌道枕木進行技術改造。方法是：采用與之 相同尺寸的混凝土枕木為基本圖形，制備成高密度聚乙烯鐵路軌道枕木。

該項發明實現原材料多元化發展的方向，起到了改善行車條件作用，并且，利用高分子化學性能非 常穩定的特點，大大提高了鐵路行車的使用壽命，從而降低了工程造價。

本技術具有如下優點；

2?節省資源保護環境 無論是木制的還是混凝土預制的軌道枕木，都不同程度的或間接的對環境起者破壞作用，而由高密度聚 乙烯材料制成的高密度聚乙烯軌道枕木則實現了保護環境不被破壞這一原則，無污染純綠色。且廢棄后 軌道枕木可回收再利用，節省了大量的資源，十分有利于環境保護。

2?施工周期短工藝簡單

混凝土軌道枕木加工時要進行摸板支撐、混凝土攪拌、鋼筋制作、混凝土澆筑、拆摸、養生、等工 藝，且周期長、工藝復雜；但現在采用了高密度聚乙烯材料制作的軌道枕木，只需要預制、安裝、焊接 簡單幾項工藝就完成了。大大縮短了工期，節省了大量的人力、物力的投入。

3?適應變形能力強

混凝土屬脆性材料，當污軌道枕木受力不均，局部應力過大時，混凝土不能產生適應變形而導致局部應 力超過混凝土設計應力上限產生破壞，進而軌道枕木破壞不能繼續使用。高密度聚乙烯屬柔性材料，當高 密度聚乙烯軌道枕木發生受力不均，局部應力時能產生相應的變形而使應力分散，不至于破壞鐵路行車。

4?性能可靠

由于高密度聚乙烯管材本身在±60℃不產生物理變化、化學性能穩定、具有一定的塑性和混凝土檢 查井相比在凍融的環境中和混凝土檢查井相比有著顯著的效果。尤其在有地下水的工程中性能更加突 出。

5?單體造價高于混凝土40％左右，但是，高速的效應，使用壽命長的效應，可回收再利用的效應， 各種數值比較的效應，綜合效益比混凝土高7～8備

附圖說明

1?高密度聚乙烯軌道枕木

如圖1，選用高密度聚乙加工制造軌道枕木