[發明專利]一種用于聚氨酯固化道床的軟質聚氨酯泡沫材料拉伸粘結強度試驗方法

無效

• 申請號: 201410394617.6
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104122203A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 鄭新國;李書明;謝永江;曾志;劉競;翁智財;朱長華;仲新華;楊德軍
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于高速(重載)鐵路聚氨酯固化道床的軟質聚氨酯泡沫材料與道砟拉伸粘結強度的試驗方法，特別是一種采用夾心粘結試樣測試聚氨酯泡沫材料與道砟石拉伸粘結強度的方法。

背景技術

我國社會與經濟的快速發展對鐵路運輸提出了越來越高的要求，快速、安全、舒適的高速鐵路和運輸密集、載重量大的重載鐵路成為我國鐵路發展的主要趨勢，這對有砟軌道的運營、管理提出了嚴峻的考驗。國內外有砟軌道運營實踐表明，隨著運量、行車密度、軸重及行車速度的增加，道砟磨損、粉化造成的軌道幾何形態惡化速度將成倍增加，大幅增加線路養護維修工作量，使得鐵路運輸與養護維修之間的矛盾進一步加劇，當前，如何在滿足運營要求的前提下減少道砟磨損、粉化速率，進而減少線路的養護維修工作量，已成為很多國家研究的重要領域。

聚氨酯固化道床是采用雙組份軟質聚氨酯泡沫材料將散粒體道砟固結形成的一種整體道床。固化道床既在一定程度上保持了有砟道床彈性好、噪聲小的優點，又具有無砟道床整體性高、穩定性好的特點，能夠大幅度減少道砟磨損、粉化速率，可顯著降低線路養護維修工作量，從而有效緩解鐵路運輸需求與養護維修之間的矛盾，因此，聚氨酯固化道床被稱為兼具有砟/無砟軌道結構優點的第三種軌道結構形式。在聚氨酯固化道床技術體系中，如何提高軟質聚氨酯泡沫材料與道砟所形成固結體的整體性和穩定性是確保聚氨酯固化道床性能優異的關鍵，這要求聚氨酯泡沫材料除了填充道砟間的空隙之外，還要與道砟形成良好的粘結，二者形成牢固整體，進而確保在列車荷載下道砟與聚氨酯泡沫材料成為一穩定結構，可以看出，粘結性能好壞是評價用于聚氨酯固化道床的聚氨酯泡沫材料性能優劣的重要指標，但目前關于高分子材料與非金屬材料間粘結性能的試驗方法均為單面粘結測試方法，即受檢材料僅一側與基底粘結，這與填充在道砟間的聚氨酯泡沫材料與兩側道砟均應粘結的服役現狀存在較大差異，不適合評價二者的粘結性能，為此，本發明提出了一種道砟石——軟質聚氨酯泡沫材料——道砟石夾心式復合結構，并設計了一套拉伸粘結測試裝置用于測試軟質聚氨酯泡沫材料與道砟石的粘結性能。

發明內容

本發明的目的在于尋求一種采用夾心式復合結構測定軟質聚氨酯泡沫材料與道砟石粘結強度的試驗方法，實現精確測定軟質聚氨酯泡沫材料與道砟間的拉伸粘結強度。

本發明為了模擬服役中聚氨酯泡沫固化材料與道砟的粘附狀態，設計了道砟-聚氨酯泡沫材料-道砟的夾心粘結試樣；為了消除試樣受拉時的偏心、扭轉和受力不均勻問題，實現受拉時試樣對中，本發明從兩方面進行了設計：一方面，定位底板粘結面的尺寸略大于粘結試樣的尺寸，二者直徑相差1mm，這方便試樣與定位底板粘結時定位對中；另一方面，兩側的定位底板均與帶有球形拉桿的拉伸鋼板相連，每側通過4個定位螺栓聯接，確保受力時拉桿能夠自動調整對中。

本發明先將道砟母巖鉆取并切割成尺寸為φ50mm×20mm的圓柱體試件，將兩圓柱體試件對立同心放置，用牛皮紙和透明寬膠帶沿圓柱體弧線方向將兩圓柱體間圍成φ50mm×20mm的空腔，并設置注漿孔，將混合好的聚氨酯漿液倒入空腔中，漿液發生化學反應，填充道砟間的空腔，并將道砟粘結在一起，形成夾心粘結試樣，待粘結試樣在溫度為(23±2)℃、濕度為40％～60％的環境中養護72h，切除多余的聚氨酯泡沫固化材料，拆除膠帶和牛皮紙，在粘結試樣兩側均勻涂抹膠黏劑，將定位底板黏貼到粘結試件兩側，待膠黏劑干燥后，將帶球形拉桿的拉伸鋼板聯接到定位底板上，拉桿能夠直接聯接到電子萬能試驗機上，沿拉桿方向施加拉伸力，按10mm/min的加載速率進行加載，記錄粘結強度的最大力。

本發明為實現定位底板與粘結試樣和拉伸鋼板精確對中，將圓柱形定位底板兩側均設計成內凹面，內凹面的尺寸為φ51mm×5mm。

本發明采用夾心式粘結試樣及拉伸粘結裝置在電子萬能試驗機上進行拉伸粘結強度試驗，該方法能夠真實反映軟質聚氨酯泡沫材料與道砟石的粘結力，具有原理可靠、測試精度高，數據離散性小，分析結果精確的特點。

附圖說明

圖1為本發明測試方法的試驗組合結構原理示意圖，包括道砟石試樣1、軟質聚氨酯泡沫材料2、膠黏劑3、定位底板4、拉伸鋼板5、球形拉桿6、定位螺栓7。

具體實施方式：

下面通過實施例具體說明測試軟質聚氨酯泡沫材料2與道砟石試樣1之間的拉伸粘結強度的方法和過程。

1、試驗條件

(1)采用特級道砟母巖制作道砟石試樣，粘結面為有一定粗糙度的平整切割平面。