板式無碴軌道CA砂漿材料的粘彈性原理及其性能研究.pdf

1、CA砂漿是板式無碴軌道的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，主要起支撐、緩沖荷載、調(diào)整軌道精度的作用。CA砂漿的組成含有較高用量的有機(jī)材料（瀝青），因此具有典型的粘彈性特性，其性能受荷載作用速率與溫度影響十分顯著。結(jié)合我國的氣候特點(diǎn)與高速鐵路荷載作用條件開展CA砂漿的粘彈性力學(xué)行為研究，對于開發(fā)適合我國高速鐵路建設(shè)的耐久性CA砂漿材料將具有十分重要的指導(dǎo)意義。 本文研究建立了CA砂漿中瀝青材料分布的理想結(jié)構(gòu)模型，提出了其溫度敏感性量化表征方法，探討了

2、CA砂漿中瀝青分布對其溫度敏感性的影響規(guī)律，揭示了其具有粘彈性特性的材料學(xué)原理。研究表明，優(yōu)化其中的自由瀝青與結(jié)構(gòu)瀝青相對比例，改善所用瀝青材料的溫度穩(wěn)定性是提高CA砂漿溫度穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)，研究并掌握了改善CA砂漿溫度穩(wěn)定性的材料制備方法。 基于時溫等效原理并結(jié)合Arrhenius方程與sigmoidal函數(shù)，通過對CA砂漿在不同溫度和加載頻率下的力學(xué)行為的研究，利用非線性最小二乘法擬合得到了CA砂漿彈性模量主曲線和時間—溫度

3、轉(zhuǎn)換因子，為CA砂漿在更廣域時間、溫度范圍下的力學(xué)行為預(yù)測構(gòu)建了研究平臺，為其高溫靜態(tài)蠕變和低溫抗裂性能提供了理論依據(jù)。 研究了典型環(huán)境溫度（—20℃、20℃、60℃）環(huán)境中CA砂漿的疲勞性能，表明疲勞壽命對數(shù)值（1gN）與應(yīng)力水平（S）呈現(xiàn)良好的線性相關(guān)性，并建立不同環(huán)境溫度條件下CA砂漿的疲勞方程。相同應(yīng)力水平條件下，CA砂漿在負(fù)溫環(huán)境中的疲勞壽命低于在常溫環(huán)境溫度的，研究表明，CA砂漿的粘彈性特點(diǎn)是其在不同環(huán)境溫度條件下具