板式無砟軌道填充層材料成功自主研發(fā)

與傳統(tǒng)有砟軌道相比，板式無砟軌道具有軌道平順性高、剛度均勻性好、穩(wěn)定性強、維修量少等突出優(yōu)點，成為我國設計時速300公里高速鐵路采用的主要軌道結構型式。在板式無砟軌道中起填充、承力、傳力作用，對軌道結構的平順性、耐久性、安全性以及運營維護成本有重大影響的填充層材料——水泥乳化瀝青砂漿的研發(fā)成為我國鐵路科技工作者必須攻克的一大技術難關。

2006年年底，在鐵道部組織下，中國鐵道科學研究院牽頭開展了水泥乳化瀝青砂漿的自主創(chuàng)新研發(fā)。為順利推進水泥乳化瀝青砂漿研發(fā)工作，鐵科院組織精兵強將成立了由趙有明副院長掛帥的專題項目組。項目組秉著創(chuàng)新求實的理念，以科學嚴謹、敬業(yè)忘我、銳意進取的工作態(tài)度開展了水泥乳化瀝青砂漿制備技術及施工技術的研發(fā)。

制備水泥乳化瀝青砂漿時，需采用一種有機類高分子材料——乳化瀝青。以往的經(jīng)驗表明，乳化瀝青性能的好壞將決定水泥乳化瀝青砂漿制備的成敗，是水泥乳化瀝青砂漿的關鍵原材料之一。當時，國外對這一技術實行了嚴密封鎖，國內(nèi)尚無相關制備經(jīng)驗可借鑒，這對以無機類材料研究為主的項目組來說，無疑是一個巨大的難題。

在困難面前，項目組成員毫不退縮，迎難而上。在填補高分子化學知識的同時，項目組成員積極走訪相關專家，學習、歸納、總結乳化瀝青的制備經(jīng)驗。為集思廣益、發(fā)揮專長，他們聘請了國內(nèi)高分子領域的知名專家作為顧問，為研究工作保駕護航。

經(jīng)過堅持不懈的努力、無數(shù)次的挑燈夜戰(zhàn)，項目組先后解決了乳化瀝青制備時乳化瀝青離子穩(wěn)定性差、機械穩(wěn)定性差、酸堿穩(wěn)定性差、熱穩(wěn)定性差等技術難題，最終制備出穩(wěn)定性高、減水率大、對水泥乳化瀝青砂漿收縮及抗凍性能有較大改善的乳化瀝青。

在解決乳化瀝青制備技術難題的同時，項目組充分運用他們在無機非金屬材料方面的淵博知識和豐富經(jīng)驗，對水泥乳化瀝青砂漿另一種關鍵制備原材料——干料展開了相關研究。他們先后解決了水泥乳化瀝青砂漿在制備過程中易泌水、產(chǎn)生浮漿等技術難題。同時，項目組采用技術措施減少了水泥乳化瀝青砂漿的收縮，提高了水泥乳化瀝青砂漿的韌性及抗沖擊能力，降低了其開裂風險。他們順利研制出了適宜于水泥乳化瀝青砂漿制備的干料，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

在攻克乳化瀝青、干料制備技術難關的基礎上，項目組通過對其結構形成機理、性能演變規(guī)律、關鍵性能耐溫性、勻質性、抗裂性、氣泡穩(wěn)定性和粘結性等深入研究，成功制備出性能穩(wěn)定、耐久性好且適用于0攝氏度至40攝氏度環(huán)境下施工的水泥乳化瀝青砂漿，突破了國外同類產(chǎn)品只能在5攝氏度至35攝氏度使用的技術瓶頸，填補了我國在這一領域的空白，達到了國際領先水平。

除了在室內(nèi)研究出性能優(yōu)越的水泥乳化瀝青砂漿外，項目組成員還對水泥乳化瀝青砂漿施工技術進行了大量研究。他們先后在鐵科院灌板基地、上海金山灌板基地以及京滬沿線開展了大量的實尺模型試驗以及現(xiàn)場灌揭板試驗。在對砂漿配方進行反復驗證、優(yōu)化的同時，項目組創(chuàng)造性地發(fā)明了既能保證施工質量又能大幅提高施工速度的封邊材料、專用灌注漏斗等施工材料及器具，完善了水泥乳化瀝青砂漿質量控制措施。

2010年，項目組研制的水泥乳化瀝青砂漿成套技術在京滬高鐵實現(xiàn)了大規(guī)模應用，應用里程占京滬全線的66%。項目組作為京滬線水泥乳化瀝青砂漿的技術支持單位之一，始終戰(zhàn)斗在京滬線水泥乳化瀝青砂漿施工第一線。他們密切關注現(xiàn)場施工情況，運用掌握的知識，及時分析、解決施工中出現(xiàn)的問題，為京滬線水泥乳化瀝青砂漿灌注施工貢獻了一份力量，得到了施工單位及業(yè)主的贊揚。

該研究成果已納入鐵道部相關行業(yè)標準，為我國高速鐵路和客運專線水泥乳化瀝青砂漿的大規(guī)模施工提供了有力的技術支持。該研究成果共獲得3項國家發(fā)明專利、1項實用新型專利，并分別于2009年、2011年、2012年獲得中國鐵道科學研究院科學技術獎特等獎、中國鐵道學會鐵道科技獎二等獎、北京市科學技術獎三等獎。（柯軒）

來源：人民鐵道報

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