申请/专利权人：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所;中国铁道科学研究院集团有限公司;中国铁路总公司

申请日：2019-07-23

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN110389081B

主分类号：G01N5/00

分类号：G01N5/00;G01F17/00;E01B1/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2019.11.22#实质审查的生效;2019.10.29#公开

摘要：本发明公开了一种基于高分子材料的道床密实度测试结构及方法，通过在道床内部灌注高分子材料混合液体，待混合液反应成型后固结碎石道砟，随后对混合液发泡包裹的道砟颗粒聚合体进行体积测定，通过质量换算求得道床的密度，可在不改变原有道床中道砟相对接触状态的前提下对道床的密实度进行测定。

主权项：1.一种基于高分子材料的道床密实度测试方法，其特征在于，基于高分子材料的道床密实度测试结构，包括高分子材料道砟复合体、轨枕和钢轨；所述高分子材料道砟复合体由高分子材料粘接散体碎石道砟形成，所述高分子道砟复合体上平行设置多个轨枕，所述轨枕上设置两条相互平行的钢轨；所述钢轨与所述轨枕相互垂直；所述高分子道砟复合体上设置浇注点，所述浇注点位于所述两条钢轨的外侧，所述浇注点靠近所述轨枕，且所述浇注点与所述轨枕的端面间距离等于所述浇注点与所述钢轨间的距离；采用上述基于高分子材料的道床密实度测试结构，该基于高分子材料的道床密实度测试方法，具体包括如下步骤：1配制高分子混合液；2确定浇注点，然后在浇注点浇注重量为m1的上述高分子混合液；3待上述高分子混合液发泡反应完成后，高分子材料粘接散体碎石道砟形成高分子材料道砟复合体；4测量所述基于高分子材料道砟复合体的重量m2；5采用排水法测定所述高分子材料道砟复合体的体积V；6根据高分子混合液质量m1以及步骤4和步骤5的测量结果计算得到道床的密实度。

全文数据：一种基于高分子材料的道床密实度测试装置及方法技术领域本发明涉及有砟轨道状态检测技术领域，更具体的说是涉及一种基于高分子材料的道床密实度测试结构及方法。背景技术目前，传统的有砟轨道结构主要由散体碎石道砟组成，碎石道砟颗粒的密实程度直接决定道床的力学性能及轨道结构几何形位的保持能力。因此在线路新建时需要对有砟道床的密实度进行测定。传统的测试方法主要包括灌水法和核子密度仪法两种，均存在明显的缺陷。其中，灌水法需要通过铺设薄膜测定待测道砟集料的体积，且需要通过人工挑拣出道砟颗粒，其不仅会破坏原有道砟的接触状态，还费时费力并存在较大的误差。而核子密度仪法由于需要采用放射源进行测定，因此对作业人员具有一定的人身伤害；此外，核子密度法的测试结果还会受到道砟容重的影响。因此，提供一种安全、高精度的碎石道床密度测试装置及方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。发明内容有鉴于此，本发明提供了一种基于高分子材料的道床密实度测试结构及方法，本发明通过在道床内部灌注高分子材料混合液体，待混合液反应成型后固结碎石道砟，随后对混合液发泡包裹的道砟颗粒聚合体进行体积测定，通过质量换算求得道床的密度，可在不改变原有道床中道砟相对接触状态的前提下对道床的密实度进行测定。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于高分子材料的道床密实度测试结构，包括高分子材料道砟复合体、轨枕和钢轨；所述高分子道砟复合体由高分子材料粘接散体碎石道砟形成，所述高分子道砟复合体上平行设置多个轨枕，所述轨枕上设置两条相互平行的钢轨；所述钢轨与所述轨枕平行相互垂直。优选的，所述高分子道砟复合体上设置浇注点，所述浇注点位于所述两条钢轨的外侧、且位于所述钢轨与所述轨枕之间的中心位置。本发明还提供了一种基于高分子材料的道床密实度测试方法，采用如上所述的一种基于高分子材料的道床密实度测试结构，具体包括如下步骤：1配制高分子混合液；2确定浇注点，然后在浇注点浇注重量为m1的上述高分子混合液；3待上述高分子混合液发泡反应完成后，高分子材料粘接散体碎石道砟形成高分子材料道砟复合体；4测量所述基于高分子材料道砟复合体的重量m2；5测量所述基于高分子材料道砟复合体的体积V；6根据高分子混合液质量m1以及步骤4和步骤5的测量结果计算得到道床的密实度。优选的，所述步骤1中高分子混合液经过发泡反应得到的高分子材料包括聚氨酯。5、所述步骤1中高分子混合液是将聚醚多元醇和异氰酸酯按照1:2的摩尔比混合均匀。上述优选技术方案的有益效果：本发明公开的高分子混合液流动性好，能够完全进入碎石道砟的缝隙中，然后经过发泡固化能够得到稳定的固体结构，从而可以方便的计算体系和重量。优选的，所述步骤2中每隔三跨轨枕设置浇注点，所述浇注点位于所述两条钢轨的外侧，所述浇注点靠近所述轨枕，且所述浇注点与所述轨枕的端面间距离等于所述浇注点与所述钢轨间的距离。上述优选技术方案的有益效果是：本发明设置的浇注点在轨枕侧部，贴紧钢轨侧，可以保证所测得的道床力学状态可以准确反映列车经过时轨下道床的核心受力区域的力学特性。优选的，所述步骤3中发泡反应具体为：在常温10～30℃条件下反应。上述优选技术方案的有益效果是：本发明利用聚氨酯发泡反应过程实现固化碎石道砟，可以通过催化剂对其发泡时间、密度等进行精确调控，并且安全环保，可完整填充道砟间的孔隙并紧固散体道砟颗粒。优选的，所述步骤5中采用排水法测定高分子材料道砟复合体的体积。优选的，所述步骤5具体为：采用带有体积刻度的透明圆筒，预装一半体积的水，在试件装入前，记录筒中水的体积V1，随后将步骤4得到的高分子材料道砟复合体完全浸入圆筒中，记录浸入后的圆筒中水的体积V2，则试件的体积V＝V2-V1。上述优选技术方案的有益效果是：本发明利用排水法可以有效测定不规则高分子材料道砟复合体的体积，且由于所选取的材料为闭孔材料，故其吸水率相对于道砟高分子材料复合体的体积可以忽略不计。优选的，所述步骤6采用的计算公式为经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于高分子材料的道床密实度测试结构及方法，具有如下有益效果：1本发明公开的结构和方法可在不改变原有道床中道砟相对接触状态的前提下对道床的体积进行测量，从而可以提高测量结果的准确度；2根据测量的道床体积计算道砟密实度使测量的准确度提高；3本发明公开的方法操作简单、安全性高、实用性强。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本发明提供的一种基于高分子材料的道床密实度测试结构的俯视图；图2附图为本发明提供的一种基于高分子材料的道床密实度测试结构的结构示意图；在图中：1为高分子材料道砟复合体、2为轨枕、3为钢轨、A为浇注点。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1本发明实施例1公开了一种基于高分子材料的道床密实度测试结构，包括高分子材料道砟复合体1、轨枕2和钢轨3；高分子道砟复合体1由高分子材料粘接散体碎石道砟形成，高分子道砟复合体1上平行设置多个轨枕2，轨枕上2设置两条相互平行的钢轨3；钢轨3与轨枕2相互垂直。为了进一步的优化技术方案，高分子道砟复合体1上设置浇注点A，浇注点A位于两条钢轨3的外侧，浇注点A靠近轨枕，且浇注点A与轨枕2端面间的距离等于浇注点A与钢轨3间的距离实施例2本发明实施例2提供了一种基于高分子材料的道床密实度测试方法，采用实施例1的一种基于高分子材料的道床密实度测试结构进行测试，具体包括如下步骤：1将聚醚多元醇和异氰酸酯按照1:2的摩尔比混合均匀得到高分子混合液；2每隔三跨轨枕设置浇注点，浇注点位于所述两条钢轨的外侧，浇注点靠近所述轨枕，且浇注点与轨枕的端面间距离等于所述浇注点与所述钢轨间的距离，然后在浇注点浇注重量为m1的上述高分子混合液；3在常温条件下上述浇注的高分子混合液进行发泡反应，待上述高分子混合液发泡反应完成后，高分子材料粘接散体碎石道砟形成高分子材料道砟复合体；4测量所述基于高分子材料道砟复合体的重量m2；5采用排水法测定高分子材料道砟复合体的体积V，具体的采用带有体积刻度的透明圆筒，预装一半体积的水，在试件装入前，记录筒中水的体积V1，随后将步骤4得到的高分子材料道砟复合体完全浸入圆筒中，记录浸入后的圆筒中水的体积V2，则试件的体积V＝V2-V1；6根据高分子混合液质量m1以及步骤4和步骤5的测量结果计算得到道床的密实度采用的计算公式为本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

权利要求：1.一种基于高分子材料的道床密实度测试结构，其特征在于，包括高分子材料道砟复合体、轨枕和钢轨；所述高分子道砟复合体由高分子材料粘接散体碎石道砟形成，所述高分子道砟复合体上平行设置多个轨枕，所述轨枕上设置两条相互平行的钢轨；所述钢轨与所述轨枕相互垂直。2.根据权利要求1所述的一种基于高分子材料的道床密实度测试结构，其特征在于，所述高分子道砟复合体上设置浇注点，所述浇注点位于所述两条钢轨的外侧，所述浇注点靠近所述轨枕，且所述浇注点与所述轨枕的端面间距离等于所述浇注点与所述钢轨间的距离。3.一种基于高分子材料的道床密实度测试方法，其特征在于，采用如权利要求1或2所述的一种基于高分子材料的道床密实度测试结构，具体包括如下步骤：1配制高分子混合液；2确定浇注点，然后在浇注点浇注重量为m1的上述高分子混合液；3待上述高分子混合液发泡反应完成后，高分子材料粘接散体碎石道砟形成高分子材料道砟复合体；4测量所述基于高分子材料道砟复合体的重量m2；5测量所述基于高分子材料道砟复合体的体积V；6根据高分子混合液质量m1以及步骤4和步骤5的测量结果计算得到道床的密实度。4.根据权利要求1所述的一种基于高分子材料的道床密实度测试方法，其特征在于，所述步骤1中高分子混合液经过发泡反应得到的高分子材料包括聚氨酯。5.所述步骤1中高分子混合液是将聚醚多元醇和异氰酸酯按照1:2的摩尔比混合均匀。6.根据权利要求1所述的一种基于高分子材料的道床密实度测试方法，其特征在于，所述步骤2中每隔三跨轨枕设置浇注点，所述浇注点位于所述两条钢轨的外侧，所述浇注点靠近所述轨枕，且所述浇注点与所述轨枕的端面间距离等于所述浇注点与所述钢轨间的距离。7.根据权利要求1所述的一种基于高分子材料的道床密实度测试方法，其特征在于，所述步骤3中发泡反应的反应条件为：在常温条件下反应。8.根据权利要求1所述的一种基于高分子材料的道床密实度测试方法，其特征在于，所述步骤5中采用排水法测定高分子材料道砟复合体的体积。9.根据权利要求1所述的一种基于高分子材料的道床密实度测试方法，其特征在于，所述步骤5具体为：采用带有体积刻度的透明圆筒，预装一半体积的水，在试件装入前，记录筒中水的体积V1，随后将步骤4得到的高分子材料道砟复合体完全浸入圆筒中，记录浸入后的圆筒中水的体积V2，则试件的体积V＝V2-V1。10.根据权利要求1所述的一种基于高分子材料的道床密实度测试方法，其特征在于，所述步骤6采用的计算公式为

百度查询： 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所;中国铁道科学研究院集团有限公司;中国铁路总公司 一种基于高分子材料的道床密实度测试装置及方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD