铁科院铁建所铁路混凝土裂缝修补技术

和“轨道管理”两个研究项目组，重点加强高速铁路和客运专线的养护维修技术
和数据分析处理工作。近年来，铁科院承担了科技部和铁道部高速铁路无砟轨道
结构养护、维修的多项课题，完成了高速铁路无砟轨道混凝土结构裂缝修补技术、
无砟轨道水泥乳化沥青砂浆修补技术的研究课题，组织编写了高速铁路无砟轨道
维修规则，其内容包括线路设备的检查内容和周期、维修标准、维修作业要求、
（a）400ml 管装
（b）5kg 壶装
3
（c）20kg 桶装 图 1 铁路混凝土裂缝修补材料包装形式
3、工艺特点 根据裂缝宽度及劣化部位不同采用不同的修补工艺进行修补处理。 针对对结构无影响且已稳定的表面微细裂缝，一般采用表面封闭法。该工艺
操作简单，施工人员容易掌握，可直接在潮湿或干燥的混凝土表面施工，修补后 对基层收缩裂缝有较强适应性，防止水汽、化学物质和二氧化碳沿裂缝侵入混凝 土内部。
课题号 2007G002 2007G044-R 2009G012-E 2008G031-H
2008G033-B
2009G023-D 2010G006-A 2010G007-I
2010EG123204
高速铁路轨道精密检测和维修技术的研究
J2008G009
课题来源 铁道部科技计划 铁道部科技计划 铁道部科技计划 铁道部科技计划
线路质量评定等。这为本项目的开展奠定了坚实的技术基础。铁科院承担的科技
部、铁道部与铁科院院基金与高速铁路修复技术相关的课题如表 1 所示。通过承
担和完成这些科研项目，对高速铁路无砟轨道的病害情况有了深入的了解，初步
掌握了高速铁路基础设施的病害类型、病害特点及演变规律。
表 1 所承担的高速铁路修复技术课题
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图 5 聚氨酯类离缝修补应用于武广高铁
图 6 裂缝封闭材料应用于石武客专
图 7 聚氨酯类注浆材料应用于北京地铁
图 8 低压注浆工艺应用于梁面裂缝修复
图 9 裂缝注浆材料应用于无砟轨道修复
7
4
图 2 低压注浆（手动加压） 通过手动胶枪加压注浆可以实现裂缝的饱满灌注，并且由于材料通过料管密 封处理，不会造成材料的浪费和对轨道板造成污染，施工操作中安全环保；材料 为双组份固定比例灌装，施工配料时计量准确，不易出错，最大限度地保证了材 料性能的发挥。
图 3 弹簧加压注浆 T 型活塞式弹力补缝器是一种压力注浆法修补裂缝的专用器具，它结构精 巧、使用简便、自动注浆、无需动力、价格低廉，是由铁科院铁建所发明的混凝 土裂缝修补的专利产品。 4、修补效果 采用该修补材料及工艺处理后的效果受到甲方的一致肯定，修补效果见图 4 所示：
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2007YJ55
术研究
高速铁路路基沉降与弯沉变形监测系统的研
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2008YJ13
制
16 高速铁路道岔检查与维修的成套工具研制
2010YJ68
CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆快
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2010YJ70
速修补材料及配套机具的开发及产业化研究
高速铁路无砟轨道结构关键技术研究——高
18 速铁路无砟轨道及基础工程无损检查技术与 2010YJ73
韧性大，耐久性高； （3） 可以灵活地设计材料的性能。我们可以通过调节聚合物乳液和粉料以
及助剂的比例，来得到不同强度和延伸率的产品。 裂缝注浆材料按照材料体系可分为环氧树脂类，聚氨酯类、丙烯酸类等。 环氧树脂类裂缝注浆材料具有以下特点： （1） 不含挥发性溶剂，硬化时收缩小； （2） 粘结强度高，韧性及抗冲击性好，对原混凝土结构有很好的结补强作
铁科院创新基金
铁科院创新基金 铁科院创新基金 铁科院创新基金
2、修补材料 用于铁路混凝土裂缝的修补材料根据工艺不同可分为裂缝封闭材料、裂缝注
浆材料两类。裂缝封闭材料具有以下优异的性能： （1） 材料与基面的亲和性很好。即使基面较为潮湿（无明水）的情况下，
也不会影响施工； （2） 冷施工，涂层整体性强，对异形部位适应性强。材料结构缺陷少，柔
序号 1 2 3 4
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课题名称 客运专线工务维修养护技术规定研究 客运专线无碴轨道综合维修、检测技术 客运专线桥梁维护关键技术研究 高速铁路有砟轨道关键技术试验研究——高 速铁路有砟轨道结构的管理和维修 京沪高速铁路线路综合维修技术研究——京 沪高速铁路轨道维修技术研究 高速铁路无砟轨道混凝土结构裂缝修补技术 研究 高速铁路无砟轨道维修技术深化研究 高速铁路检测监测技术研究──高速铁路桥 梁安全监测系统关键技术研究 高速铁路无砟轨道混凝土裂缝快速修补技术 研究
铁路混凝土裂缝修补技术
中国铁道科学研究院铁道建筑研究所
目录
1、研究基础 ............................................................................................................................. 1 2、修补材料 ............................................................................................................................. 2 3、工艺特点 ............................................................................................................................. 4 4、修补效果 ............................................................................................................................. 5 5、工程应用 ............................................................................................................................. 6
针对铁路混凝土垂直面裂缝，无法采用重力渗透的方式进行无压注浆处理， 需要附加压力才能实现修补材料对裂缝区域的灌注。这种附加一定的外界压力进 行注浆的工艺称为低压注浆工艺，该工艺可以实现垂直面裂缝注浆，甚至顶面裂 缝的注浆。低压注浆工艺分为手动加压（图 2）和自动加压（图 3）两种，手动 加压采用新式注浆机具，实现了低压注浆的高效性和双组分计量的精确性。克服 了低压注浆设备注浆效率低，需现场配制，不易计量等缺点。
铁道部科技计划
铁道部科技计划 铁道部科技计划 铁道部科技计划
科技部院所基金 铁道科学技术研 究发展中心项目
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11 无砟轨道道床板混凝土开裂机理及防裂
J2008G010
12 铁路边坡状态监测评估技术研究
J2010G004
13 高速铁路桥梁检定技术研究
J2010G005
客运专线无砟轨道混凝土轨道板快速修补技
5
修补前
（a）
修补后
修补前
(b)
图 4 修补效果
修补后
5、工程应用 铁科院铁建所研发的混凝土裂缝修补材料及修补工艺已成功应用于京沪高
铁、京石、石武、武广、广深港、宁杭、哈大、合蚌等高铁线路；北京地铁 2 号线、5 号线、房山线等城轨线路；滨绥、大秦铁路二期、兖石线沂河桥、川黔 线 16m 普通梁、皖赣线 32m 预应力梁、大窑湾港铁路桥等既有线铁路混凝土裂缝 的修补。
装备研究
试验检测关键技术研究——大型桥梁施工及
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2010YJ76
健康状态新型监测系统开发研究
20 高速铁路无砟轨道系统修复技术研究
2011YJ81
高速铁路无砟轨道结构部件更换关键技术研
21
2011YJ88
究
铁道科学技术研 究发展中心项目 铁道科学技术研 究发展中心项目 铁道科学技术研 究发展中心项目 中日韩国际合作 项目 铁科院创新基金 铁科院创新基金 铁科院创新基金
铁路混凝土裂缝修补技术
1、研究基础
铁科院从 1990 年开始研究混凝土结构裂缝修补技术，当时主要是针对桥梁、
隧道的裂缝，开ห้องสมุดไป่ตู้出混凝土修补胶、聚合物水泥砂浆及其修补工艺和机具，实现
了裂缝修补技术在铁路工程中的大规模应用。
作为无砟轨道结构再创新的主体单位，中国铁道研究院拥有国外高速铁路系
统的资料，其中包括不同无砟轨道结构修复资料。按部要求组建了“轨道结构”
用；
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（3） 抗老化性及耐介质（酸、碱、盐及油等）性好； （4） 可操作时间长，使用方便、无毒。反应温和，放热低。 聚氨酯类裂缝注浆材料具有以下性能特点： （1） 极低的粘度及表面张力，可以渗透到细小的裂缝中； （2） 固化速度快，修补效率高，可以在较短的时间内完成修补，并达到通 车要求； （3） 具有较好的环境适应性，可以在较低的温度及潮湿环境中固化； （4） 具有较高的粘结强度、抗拉强度和抗压强度，可以对结构起到较好的 补强作用。 丙烯酸类裂缝注浆材料具有的特点如下： （1） 粘度低，可灌性好，适用于混凝土裂缝补强，特别是细裂缝的补强灌 浆，能灌入 0.05mm 的细微裂缝； （2） 收缩相对较小，粘结强度大，固化体综合力学性能好； （3） 耐热性、耐水性、耐介质以及耐老化性能好。 根据现场需要，修补材料按用量大小可以提供以下几种包装形式：