床厚度和道床加速度的关系。
2）道床动压应力的计算
钢轨动压力Rd，根据实测结果（见表15.4.9），普通轨枕轨道为Rdp=91kN，弹性轨枕轨道Rdt=58kN，由式（15.2.3）得：
普通轨枕：?bp91?1032??0.2528 N/mm 53.6?1058?103?0.1611 N/mm2 弹性轨枕：?bt?53.6?103）道床参振质量的计算
按式（15.2.5）、式（15.2.6），不同道床厚度hb的道床质量的计算结果见表15.2.2。
表15.2.2 道床参振质量的计算值
道床厚度hb(m) 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 锥体体积(m3) 0.1070 0.1508 0.2024 0.2623 0.3309 0.4089 0.4966 0.5945 0.7032 235 332 445 577 728 900 1093 1308 1547 道床质量(kg) （4）道床加速度的计算
根据实测结果（见表15.4.9），道床支承动刚度普通轨枕Kdp=75.54kN/mm，弹性轨枕Kdt=19.99kN/mm，按式（15.2.4），不同道床厚度的道床加速度的计算结果见表15.2.3和图15.2.3。
表15.2.3 道床加速度的计算值
道床厚度hb(m) 普枕加速度abp 弹枕加速度abt abp/abt 0.60.50.4 普通轨枕0.20 0.57 0.29 1.97 0.25 0.48 0.25 1.92 0.30 0.41 0.21 1.95 0.35 0.36 0.19 1.90 0.40 0.32 0.17 1.88 0.45 0.29 0.15 1.93 0.50 0.26 0.14 1.86 0.55 0.24 0.12 2.00 0.60 0.22 0.11 2.00 弹性轨枕0.30.20.10.01520253035404550556065ab图15.2.3 两种轨枕不同厚度道床的加速度变化曲线
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hb（cm）
（5）道床残变速率的计算
根据以上算出的道床动应力σb值和道床加速度ab值，按式（15.2.2）计算不同道床厚度的道床残变速率β值，见表15.2.4和图15.2.4。
表15.2.4 道床残变速率的计算值
道床厚度hb(m) 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 普枕残变速率βp 0.1441 0.1213 0.1036 0.0910 0.0809 0.0733 0.0657 0.0607 0.0556 弹枕残变速率βt 0.0467 0.0403 0.0338 0.0306 0.0274 0.0242 0.0226 0.0193 0.0177 βp/βt 0.160.140.120.100.083.1 3.0 3.1 3.0 3.0 3.0 2.9 3.1 3.1 普通轨枕 弹性轨枕β0.060.040.020.001520253035404550556065hb(cm)
图15.2.4 两种轨枕不同厚度道床的残变速率变化曲线
（4）轨道高低变化程度的评估
1）道床动压应力引起高低变化程度的比较 根据15.2.2（3）2）中的计算结果可得：
?bp0.2528??1.57 ?bt0.1611尽管σbp和σbt值均小于碎石道床允许承压应力[σb]=0.50Mpa，但两者对道床残余变形的影响却大不相同。因道床动压应力而引起的轨道高低变化，普通轨枕是弹性轨枕的1.57倍，换言之，采用弹性轨枕可使轨道高低变化的程度减少36%。
2）道床加速度引起高低变化程度的比较
由表15.2.3和图15.2.3的计算结果可知，随着道床厚度hb的增加，两种轨枕轨道的道床加速度abp和abt均呈降低趋势。但两者对道床残余变形的影响也大不相同。道床加速度越大，碎石道床的破坏或失效就越严重。
因道床振动加速度而引起的轨道高低变化，不论道床厚度如何，普通轨枕
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约为弹性轨枕的2倍，也就是说，采用弹性轨枕可使轨道高低变化的程度减少50%。
3）道床残变速率引起高低变化程度的比较
受道床动压应力和道床加速度综合影响的道床残余变形积累速率β引起的轨道高低变化，由表15.2.4的计算结果可知，普通轨枕大致是弹性轨枕的3倍，显然，采用弹性轨枕可使轨道高低变化的程度减少67%。
（5）道床厚度与道床加速度的关系 1）道床合理厚度
由表15.2.3的计算结果不难看出，道床厚度每增加10cm，无论是普通轨枕还是弹性轨枕轨道，道床加速度均可降低20~30%，并且，道床厚度从20cm增加到30cm或从25cm增至35cm，其降低效果十分显著，接近30%；如果道床厚度从35cm再往上增加，效果虽有，但递减率也会随之减小，似无此必要，故道床合理厚度以35cm为宜。
2）使用弹性轨枕
由表15.2.3还可看出，道床厚度hb=20cm时弹性轨枕的道床加速度abt=0.29，与hb=45cm时普通轨枕的abp=0.29相当，也就是说：
弹性轨枕+10cm道床厚度≈普通轨枕+35cm道床厚度
可见，使用弹性轨枕至少可顶替20cm的道床厚度。这一事实，对于在道床厚度不足的地段铺设弹性轨枕有特殊功效，它已被试铺地段的运营实践所证实。
15.2.3 本章要点
（1）使用弹性轨枕不仅能明显提高轨道弹性，降低道床动应力和道床振动加速度，还能显著降低轨道高低不平顺的幅度及其扩展速率，这大大有利于减少轨道养护维修工作量及其费用，延长轨道综合维修周期。
（2）使用弹性轨枕至少可以顶替20cm的道床厚度。这对道床厚度不足特别是在桥隧涵等刚性基础上使用有特殊功效。
15.3 弹性轨枕实尺轨道试验
15.3.1 试验目的及试验内容 （1）试验目的
为了解和掌握弹性轨枕在有碴轨道中的作用及若干基本特性和应用技术问
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题，采取在室内铺设实尺轨道试验的方法，比较弹性轨枕和普通轨枕两种轨道的基本特性和应用效果。
（2）试验内容
实尺试验轨道(图15.3.1(a)、(b))是在室内混凝土基础上构筑的道碴槽内铺设短轨排标准有碴轨道。利用脉冲疲劳试验机进行各种试验，并通过试验结果比较弹性轨枕与普通轨枕两种有碴轨道的基本特性。试验内容主要有：
1）静载试验
· 道床支承刚度 · 道床横向阻力 · 轨枕荷载力矩 2）动载试验
· 道床下沉特性 · 疲劳耐久性能
脉冲荷载箱型梁弹性轨枕道碴槽
(a)
(b)
图15.3.1 实尺试验轨道布置
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15.3.2 室内静载试验结果及分析 （1）道床支承刚度 1）试样静刚度
枕下垫板试样尺寸180×150×15mm，试验荷载20kN~80kN，静刚度测试值见表15.3.1。
表15.3.1 枕下垫板试样刚度 项目 期望目标值 理论计算值 配方26# 测试值 配方27# 配方28# 静刚度（kN/mm） 30～50 41.5 41.5 40.1 39.5 本次试验所研发的各种橡胶材料枕下垫板的静刚度测试值均能达到设计期望目标值。
2）道床支承刚度实测值
图15.3.2为道床支承刚度位移传感器法测试布置图。图15.3.3为枕上荷载与轨枕位移的实测曲线，表15.3.2为两种轨枕的道床支承刚度实测值。据此可知，在同一荷载作用下，弹性轨枕道床支承刚度明显低于普通轨枕道床支承刚度3.5~5倍，表明弹性轨枕有碴轨道弹性性能大大优于普通轨枕有碴轨道。 钢轨：位移传感器三位轨枕四位：加载位置1700540一位荷载P位移传感器固定支架二位加载梁轨枕250道碴槽 图15.3.2 道床支承刚度测试布置图（单位mm） 10