石家庄铁道大学毕业论文
由于土体强度不足而产生的剪切破坏或塑性流动，基床内土经常处于软塑状态，在基床内的影响深度较大，在列车荷载的作用下，基床上发生剪切破坏，发乍外挤变形。外挤是因为基床强度不足引起，外挤分为路肩隆起。
由于无砟轨道结构随着高速铁路的发展才发展，很多技术还不是很成熟，故无砟轨道存在很多的病害问题，有个能够克服掉，有些还必须进行损害后养护维修工作，上文列出了一些现如今主要的病害，使得我们要投入更多的精力去研究，保证铁路运行安全。
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第3章 CRTSII型板式轨道轨道板裂缝的分类及裂缝成因分析
3.1 混凝土的材料特点及裂缝的影响
由于轨道板裂缝的主要表现是混凝土开裂，在此先对混凝土开裂的一般情况进行研究。混凝土作为钢筋混凝土结构基本材料之一，由多种相态，多种物质构成的复合材料。混凝土内部并不是连续的、紧密的实体，而是处于不连续状态，存在诸多裂隙、空洞、孔道、疏松等缺陷。这些缺陷就成为引发混凝土构件出现裂缝的内在因素。
混凝土裂缝会影响结构的耐久性：混凝土出现裂缝后，在开裂部位形成结构的薄弱环节，加大了混凝土与周围环境的接触面积，加速混凝土的劣化速度；若混凝土为钢筋混凝土，开裂部位钢筋保护层厚度被严重削弱，该部位钢筋因保护层厚度不足而导致钢筋锈蚀，进而弱化结构的安全性。
3.1.1 钢筋锈蚀
混凝土裂缝会引起钢筋锈蚀，导致钢筋发生膨胀，使混凝土保护层脱落，严重的产生纵向裂缝，影响正常使用。钢筋锈蚀导致钢筋有效截面减小，破坏钢筋与混凝土的黏结，使结构承载能力降低，甚至导致结构破坏，是影响钢筋混凝土结构耐久性的最重要的因素。
3.1.2 混凝土碳化
混凝土裂缝会导致空气中的二氧化碳CO2进入混凝土中，足够的空气湿度会使其形成碳酸，即H2CO3。随后碳酸与氢化钙互相作用，产生碳酸钙CaCO3。若Ca(OH)2晶体中的碳酸钙未溶解，混凝土孔隙水的pH值就会降低到钝化极限值，即钢筋失去其抗腐蚀性。
3.2 混凝土裂缝形成原因
混凝土裂缝的形成是多方面原因共同作用的结果, 经系统分析混凝土产品的形成过程, 得出混凝土裂缝产生的主要原因。
3.2.1 设计原因
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⑴设计结构中断面突变导致应力集中，产生构件裂缝；
⑵设计中对构件施加预应力不当，造成构件裂缝（偏心、应力过大等）； ⑶设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝（如墙板、楼板）； ⑷设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。
3.2.2 配合比原因
⑴设计中水泥等级或品种选用不当； ⑵配合比中水灰比（水胶比）过大；
⑶单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大、收缩也越大；
⑷配合比设计中砂率、水灰比选择不当，造成水灰比和易性偏差，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，增加收缩值；
⑸配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当，造成混凝土收缩开裂。
3.2.3 材料原因
⑴粗细骨料含泥量过大，造成混凝土收缩过大；
⑵粗细骨料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生；
⑶混凝土外加剂、掺和料选择不当、掺量不当或产品质量不达标，严重增加混凝土收缩；
⑷水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大，粉煤灰及矾土水泥收缩值较小，快硬水泥收缩大；
⑸水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大，混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大，越易开裂。
3.2.4 施工及现场养护原因
⑴现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生；
⑵对大体积混凝土工程，缺少两次抹面易产生表面收缩裂缝；
⑶大体积混凝土浇筑，对水化热计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝；
⑷现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。
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3.3 混凝土开裂机理
3.3.1 塑性收缩
混凝土的塑性收缩指混凝土浇筑后至凝结前产生的收缩, 其主要原因也是混凝土表面水分的蒸发。骨料粒径越大，混凝土的塑性收缩将越大。施工时出现的塑性裂缝可以通过抹面压实去除。如果不及时处理, 将同混凝土自生收缩、干燥收缩一并作用, 加剧混凝土的开裂。
3.3.2 温度收缩
由于高性能混凝土水泥用量大、水化热高，因此混凝土内部温度将升高, 混凝土膨胀；由于构件非绝热状态，混凝土外部温度将降低。当混凝土收缩产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度时, 混凝土将开裂。浇筑温度高、水泥用量大、采用早强水泥和早强减水剂将加剧温度收缩。
3.3.3 自生收缩和干燥收缩
混凝土的自生收缩和干燥收缩构成混凝土的总收缩。混凝土自生收缩从混凝土的凝结开始，主要持续在混凝土硬化后的几周内，尤其是混凝土凝结后的前几天。自生收缩是由于水泥水化造成的，水泥越细、水泥用量越大、环境条件越干燥，混凝土的自生收缩越大。混凝土的干燥收缩是混凝土凝结后在干燥的空气中，因混凝土由表及里持续失水而引起的混凝土收缩。由于混凝土表面收缩大、内部收缩小，致使混凝土表面受拉、内部受压，当混凝土表面拉应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土将产生裂缝。环境越干燥、风速越大, 混凝土的干燥收缩越大。掺加粉煤灰等混合材料有利于减小收缩。
3.3.4 在强度增长过程中受到外加荷载作用
在混凝土强度未达到设计强度时对混凝土施加外荷载，在混凝土内部发生超过其允许应力、应变的应力、应变，使混凝土在其相对薄弱部位首先破坏并扩展形成裂缝。
3.4 轨道板裂缝的特征
CRTSII型无砟轨道轨道板裂缝主要有：
①混凝土与轨枕交接处的四个角端有40°左右的角裂缝； ②轨道板中间有横向或斜向的裂缝；
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③裂缝在初凝结束后2～3d和2个月左右多会出现并逐步发展； ④裂缝宽度无法测量、肉眼可见、裂缝不贯通轨道板。
下图 是某一典型的CRTSII型无砟轨道轨道板裂缝调查示意图( 调查区段是研究人员在我国试验段某桥上的CRTSII型无砟轨道) 。
图3-1 CRTSII型无砟轨道轨道板混凝土裂缝示意图
3.5 轨道板裂缝的出现部位
⑴钢筋安装不规范部位。轨枕周围钢筋保护层不足，混凝土浇筑过程中无法填充钢筋与轨枕间的空隙，在环境温度发生变化时引起混凝土开裂。
⑵轨道板混凝土表面收光抹面作业不到位部位。多次抹面技术控制不到位，未能排除泌水，以及混凝土内部的水分和气泡，导致在表面混凝土内部浅层部位存在薄弱环节。
⑶下部结构断面突变明显部位。
⑷混凝土性能不良及施工过程质量控制不良部位。
3.6 轨道板裂缝成因分析
尽管混凝土内部存在着各种缺陷和内部应力，但还必须有一定的外界条件，具体的说就是，轨道板裂缝的产生原因可分为两类: 一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝；二是材料型裂缝，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。
3.6.1 荷载裂缝
荷载裂缝亦称受力裂缝，其宽度随荷载加大而增宽，而荷载裂缝产生的机理与构
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