專利名稱：一種軌道減震降噪復(fù)合橡膠顆粒墊及其制造方法以及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軌道減震降噪層墊及其制造方法以及在板式無砟軌道結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，特別涉及一種采用復(fù)合橡膠材料制作的減震降噪層墊及其制造方法及其在板式無砟軌道結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前，我國的高速鐵路主要是采用無砟軌道，無砟軌道在應(yīng)用過程中有其自身的特點，其中，軌道結(jié)構(gòu)的震動和噪音問題比較突出，頻繁的有害震動不但降低了乘坐列車的舒適度而且給軌道內(nèi)部結(jié)構(gòu)帶來了巨大的破壞。為了解決這個問題，業(yè)界通常采用在軌道結(jié)構(gòu)內(nèi)加設(shè)減震層的方法來減小剛性的震動和軌道內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)力峰值，具體是在軌道結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置橡膠樹脂減震材料，例如申請?zhí)柺?00910026158. 5的專利文件公開的鋼軌減震墊板結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)雖然加強了其自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)合強度，但是并沒有提高作為減震結(jié)構(gòu)整體的使用壽命，具體是減震結(jié)構(gòu)橡膠板部分的使用壽命沒有實質(zhì)改變，而且其減震效果也是有限的，具體是不能有效降低軌道板與底座間的結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力峰值，軌道結(jié)構(gòu)仍然存在因傳遞震動而產(chǎn)生離縫，最終導(dǎo)致破壞的危險。還有一種減小震動和噪音的方法是在軌道板和底座間加設(shè)橡膠樹脂材料層，但是現(xiàn)有的各類減震層大多減震效果不能達到設(shè)定的要求，這主要是其選料和制作工藝存在問題，而且減震層的尺寸較大，浪費了原料，提高了成本，卻沒有帶來比較顯著的減震降噪效果。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了新的方案，采用比較廉價的原料并且根據(jù)模擬實驗分析制造出具有特定厚度的復(fù)合橡膠顆粒墊，解決了現(xiàn)有方案減震扣件墊板抗震效果不好以及減震層減震效果不好、壽命短和生產(chǎn)成本高的問題，而且本復(fù)合橡膠顆粒墊也可以用作維修破損軌道結(jié)構(gòu)的材料，解決了采用板底灌注樹脂砂漿帶來的成本高和維修工序復(fù)雜以及耗時長的問題。
本發(fā)明軌道減震降噪復(fù)合橡膠顆粒墊包括表面無紡布層I、底面無紡布層2和復(fù)合橡膠顆粒層3。復(fù)合橡膠顆粒層3設(shè)置在表面無紡布層I與底面無紡布層2間，表面無紡布層I、底面無紡布層2和復(fù)合橡膠顆粒層3緊密結(jié)合形成復(fù)合橡膠顆粒墊整體。復(fù)合橡膠顆粒層3包括由2份廢舊汽車輪胎碎裂制得的橡膠顆粒和I份聚氨酯膠粘劑組成的混合體，橡膠顆粒的直徑不大于3mm,復(fù)合橡膠顆粒墊的厚度是6mm 8mm。
本發(fā)明還公開了制造上述復(fù)合橡膠顆粒墊的方法，包括步驟(I)將2份廢舊汽車輪胎碎裂制得的橡膠顆粒和I份聚氨酯膠粘劑共同攪拌形成復(fù)合橡膠材料，所述橡膠顆粒直徑不大于3mm ； (2)將上述復(fù)合橡膠材料攤鋪在攤平放好的底面無紡布上，使用滾壓碾平機將攤鋪在底面無紡布上的復(fù)合橡膠材料均勻整平；(3)將表面無紡布覆蓋在上述經(jīng)整平的復(fù)合橡膠材料上，使用電熱壓板將表面無紡布和底面無紡布與復(fù)合橡膠材料壓實形成緊密的粘接，所述經(jīng)壓實的材料厚度是6mm 8mm ; (4)將加工好的復(fù)合橡膠顆粒墊坯剪邊切割成定制尺寸的復(fù)合橡膠顆粒墊。
本發(fā)明在上述復(fù)合橡膠顆粒墊及其制造方法的基礎(chǔ)上進一步公開了一種內(nèi)設(shè)上述復(fù)合橡膠顆粒墊的板式無砟軌道結(jié)構(gòu)，包括鋼軌組件、軌道板5、快凝砂漿層6、復(fù)合橡膠顆粒墊7、CA砂漿層8和底座9，鋼軌組件包括鋼軌10、扣件11和墊板12，扣件11將鋼軌 10通過墊板12固定在軌道板5上，軌道板5、快凝砂漿層6、復(fù)合橡膠顆粒墊7、CA砂漿層8 和底座9依次緊密結(jié)合形成板式無砟軌道結(jié)構(gòu)整體。
本發(fā)明的復(fù)合橡膠顆粒墊具有成本低、制造方便和結(jié)構(gòu)耐久性更好的特點，制造方法具有工藝簡單，可以快速生產(chǎn)的特點，這些都滿足了鐵路軌道領(lǐng)域?qū)ι鲜霾牧洗罅啃枨筮€有軌道維修要求快速完成的特點，從而具備突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步。


圖I是本發(fā)明復(fù)合橡膠顆粒墊的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明復(fù)合橡膠顆粒墊實施例彈簧網(wǎng)架局部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明采用復(fù)合橡膠顆粒墊的板式無砟軌道結(jié)構(gòu)示意圖。
圖I 3中，I是表面無紡布層，2是底面無紡布層，3是復(fù)合橡膠顆粒層，4是彈簧網(wǎng)架，5是軌道板，6是快凝砂漿層，7是復(fù)合橡膠顆粒墊，8是CA砂漿層，9是底座，10是鋼軌，11是扣件，12是墊板。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步說明。
如圖I所示，本方案復(fù)合橡膠顆粒墊的結(jié)構(gòu)示意圖。軌道減震降噪復(fù)合橡膠顆粒墊包括表面無紡布層I、底面無紡布層2和復(fù)合橡膠顆粒層3。復(fù)合橡膠顆粒層3設(shè)置在表面無紡布層I與底面無紡布層2間，表面無紡布層I、底面無紡布層2和復(fù)合橡膠顆粒層3 緊密結(jié)合形成復(fù)合橡膠顆粒墊整體。復(fù)合橡膠顆粒層3包括由2份廢舊汽車輪胎碎裂制得的橡膠顆粒和I份聚氨酯膠粘劑組成的混合體，橡膠顆粒的直徑不大于3mm，復(fù)合橡膠顆粒墊的厚度是6mm 8mm。本方案的聚氨酯膠粘劑優(yōu)選水性聚氨酯膠粘劑。本方案的復(fù)合橡膠顆粒墊不僅可以應(yīng)用在板式無砟軌道結(jié)構(gòu)中，也可以應(yīng)用在其他類型軌道結(jié)構(gòu)中，而且還可以在軌道維修領(lǐng)域中用作維修材料來替換價格較高的樹脂砂漿材料。本方案的橡膠顆粒直徑控制在3_內(nèi)，既保證了顆粒保持原有的纖維結(jié)構(gòu)，又使得制成的復(fù)合橡膠材料質(zhì)地致密，增強了材料的整體性能。根據(jù)實踐經(jīng)驗和模擬實驗，使用本方案復(fù)合橡膠顆粒墊的軌道在列車通過時，板底的振動沖擊應(yīng)力降低了 20%，高頻和低頻噪音降低了 5分貝以上， 同時還發(fā)現(xiàn)，隨著材料厚度增加，上述降低幅度增大，但是當(dāng)材料厚度超過IOmm后增加的幅度并不明顯，為了在保證減震降噪效果前提下節(jié)約材料降低軌道整體結(jié)構(gòu)尺寸，本方案將復(fù)合橡膠顆粒墊厚度控制在6_ 8_間,解決了用料和減震效果之間的矛盾，同時在緊急搶修等特殊情況下也可以節(jié)省制備材料需要的時間。本方案優(yōu)選采用2份廢舊汽車輪胎碎裂制得的橡膠顆粒和I份聚氨酯膠粘劑來制作復(fù)合橡膠材料，這種質(zhì)量配比使得混合后的材料結(jié)合更加緊密，其結(jié)構(gòu)強度更加優(yōu)越。而且，聚氨酯膠粘劑是聚氨酯中的一種專門用于粘接橡膠、塑料等表面光潔材料的化學(xué)膠粘劑，其具備優(yōu)異的抗剪切強度、抗沖擊特性和柔韌特性，同時，聚氨酯膠粘粘劑具備優(yōu)異的橡膠特性，能夠在基材之間形成具有由軟及硬的過渡層，不僅粘接力強，而且還具有優(yōu)異的緩沖、減震功能，同時聚氨酯膠粘劑的低溫和超低溫性能超過所有其他類型的膠粘劑。本方案的復(fù)合橡膠顆粒墊基于以上特點相比現(xiàn)有的各種減震結(jié)構(gòu)具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步。
為了進一步增強復(fù)合橡膠顆粒層3的整體減震降噪效果及其自身的結(jié)構(gòu)強度，使其更不容易不當(dāng)變形，本方案改進型的復(fù)合橡膠顆粒層3還包括彈簧網(wǎng)架4，如圖2所示，彈簧網(wǎng)架4與由橡膠顆粒和聚氨酯膠粘劑混合而成的復(fù)合橡膠顆粒材料緊密結(jié)合形成復(fù)合橡膠顆粒層3整體。上述復(fù)合橡膠顆粒材料與彈簧網(wǎng)架4的結(jié)合方式可以是復(fù)合橡膠顆粒材料包裹在彈簧網(wǎng)架4外部形成內(nèi)部有空隙的復(fù)合橡膠顆粒層3，也可以形成內(nèi)部沒有空隙的實心復(fù)合橡膠顆粒層3。本改進型的原理類似鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點，彈簧網(wǎng)架4的引入不僅加強了復(fù)合橡膠顆粒層3本身的結(jié)構(gòu)強度，也提高了復(fù)合橡膠顆粒層3作為減震降噪層的性能。
為了制備上述復(fù)合橡膠顆粒墊，本方案采用如下工藝方法，包括步驟
將2份廢舊汽車輪胎碎裂制得的橡膠顆粒和I份聚氨酯膠粘劑共同攪拌形成復(fù)合橡膠材料，其中，上述橡膠顆粒的直徑不大于3mm，保證橡膠顆粒與聚氨酯膠粘劑充分接觸， 增加復(fù)合橡膠材料的整體性能。2份橡膠顆粒和I份聚氨酯膠粘劑的質(zhì)量比混合關(guān)系可以保證復(fù)合橡膠材料的整體性能達到最佳的狀態(tài)。
將上述復(fù)合橡膠材料攤鋪在攤平放好的底面無紡布上，使用滾壓碾平機將攤鋪在底面無紡布上的復(fù)合橡膠材料均勻整平。為了進一步增強復(fù)合橡膠顆粒層的整體減震降噪效果及其自身的結(jié)構(gòu)強度，還可以先在攤平放好的底面無紡布上放置一個彈簧網(wǎng)架，再將所述復(fù)合橡膠材料填入彈簧網(wǎng)架的空隙，最后使用滾壓碾平機將攤鋪在底面無紡布上的復(fù)合橡膠材料均勻整平。
將表面無紡布覆蓋在上述經(jīng)整平的復(fù)合橡膠材料上，使用電熱壓板將表面無紡布和底面無紡布與復(fù)合橡膠材料壓實形成緊密的粘接。本方案優(yōu)選熱壓后的復(fù)合橡膠顆粒墊坯壓厚度是6_ 8_，這樣既能保證結(jié)構(gòu)的減震降噪效果，又能節(jié)約材料，還能調(diào)整整體軌道結(jié)構(gòu)的尺寸。上述熱壓溫度優(yōu)選在55°C 65°C，熱壓持續(xù)的時間是30分鐘，從而保證兩層無紡布與復(fù)合橡膠材料的粘接效果。
將加工好的復(fù)合橡膠顆粒墊坯剪邊切割成定制尺寸的復(fù)合橡膠顆粒墊。
如圖3所示，采用復(fù)合橡膠顆粒墊的板式無砟軌道結(jié)構(gòu)示意圖。板式無砟軌道結(jié)構(gòu)，包括鋼軌組件、軌道板5、快凝砂漿層6、復(fù)合橡膠顆粒墊7、CA砂漿層8和底座9，鋼軌組件包括鋼軌10、扣件11和墊板12，扣件11將鋼軌10通過墊板12固定在軌道板5上，軌道板5、快凝砂漿層6、復(fù)合橡膠顆粒墊7、CA砂漿層8和底座9依次緊密結(jié)合形成板式無砟軌道結(jié)構(gòu)整體。復(fù)合橡膠顆粒墊7即是采用本發(fā)明公開的方案，本方案的軌道結(jié)構(gòu)既可以是建造軌道的初始方案也可以是維修軌道的補強方案，其中，快凝砂漿層6可以是在建造軌道初始就存在的料層，也可以是作為維修補強目的而后加入的修補層，為了保證實現(xiàn)其快速凝結(jié)的設(shè)計目的，它可以包括快凝砂漿和盛裝快凝砂漿的袋體，快凝砂漿由鐵鋁酸鹽50 份、細沙80份、乳化浙青20份、水14份和外加劑3份組成，外加劑由占質(zhì)量百分比90%聚羧酸減水劑和10%亞硝酸鈉組成，袋體的材質(zhì)可以是無紡化纖布，從而保證袋體不易腐蝕破碎。
本方案的軌道減震降噪復(fù)合橡膠顆粒墊及其制造方法以及應(yīng)用例不限于實施例5公開的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本方案的內(nèi)容，結(jié)合公知常識作出的替代方案也屬于本方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種軌道減震降噪復(fù)合橡膠顆粒墊，包括表面無紡布層(I)、底面無紡布層(2)和復(fù)合橡膠顆粒層(3)，復(fù)合橡膠顆粒層(3)設(shè)置在表面無紡布層(I)與底面無紡布層(2)間，表面無紡布層(I)、底面無紡布層(2)和復(fù)合橡膠顆粒層(3)緊密結(jié)合形成復(fù)合橡膠顆粒墊整體，復(fù)合橡膠顆粒層(3)包括由2份廢舊汽車輪胎碎裂制得的橡膠顆粒和I份聚氨酯膠粘劑組成的混合體，所述橡膠顆粒的直徑不大于3mm,所述復(fù)合橡膠顆粒墊的厚度是6mm 8mm ο
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合橡膠顆粒墊，其特征在于，復(fù)合橡膠顆粒層(3)還包括彈簧網(wǎng)架(4)，彈簧網(wǎng)架(4)與所述由橡膠顆粒和聚氨酯膠粘劑混合而成的復(fù)合橡膠顆粒材料緊密結(jié)合形成復(fù)合橡膠顆粒層(3)整體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合橡膠顆粒墊，其特征在于，所述由橡膠顆粒和聚氨酯膠粘劑混合而成的復(fù)合橡膠顆粒材料包裹在彈簧網(wǎng)架(4)外部形成內(nèi)部有空隙的復(fù)合橡膠顆粒層⑶。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的復(fù)合橡膠顆粒墊，其特征在于，所述聚氨酯膠粘劑是水性聚氨酯膠粘劑。
5.一種生產(chǎn)權(quán)利要求I所述復(fù)合橡膠顆粒墊的方法，包括步驟(1)將2份廢舊汽車輪胎碎裂制得的橡膠顆粒和I份聚氨酯膠粘劑共同攪拌形成復(fù)合橡膠材料，所述橡膠顆粒直徑不大于3mm ；(2)將上述復(fù)合橡膠材料攤鋪在攤平放好的底面無紡布上，使用滾壓碾平機將攤鋪在底面無紡布上的復(fù)合橡膠材料均勻整平；(3)將表面無紡布覆蓋在上述經(jīng)整平的復(fù)合橡膠材料上，使用電熱壓板將表面無紡布和底面無紡布與復(fù)合橡膠材料壓實形成緊密的粘接，所述經(jīng)壓實的材料厚度是6mm 8mm ;(4)將加工好的復(fù)合橡膠顆粒墊坯剪邊切割成定制尺寸的復(fù)合橡膠顆粒墊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，先在攤平放好的底面無紡布上放置一個彈簧網(wǎng)架，再將所述復(fù)合橡膠材料填入彈簧網(wǎng)架的空隙，最后使用滾壓碾平機將攤鋪在底面無紡布上與彈簧網(wǎng)架粘結(jié)的復(fù)合橡膠材料均勻整平。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟(3)中，熱壓的溫度是55°C 65 °C,熱壓持續(xù)的時間是30分鐘。
8.一種使用權(quán)利要求I或2所述復(fù)合橡膠顆粒墊的板式無砟軌道結(jié)構(gòu)，包括鋼軌組件、軌道板(5)、快凝砂漿層￠)、復(fù)合橡膠顆粒墊(7)、CA砂漿層(8)和底座(9)，所述鋼軌組件包括鋼軌(10)、扣件(11)和墊板(12)，扣件(11)將鋼軌(10)通過墊板(12)固定在軌道板(5)上，軌道板(5)、快凝砂漿層￠)、復(fù)合橡膠顆粒墊(7)、CA砂漿層(8)和底座(9)依次緊密結(jié)合形成板式無砟軌道結(jié)構(gòu)整體。
9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的板式無砟軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于，快凝砂漿層(6)包括快凝砂漿和盛裝所述快凝砂漿的袋體，所述快凝砂漿由鐵鋁酸鹽50份、細沙80份、乳化浙青20份、水14份和外加劑3份組成，所述外加劑由占質(zhì)量百分比90%聚羧酸減水劑和10%亞硝酸鈉組成，所述袋體的材質(zhì)是無紡化纖布。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軌道減震降噪復(fù)合橡膠顆粒墊，包括表面無紡布層1、底面無紡布層2和復(fù)合橡膠顆粒層3。復(fù)合橡膠顆粒層3包括由2份廢舊汽車輪胎碎裂制得的橡膠顆粒和1份聚氨酯膠粘劑組成的混合體，橡膠顆粒的直徑不大于3mm，復(fù)合橡膠顆粒墊的厚度是6mm～8mm。本發(fā)明還公開了制造上述復(fù)合橡膠顆粒墊的方法，包括制料、放料、封料等步驟。本發(fā)明進一步公開了一種內(nèi)設(shè)上述復(fù)合橡膠顆粒墊的板式無砟軌道結(jié)構(gòu)，包括鋼軌組件、軌道板5、快凝砂漿層6、復(fù)合橡膠顆粒墊7、CA砂漿層8和底座9。本發(fā)明的復(fù)合橡膠顆粒墊具有成本低、制造方便和結(jié)構(gòu)耐久性更好的特點，制造方法具有工藝簡單，可以快速生產(chǎn)的特點。
文檔編號E01B9/68GK102926296SQ20121042601
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者林曉波, 潘微旺, 張長春 申請人:中鐵二十三局集團軌道交通工程有限公司