双块式无砟轨道连续道床板裂纹修复材料性能分析
成渝客专CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板裂纹成因及应对措施
成渝客专CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道 道床板裂纹成因分析及应对措施魏登科摘要：当前我国正致力于建设高速铁路和客运专线，大量铺设无砟轨道结构。
然而，CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道路基道床板为现浇连续板式结构，开裂风险极高。
本文结合成渝高速铁路施工实际，通过实地统计调查，阐述了道床板混凝土的各种裂纹形式及其成因，从材料、施工等方面提出了降低和减小裂纹出现的相应措施，并阐述了常见裂纹的修补措施。
以期能够降低混凝土开裂风险，增强道床板耐久性，提高列车运营安全。
关键词：高速铁路；道床板；裂缝；成因分析；应对措施1、工程结构概况新建铁路成都至重庆客运专线全线正线一次铺设无缝线路进行设计，正线铺设CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道，设计时速 350km/h 。
本标段DK156+854.2～DK187+824.65线路长度30.858km ，主要工程内容包括50座桥梁、52段路基、1座车站、1座隧道。
1.1 路基无砟轨道结构组成CRTS Ⅰ型路基双块式无砟轨道由钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板和支承层等部分组成。
道床板采用C40钢筋混凝土结构，路基地段道床板为连续钢筋混凝土结构，不设置伸缩缝，如下图1.1-1所示（单位：mm ）。
图1.1-1 路基上道床板平纵断面布置图道床板下层结构为支承层，采用C15水硬性混凝土材料浇筑而成，直接在基床表层上铺设。
如下图1.1-2所示（单位：mm ）。
图1.1-2直线路基上无砟轨道断面图端梁端梁端梁端梁1.2 无砟轨道结构高度路基地段CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道结构高度为815mm 。
如下表1.2-1所示。
表1.2-1双块式无砟轨道结构高度结构组成 结构高度（mm ）轨道结构高度（mm ）钢轨 176 815WJ-8B 扣件 34 承轨面至道床板高差45 道床板 260 支承层/底座3002、 道床板裂缝分类型统计下图2-1描绘了成渝高速铁路路基地段CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道道床板的典型裂缝类型。
隧道内CRTSI型双块式无砟轨道道床板裂纹控制研究
隧道内 CRTSI 型双块式无砟轨道道床板裂纹控制研究摘要：针对高速铁路隧道内CRTSI型双块式无砟轨道道床板混凝土易开裂的现象，通过实际工程施工控制研究，从材料和施工方面提出了防治和处理道床板裂纹的具体措施，对今后高速铁路隧道内现浇混凝土道床板的施工具有借鉴意义。
关键词：隧道无砟轨道裂纹成因防治1.前言在高速铁路CRTSI型双块式无砟轨道施工过程中，现浇混凝土道床板开裂现象非常普遍，尤其是隧道内道床板，不像桥涵道床板按单元板形式设置，也不像路基道床板有支承层分担张拉力，而是直接浇筑在仰拱填充面上，受地质围岩变化、仰拱不均匀沉降、温度等影响，道床板裂纹较多。
其中典型常见的裂纹形式有轨枕角八字裂纹、横向贯通裂纹、轨枕周边离缝及道床板表面龟裂等。
裂纹会导致道床板混凝土劣化，降低道床板的使用寿命，预防控制道床板裂纹尤其是隧道内道床板裂纹极为迫切。
2.工程概况新建铁路宝鸡至兰州客运专线（甘肃段）BLTJ-1标段自DK683+620至DK709+412，线路长度25792m，隧道占比92.9%，隧道地段无砟轨道全长47911单线米。
隧道内无砟轨道道床板直接浇筑在仰拱回填或底板上，混凝土等级为C40，直线地段结构尺寸为：宽度2800mm，厚度260mm，曲线超高在道床板上设置，采用外轨抬高的方式，在缓和曲线范围内线性过渡。
混凝土配制遵循“低胶材用量、低用水量、低坍落度、高含气量”（三低一高）的原则，胶凝材料用量控制在320～330 kg/m3，单方用水量为100～120kg/m3，混凝土坍落度为120～140mm，出机含气量为4%～6%，洞口200米范围内混凝土添加内养护材料。
为保证洞内施工环境温度，同时避免隧道内贯通风对混凝土的质量影响，无砟轨道施工前已对洞口进行封闭。
洞内环境温度在10℃～18℃范围内,混凝土入模温度基本控制在10℃～15℃范围内，每100米设1道变形缝。
无砟轨道混凝土施工采用斗送，现场安排专职试验人员对混凝土塌落度、含气量、混凝土入模温度进行现场测定，严格控制混凝土各项指标满足规范要求。
严寒地区双块式无砟轨道裂缝成因分析及处理措施
严寒地区双块式无砟轨道裂缝成因分析及处理措施发布时间：2022-05-20T05:39:30.468Z 来源：《工程建设标准化》2022年2月3期作者：周培军[导读] 针对铁路隧道内CRTSI型双块式无砟轨道的道床板混凝土易出现开裂的现象，周培军中铁十局集团第二工程有限公司河南郑州 450000摘要：针对铁路隧道内CRTSI型双块式无砟轨道的道床板混凝土易出现开裂的现象，通过对裂缝分布规律进行调查，分析产生原因，提出具体的处理措施，对今后严寒地区铁路隧道内现浇混凝土道床板的施工具有借鉴意义。
关键词：严寒地区；无砟轨道；裂缝成因；处理措施引言：在高速铁路CRTSI型双块式无砟轨道施工中，道床板裂纹现象较为普遍，尤其是在严寒地区温差很大，对混凝土道床板施工质量的影响更为明显，且隧道内道床板受隧道地质围岩变化影响，道床板裂纹较多。
分析裂缝产生原因，加强施工过程管控，以及合理的裂缝处理措施，能有效提高道床板的使用寿命，保障线路运行平稳。
正文：1.基本概况某隧道位于北方严寒地区，隧道地段CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构高度为515mm，隧道内道床板连续浇筑，洞口195m范围内道床板分段浇筑，每隔19.5m设置一个伸缩缝。
道床板直接浇筑在隧道仰拱填充上，道床板采用C40混凝土浇筑，宽2800mm，厚260mm。
仰拱填充调平层厚300mm，在施工道床板前采用C20混凝土现浇。
道床板直接浇筑在隧道仰拱调平层上，为纵向连续的采用双层配筋的钢筋混凝土结构。
道床板纵横向钢筋根据接地单元和绝缘要求设置焊接接地钢筋和进行绝缘卡处理，道床板顶面设横向排水坡。
隧道洞口200m范围轨枕间距在0.6m～0.65m范围内调整，其余轨枕间距均为0.65m。
2.裂缝分布规律调查对隧道无砟轨道裂缝进行详细调查，共发现多处裂缝，主要有八字裂纹、横向贯通裂纹以及轨枕周边离缝等，经统计分析，裂缝分布主要有以下规律：（1）主要分布在隧道洞口200m范围内；（2）裂缝的宽度主要在0.2～0.5mm范围内；（3）裂缝的深度主要在60～100mm范围内。
路基CRTS I型双块式无砟轨道道床板裂缝成因分析与控制
路基CRTS I型双块式无砟轨道道床板裂缝成因分析与控制摘要：本文通过对合福铁路安徽段某路基段CRTS I 型双块式无砟轨道道床板裂缝现象进行统计，分析了混凝土道床板开裂的原因，并提出了双块式无砟轨道道床板开裂的预防措施，对无砟轨道道床板施工具有指导意义。
关键词：无砟轨道；道床板；裂缝；混凝土；原因分析；1、概述CRTS I 型双块式无砟轨道系统由于其适用性强、技术标准相对单一和施工要点容易掌握等特点，已在我国多条高速铁路建设中得到应用。
然而无砟轨道道床板开裂是高速铁路建设和运营中普遍存在的一个技术问题。
本文通过对合福铁路安徽段某路基段道床板裂缝类型及成因进行分析，旨在施工过程中找出预防及控制裂缝的可行办法，从而保证无砟轨道混凝土道床板的施工质量。
2、路基CRTS I 型双块式无砟轨道结构介绍CRTS I型双块式无砟轨道结构自上而下依次为：钢轨、扣件、轨枕、道床板和支承层。
（见图1)图1CRTS I 型双块式无砟轨道结构示意图在路基地段道床板采用连续浇筑的钢筋混凝土结构，主要配筋采用上下双层配筋。
由于道床板纵向连续，不设置伸缩缝，且下部与粗糙的支承层顶面粘结在一起，受到较大约束力，受混凝土收缩受徐变及温度变化的影响，道床板纵向承受较大的拉力，一旦拉力大于混凝土的承载能力，将必然产生裂缝。
3、路基CRTS I 型无砟轨道道床板裂缝类型统计结合合福铁路安徽段某路基段CRTS I 型双块式无砟轨道道床板现场实际情况，通过对路基段500米道床板裂缝类型及数量进行统计，记录如下。
图2无砟轨道典型裂缝示意图表1裂缝统计分析表4、无砟轨道道床板裂缝的形成机理及原因分析道床板裂缝产生的原因可分为两大类：一是结构型裂缝，是由外部荷载作用下产生主应力及结构次应力产生的裂缝；二是材料型裂缝，主要是有温度、应力、混凝土收缩以及不均匀沉降等引起的裂缝。
4.1、混凝土材料不均匀产生裂缝混凝土不均匀主要表现在水灰比不均匀、骨料分布不均匀和强度不均匀，从而造成混凝土内部产生的应力不均，进而导致道床板产生裂缝。
高速铁路CRTS-Ⅰ双块式无砟轨道道床板裂缝成因及处理方法
高速铁路CRTS-Ⅰ双块式无砟轨道道床板裂缝成因及处理方法摘要：通过津保高速铁路前期介入及后期维修养护工作，从施工、养护维修和运营状况等方面探索双块式无砟轨道裂缝的主要形式及形成原因，对现阶段常用的裂缝处理方案进行分析研究。
关键词：双块式无砟轨道道床板裂缝处理方法1 引言在我国高速铁路轨道系统目前以无砟轨道结构为主，主要分为板式和双块式。
板式又分为CRTSⅠ板式结构、CRTSⅡ板式结构及CRTSⅢ型纵连板式结构。
双块式又分为CRTSⅠ双块式结构和CRTSⅡ双块式结构。
CRTSⅡ双块式无砟轨道其施工工艺较为特殊，CRTSⅡ板式成本较高，且施工工艺较为复杂，从目前建设情况来看使用已较少。
CRTSⅠ板式和双块式因其结构受力好、施工操作方便，难度相对较小，目前大量应用于各客运专线，当前铁路以双块式Ⅰ型使用较主流。
本文从工务养护维修角度出发，无砟轨道道床板开裂已经成为具有普遍性的技术难题，裂缝一旦形成不仅影响轨道结构的整体性，还会降低轨道结构的安全性和耐久性，因此研究探索双块式无砟轨道道床板裂缝的成因及处理措施对保证无砟轨道结构功能和长期使用具有重要意义。
2 道床板裂缝的主要形式根据现行《高速铁路无砟轨道线路维修规则》规定，道床板裂缝宽度不应大于0.2mm，超标裂缝和不正常的裂缝严重时，会导致钢筋锈蚀甚至绝缘节点失效，任由裂缝发展可能会造成轨枕块松动等严重影响无砟轨道的使用寿命，危及行车安全问题。
通过对津保铁路双块式无砟轨道的前期介入及后期调查情况来看，双块式无砟轨道的裂缝主要发生在现浇道床板、嵌入式支撑块周围和支撑块的四角处，常见裂缝有八字形裂缝、横向贯通裂缝、不规则龟裂缝及侧面裂缝等，如下图：图1 八字形裂缝图2 横向贯通裂缝其中八字形裂缝发生在轨枕四角，长期发展容易形成贯通裂缝；横向贯通裂缝发生在新旧混凝土结合部、支撑层预裂缝处对应位置和结构缺陷位置。
3 道床板裂缝的产生原因引起道床板裂缝的原因可分为两类，一是由包括常规结构计算中的主要应力及其他结构次应力在内的外荷载造成的受力裂缝；二是由混凝土材料变形造成的裂缝，主要是混凝土的塑性收缩、温度收缩、自生收缩及碱骨料反应等因素引起的裂缝。
浅析无砟轨道道床板裂缝产生原因与预防措施
浅析无砟轨道道床板裂缝产生原因与预防措施摘要：随着经济的发展，物质生活水平的提高，人们对出行提出了更高的要求，我国高铁技术在此背景下得到了飞跃式发展。
上世纪90年代我国引进了无砟轨道施工技术，经过几十年的发展，我国无砟轨道施工技术日趋成熟，现结合新建福厦铁路CRTS型双块式无砟轨道施工和前人经验，从混凝土原材料、施工、养护等几个方面阐述无砟轨道道床板裂缝产生的原因和预防措施。
关键词：无砟轨道道床板裂缝产生原因预防措施引言无砟轨道作为一种新型的轨道结构，因其行车速度快，运行平稳、运营维护工作量小等优点，受到了国人的青睐，但也因其特殊的结构特性，备受外界关注，其中，无砟轨道道床板作为直接承受轨枕传递荷载的重要结构，道床板的质量直接影响运营安全，本文结合福厦铁路无砟轨道施工，就无砟轨道道床板裂缝产生的原因及预防措施进行阐述。
一、混凝土配合比及原材料引起的裂缝道床板混凝土配合比应遵循“三低一高”（低胶材用量、低用水量、低坍落度、高含气量）的原则，且坍落度不大于140mm。
无砟轨道道床板混凝土配合比设计，应严格按照耐久性混凝土有关要求进行。
首先，考虑碱骨料反应，在选择混凝土原材料时控制碱含量，避免因碱骨料反应而引起混凝土开裂。
其次，减小水胶比，在满足混凝土设计强度情况下，尽量减少水泥用量。
最后，严格控制粗细集料的含泥量、选用级配良好的粗细集料。
混凝土施工前应进行混凝土的原材料及配合比试验，合格后方可施工。
（如表1，C40道床板混凝土配合比，仅供参考）表11.1粗细骨料造成混凝土裂缝无砟轨道道床板混凝土用粗细集料必须满足《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2018的相关要求。
粗集料掺配比例不良，达不到连续级配要求，或细集料细度模数过大，会导致混凝土拌合物工作性能差或混凝土离析，易产生裂缝；粗细集料含泥量超标会增加混凝土用水量，改变水胶比也会导致混凝土开裂。
预防措施：配合比设计时，应严格按照规范要求进行试验，选择合理的砂率。
干旱地区双块式无砟轨道道床板混凝土裂缝的分析与控制措施
干旱地区双块式无砟轨道道床板混凝土裂缝的分析与控制措施干旱地区双块式无砟轨道道床板混凝土裂缝的分析与控制措施摘要：无砟轨道作为一种露天放置、反复承受列车荷载的结构物，在列车荷载、温度变化、基础变形以及混凝土自身收缩变形的影响下容易产生裂缝。
裂缝一旦形成则危害较大，就会降低无砟轨道的绝缘性能，削弱轨道的承载力，同时还可能会危害到无砟轨道的使用安全。
本文介绍了干旱地区双块式无砟轨道道床板混凝土易开裂的成因，通过对实体结构调查，分析了道床板混凝土的各种裂纹形式及其成因，并从材料和施工方面提出了防治双块式无砟轨道道床板裂缝的具体措施。
关键词：双块式无砟轨道；道床板混凝土裂缝；原因；控制Abstract: without a frantic jumble rail as an open place, of the structures under train load, the train load, temperature, foundation deformation and shrinkage deformation of concrete itself under the influence of cracks easily. Crack once formed the harm is bigger, can reduce without a frantic jumble rail insulation, weaken the bearing capacity of the track, also may be to compromise without a frantic jumble track the use of security. Double block in arid regions were introduced in this paper the causes of concrete cracking easily without a frantic jumble rail way bedplate, through the entity structure investigation, analyzes several kinds of concrete way bedplate crack forms and its reasons, and puts forward prevention and control from the aspects of material and construction of double block without a frantic jumble of rail way bedplate crack concrete measures.Key words: double block without a frantic jumble orbit; The bed board concrete crack; The reason; control中图分类号：TV543+.6 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)前言兰新第二双线跨越甘肃省、青海省、新疆维吾尔自治区三省区，线路东起甘肃省省会兰州市，西至新疆维吾尔自治区首府乌鲁木齐市，线路正线全长1775.8 公里。
无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及办理
无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及办理第一篇：无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及办理1、道床板温度裂缝问题研究现状混凝土是体积敏感性材料，同时也是热传导性能差的材料，由于道床板受温度的升降变化作用，使得道床板发生翘曲或上拱而产生裂纹。
目前国际上对混凝土出现温度变形裂缝问题给予了相当的重视，美国混凝土协会专门从事混凝土、钢筋混凝土及大体积混凝土裂缝研究的207和224委员会要求设计者对结构进行温度应力计算和配筋;德国钢筋混凝土结构规范(DIN1045)中关于温度变化对结构的影响方面规定了计算温差的取值范围。
在无砟轨道方面，根据德国道路与轨道建设规定(zTVBeton—stb)：双块式轨枕与240mm的混凝土轨道承载层整体相连;无砟轨道板用钢筋进行整体加固，以防止出现裂纹，混凝土配筋量为8% ～9%，从而将可能出现的裂缝宽度限制在0.5mm范围内(该做法可防止连续钢筋受到腐蚀，并在混凝土层出现裂缝时，维持钢筋的铆定、连接功能)。
于安装于土质路基上的轨道，根据zTvF—st8规定，在厚度为30era的水硬性混凝土支撑层上安装轨道承载层，水硬性混凝土支撑层是一种拌合水泥加以稳定的支撑层，以控制裂缝的无规则形成。
根据ZTVTES sts规定中的惯例，水硬性混凝土支撑层下应铺设防冻层，防冻层位于土质路基之上。
这套系统十分成功的应用在法国和其它国家的高速铁路上。
2、道床板裂缝的形成机理2.1 水泥的水化热水泥在水化过程中要产生大量的热量，这是混凝土内温升高的主要能量来源。
浇注初期混凝土的弹性模量和强度都很低，对水化热急剧温升产生的应变约束不大，温度应力自然也比较小;随着混凝土龄期的增长，其弹性模量和强度相应提高，对混凝土降温收缩变形的约束越来越强，即产生极大的温度、应力，当此时混凝土抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便产生温度裂缝。
2.2 内外约束条件混凝土结构产生温度应力时，变形会受到其它结构的外约束和自身不同部位的自约束，大体积结构产生的约束较大。
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双块式无砟轨道连续道床板裂纹修复材料性能分析黄慧超;徐坤;任娟娟【摘要】Under the action of external load, the continuous track slab of bi-block ballastless track is likely to crack. The cracking will reduce the durability and carrying capacity of the track slab. Still more, the cracking may also affect the usability and safety of the bi-block ballastless track during service. For this reason, when cracking appears at the continuous track slab, some repairing measures should be adopted to maintain both the normal use and the durability of the bi-block ballastless track. Based on finite element method, this paper established a beam-solid model of bi-block ballastless track which contained some through-cracks at the track slab, and analyzed the most suitable repair materials for the crack repairing under the action of the most unfavorable loads, in the hope of providing theoretical bases for crack repairing of track slab of bi-block ballastless track. The research shows: the requirements on repair material’s performance will be different corr esponding to the different crack widths. With the increase of the crack width, the tensile stress of the material will decrease. The smaller the crack width is, the higher the elongation percentage requirement of the material becomes.%双块式无砟轨道在外界荷载作用下，连续道床板容易开裂形成裂纹，裂纹的产生会降低道床板的耐久性和承载能力，影响双块式无砟轨道在服役期间的使用与安全性。
当连续道床板出现裂纹时，应该采取措施来维持双块无砟轨道的正常的使用和耐久度。
基于有限单元法，建立含道床板贯通裂纹的双块式无砟轨道梁体模型，分析最不利荷载作用时所适合的修补材料，以期为双块式道床板裂缝维修提供一定的理论基础。
研究表明：不同宽度裂纹对维修材料性能要求不同，随着裂纹宽度的增加，材料所受到的拉应力越小，越小宽度的裂缝对材料的延伸率要求越高。
【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2013(000)012【总页数】4页(P50-53)【关键词】双块式无砟轨道;有限单元法;道床板裂纹;修复材料【作者】黄慧超;徐坤;任娟娟【作者单位】西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，成都 610031;西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，成都 610031;西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，成都 610031【正文语种】中文【中图分类】U216无砟轨道具有高平顺性，结构耐久性强，修补工作量少的优势，是高速铁路轨道结构发展的主要趋势。
双块式无砟轨道是我国无砟轨道结构型式之一，随着大量客运专线的建设，得到了越来越广泛的应用[1]。
虽然双块式无砟轨道作为纵连结构整体受力性能较好，但是存在的问题之一是连续道床板容易产生大量裂纹，为维护轨道结构的完整性和耐久性，道床板开裂后必须及时维修，修复材料的性能对维修效果有着重要影响。
借助于ABAQUS有限元软件建立含道床板贯通裂纹的双块式无砟轨道梁体模型，分析最不利荷载作用时所适合的修补材料，以期为双块式道床板裂缝维修提供一定的理论基础。
1 概述双块式无砟轨道在长期使用过程中承受列车荷载、温度变化、基础变形及混凝土自身徐变和收缩的影响容易产生裂纹，尤其是处于新老混凝土粘结面的轨枕块和道床板处对外界荷载较为敏感，混凝土道床板上的裂纹极易从此处发展，如图1所示。
裂纹的产生会降低道床板的耐久性、承载能力和抗渗能力，特别是贯通裂纹的危害较大，会降低无砟轨道的绝缘性能，使轨道局部的承载力减弱，影响行车安全和轨道结构的使用年限[1]。
图1 道床板裂纹2 模型及参数参考文献[1]，双块式无砟轨道由钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板和支承层组成，道床板纵、横向上下层均配有钢筋。
钢筋对控制裂缝发展起着重要的作用，因此必须考虑钢筋对结构受力的影响，依据弹性地基梁体有限元理论，运用ABAQUS有限元软件建立钢轨-扣件-道床板-支承层-地基相互作用的实体模型。
钢轨采用梁单元模拟，道床板、支承层、修复材料以及轨枕块均采用实体单元模拟，道床板中的钢筋采用桁架单元模拟，钢轨与轨枕之间的扣件连接采用线性弹簧单元来模拟，支承层底面加上弹性地基约束。
钢筋采用嵌入技术嵌入到道床板中，与道床板单元形成耦合作用，以模拟钢筋与混凝土间的粘结滑移。
本文建立相关有限元模型时，预先在道床板中切出裂纹位置，再将修补材料补入，计算时取3个单元板长度，修复材料在中间长度处，模型两端加上纵向和横向的位移约束，模型中道床板与支撑层间、修复材料与道床板间接触全采用粘结命令进行粘结。
双块式无砟轨道梁体模型如图2所示。
图2 双块式无砟轨道梁体模型图4 材料拉应力随裂纹宽度的变化以路基上时速350 km再创新双块式无砟轨道结构为例，有限元模型如图3所示。
计算模型的主要参数包括：钢轨断面采用CHN60轨；扣件刚度取为20 kN/mm，轨枕间距取为0.65 m；道床板弹性模量E=3.25×104 MPa，厚度×宽度=0.26m×2.8 m；支承层弹性模量E=2.55×104 MPa，厚度×宽度=0.30 m×3.4 m；钢筋弹性模量E=2.1×105 MPa，纵横向钢筋直径分别为20、16 mm，线膨胀系数α=1.18×10-5/℃，上下层钢筋混凝土保护层厚度分别为50、40 mm；路基基床面刚度k76=76 MPa/m。
在列车荷载作用下，道床板上表面的裂纹将闭合，考虑道床板上表面裂纹的情况时，最不利荷载为轨道整体降温荷载和负温度梯度的耦合作用。
考虑到各地气温差异，采用2个降温工况分别为50 ℃和25 ℃。
图3 双块式无砟轨道有限元模型3 维修材料力学分析在道床板开裂后，雨水有可能通过裂纹渗透到道床板内部，从而加剧道床板的破坏，尤其是当裂纹深度达到钢筋保护层时，雨水将锈蚀钢筋，缩短钢筋混凝土的使用寿命。
因此，在道床板出现一定裂纹时，应当进行及时的维修。
裂纹的维修应达到防止裂纹进一步扩展、恢复道床板的局部强度和承载能力、防止钢筋被雨水锈蚀、弥补裂纹处原有道床板的强度不足等效果。
为研究材料性能可先考虑弹性性能的维修材料；当降温幅度较大时，弹性的维修材料将承受过大的拉应力，此时维修材料需要有一定的延伸率，则需采用弹塑性的维修材料。
根据已有的维修材料特性，暂取维修材料的泊松比为0.15，线膨胀系数为2.5×10-5/℃。
(1)按线弹性材料分析维修材料的弹性模量考虑轨道整体降温幅度分别选取为25 ℃和50 ℃，对不同弹性模量维修材料的受力进行分析。
维修材料弹性模量分别选取为100、300、500、1 000、5 000 MPa，裂纹宽度分别取为0.2、0.3、0.5、1、2、3 mm，以确定较为合理的维修材料弹性模量。
图4表示轨道整体降温为25 ℃时，裂纹宽度，即道床板贯通裂纹修复后材料的宽度对修复材料受力的影响。
随着裂纹宽度增大，维修材料所受纵向和横向拉应力随之减小，其中纵向应力减小的趋势比横向应力减小趋势幅度大，裂纹宽度的变化对维修材料所受纵向应力的影响较大。
图5表示轨道整体降温为25 ℃时，材料弹性模量对材料所受拉应力大小的影响。
由图5可见，随着弹性模量的增大，维修材料所受纵向和横向拉应力均随之增大，且材料所受横向拉应力几乎呈线性增长；不同宽度裂纹时修复材料所受横向拉应力大小变化不明显，拉应力值没有超过混凝土极限抗拉强度2.39 MPa。
图5 材料拉应力随材料弹性模量的变化当降温25 ℃时，0.2 mm宽的裂纹宜采用弹性模量为100 MPa的维修材料，0.3 mm宽的裂纹宜采用弹性模量为100～300 MPa的维修材料，0.5 mm宽的裂纹宜采用弹性模量为100～500 MPa的维修材料，1～3 mm宽的裂纹宜采用弹性模量为100～1 000 MPa的维修材料。
(2)按弹塑性材料分析维修材料的延伸率计算表明，在无砟轨道整体降温50 ℃时，维修材料所受纵向和横向拉应力变化规律与轨道整体降温25 ℃工况类似。
但是当轨道整体降温幅度达到50 ℃时，线弹性维修材料所受拉应力很大，最小拉应力也达到3.349 MPa，当其与旧混凝土粘结后，容易使得裂纹再次产生。
因此，维修材料需要有一定的塑性和延伸率，从而降低其拉应力。
延伸率是描述材料塑性性能的指标，其计算公式为δ=Δa/a×100%，其中a为裂纹的原宽度，Δa为在荷载作用后裂纹宽度的增量。
图6 道床板裂纹维修材料应力-应变曲线假设材料拉应力达到1 MPa时屈服，即此时材料塑性应变为0。
当材料的粘结强度为1.5 MPa时，维修材料的本构关系如图6所示。
由于裂纹宽度越大，所需维修材料的塑性性能要求越低，计算分析时主要考虑裂纹宽较小时弹塑性维修材料的性能。
考虑采用裂纹宽度分别为0.2、0.3、0.5 mm，维修材料的弹性模量分别为100、300、500 MPa时，计算结果如表1～表3所示。
表1 材料弹性模量为100 MPa、轨道降温50 ℃时材料受力裂纹宽度/mm020305材料Mises应力/MPa121711681114材料纵向拉应力/MPa044204280413材料应变254017151039材料延伸率/%25417151039表2 材料弹性模量为300 MPa、轨道降温50 ℃时材料受力裂纹宽度/mm020305材料Mises应力/MPa143411611088材料纵向拉应力/MPa0536********材料应变237416541014材料延伸率/%237416541014 表3 材料弹性模量为500 MPa、轨道降温50 ℃时材料受力裂纹宽度/mm020305材料Mises应力/MPa142613381114材料纵向拉应力/MPa0534********材料应变228915881005材料延伸率/%228915881005 图7～图8为轨道整体降温50 ℃，裂纹宽度为0.2 mm时维修材料的Mises应力和应变云图，可见维修材料的最大应力和应变均出现在上表面，因此，维修材料最先在表面破坏。