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1、TCECS XXX-202XCECS中国工程建设标准化协会标准铁路无酢轨道混凝土高低周疲劳加载试验技术规程TechnicalspecificationforhighandlowcyclefatigueloadingtestOfballastlesstrackconcreteinrailway（征求意见稿）（提交反馈意见时，请将有关专利连同支持性文件一并附上）中国XX出版社1总则12 术语和符号22.1 术语22.2 符号33 基本规定53.1 高周疲劳荷载取值53.2 低周疲劳荷载取值63.3 试件的尺寸74混凝土94.1 原材料94.2 配合比144.3 抗压强度164.4 耐久性175其他
2、材料185.1 CRTSI型板式无昨轨道水泥乳化沥青砂浆185.2 CRTSII型板式无祚轨道水泥乳化沥青砂浆195.3 CRTSIn型板式无祚轨道自密实混凝土206无昨轨道混凝土高周疲劳加载试验227无祚轨道混凝土低周疲劳加载试验258无昨轨道混凝土高低周疲劳加载试验28附录A应力水平取值方法29附录B冲击弹性波法30附录C冻融-疲劳交互试验方案32用词说明34引用标准名录35附：条文说明361总贝I.o.为了规范铁路无昨轨道混凝土高低周疲劳加载试验规程，提高无昨轨道混凝土试验和评估水平，制定本规程。1.0.2本规程适用于寒区无祚轨道混凝土疲劳加载试验。1.0.3无昨轨道混凝土高低周疲劳加载
3、试验除应符合本规程规定外，尚应符合国家现行有关标准和现行中国工程建设标准化协会有关标准的规定。2术语和符号2.1 术语2.1.1 轨道track路基、桥梁、隧道等线下结构物以上的线路部分，由钢轨及配件、轨枕及扣件、道床、道岔及钢轨伸缩调节器等组成。2.1.2 无昨轨道ballastlesstrack用钢筋混凝土等整体结构作为轨下基础的轨道结构。2.1.3 CRTSI型板式无祚轨道CRTSIballastlesstrack在现场浇筑的钢筋混凝土底座上铺装预制轨道板，通过水泥乳化沥青砂浆进行调整，通过凸形挡台进行限位的单元板式无祚轨道结构形式。2.1.4 CRTS11型板式无祚轨道CRTS11ba
4、llastlesstrack在现场摊铺的混凝土支承层或现场浇筑的钢筋混凝土底座上铺装预制轨道板，通过水泥乳化沥青砂浆进行调整的纵连板式无祚轨道结构形式。2.1.5 CRTSI11型板式无祚轨道CRTSIHballastlesstrack在现浇的钢筋混凝土底座上铺装带挡肩的预制轨道板，通过自密实混凝土进行调整，通过板下门形筋、自密实混凝土和底座上凹槽进行限位的单元板式无昨轨道结构形式。2.1.6 CRTS双块式无祚轨道CRTSbi-blocksleeperballastlesstrack将预制的双块式轨枕组装成轨排，以现场浇筑混凝土方式将轨枕浇筑到钢筋混凝土道床内，并适应轨道电路的无祚轨道结构形
5、式。2.1.7 设计使用年限designservicelife正常使用和维护状态下，设计规定的结构或构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限。2.1.8 高周疲劳highcyclefatigue无祚轨道混凝土材料在设计寿命周期内承受超过次的荷载作用，称为高周疲劳，一般情况下可达到IO7次，本规程重点考虑列车荷载作用。2.1.9 低周疲劳lowcyclefatigue无祚轨道混凝土材料在设计寿命周期内承受不超过K)4()5次的荷载作用,称为低周疲劳，本规程重点考虑寒区冻融循环荷载作用。2.1.10 高低周疲劳highandlowcyclefatigue无昨轨道在服役过程中经受高周和低周荷载作用下
6、的经时疲劳行为，称为高低周疲劳，本规程重点考虑列车荷载和冻融循环交互作用。2.2 符号ft混凝土抗折强度（MPa）F试件破坏荷载（N）1.支座间跨度（mm）b试件截面宽度（mm）h试件截面高度（mm）f-疲劳荷载加载频率（HZ）V列车运行速度（ms）/1列车转向架固定轴距（m）/2车辆长度（m）m车辆转向架个数每个转向架轮对数Nd单日投入运行的列车对数N/、Ns2不同编组的列车车厢数（节）PjPi不同编组的列车占投入运行列车的比例Nm.每一节车厢的轮对数P轮轨垂向力在轮轨力最大值附近出现的概率Y天数取整符号Nh取整后的疲劳加载次数K为自然冻融与室内快速冻融间损伤比例系数Rat快速试验条件下混凝
7、土的劣化速度Rlt实际情况下混凝土的劣化速度NL自然冻融环境下混凝土最大冻融循环次数M室内快速冻融环境下混凝土最大冻融循环次数W：第M次冻融后的质量损失率，精确至0.01Wo第0次冻融后的试件质量（g）WL第M次冻融后的试件质量（g）3基本规定3.1 高周疲劳荷或取值3.1.1 试件的高周疲劳荷载取值应考虑荷载的大小、频率和次数。3.1.2 试件高周疲劳荷载大小取值由应力等效原理决定，数值上等于试件抗折强度对应荷载与所受应力水平的乘积，应力水平取值方法可参考本规程附录A的规定。3.1.3 测定无祚轨道混凝土初始抗折强度试验的试件尺寸应符合国家标准混凝土物理力学性能试验方法标准GB/T50081
8、-2019中第10.0.2条的规定。初始抗折强度应按下式（3.1.3）计算：Fl=-0.85（3.1.3）bh2式中：ff混凝土抗折强度（MPa）；F试件破坏荷载（N）；1.支座间跨度（mm）；b试件截面宽度（mm）；Ii试件截面高度（mm）。3.1.4 列车高周疲劳荷载频率与所计算车轮间的相对距离有关，若按单个转向架轴距计算，荷载频率应按式（3.1.4-1）计算；若按整个车辆长度计算，荷载频率应按式（3.1.4-2）计算：f=（3.1.4-1）,Vf=mn1（3.1.4-2）式中：$疲劳荷载加载频率（HZ）；V列车运行速度（ms）；Zi列车转向架固定轴距（m）；Ii车辆长度（m）；m车辆转向
9、架个数；n每个转向架轮对数。3.1.5 试验考虑等幅疲劳加载，宜选取轮轨力统计中出现频次最大的进行疲劳次数计算，疲劳次数应按下式(3.1.5)计算：Nh=R3pzNqxN-NdXP2xNd，+)rP(3.1.5)式中：Nd单日投入运行的列车对数；Ng、Nx2不同编组的列车车厢数(节)；p,P2不同编组的列车占投入运行列车的比例；Nm.每一节车厢的轮对数；P轮轨垂向力在轮轨力最大值附近出现的概率；Y天数；取整符号；Nh一取整后的疲劳试验加载次数。3.2 低周疲劳荷或取值3.2.1 无祚轨道低周疲劳以寒区冻融循环荷载为例，试件的低周疲劳荷载取值应考虑冻融温度及冻融次数。3.2.2 无祚轨道混凝土低
10、周疲劳温度荷载取值应符合国家标准普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/50082-2009中第4.2.4条的规定，在冷冻和融化过程中，试件中心最低和最高温度应分别控制在(18土2)和(5土2)内。在任意时刻，试件中心温度不得高于7,且不得低于-20。3.2.3 冻融次数应根据统计分析不同年份最高、最低气温差别和不同年份负温的天数及可能产生的冻融循环次数来确定。3.2.4 材料在室内加速试验环境下的失效机理与自然环境下大致相同，两者间关系应按下式(3.2.4)计算：K=RATlRLT(3.2.4)式中：K为自然冻融与室内快速冻融间损伤比例系数；Rat快速试验条件下混凝土的劣化速度；Rlt
11、实际情况下混凝土的劣化速度。3.2.5 损伤比例系数K宜符合表3.2.5的规定。表3.2.5我国四种典型地区的损伤比例系数表气候区最冷月平均气温(C)-8-480-40受冻等级严重受冻区受冻区微冻区偶冻区损伤比例系数K71217233.2.6混凝土自然冻融损伤劣化速度较慢，持续时间较长，通过快速冻融间损伤比例系数得室内快速冻融循环次数以减小研究所需时间应按下式(3.2.6)计算:M=匹(3.2.6)式中：NL自然冻融环境下混凝土最大冻融循环次数；M室内快速冻融环境下混凝土最大冻融循环次数。3.3 试件的尺寸3.3.1 1:1足尺无作轨道混凝土模型浇筑时间长、试验场地受限,难以在室内大量、重复加
12、载使用，且不方便测试，宜采用立方体及棱柱体两种试件类型。1立方体试件及立方体组合试件，整体尺寸为100mmx100mmx100mm(图3.3.1-1和图3.3.1-2)。I-轨道板混凝土图3.3.1-1IoOmmXIoommXlOOm立方体试件I-轨道板混凝土；2-调整层混凝土图3.3.1-2100mm100mm1OOmm立方体试件2棱柱体试件及棱柱体组合试件，整体尺寸为1OOmmx100mmx400mm（图331-3和图3.3.1-4）。I-轨道板混凝土图3.3.1-3100mm100mm400mm棱柱体试件I-轨道板混凝土；2-调整层混凝土图3.3.1-4IoOmmXlOOmmX40Omm
13、棱柱体试件组合试件4混凝土4.1 原材料4.1.1 水泥应选用通用硅酸盐水泥，不宜使用早强水泥。C30及以上的混凝土应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，C30以下的混凝土可采用粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。水泥性能除应符合现行国家标准通用硅酸盐水泥GB175的规定外，还应符合表4.1.1的规定。表41.1水泥的性能项目技术要求比表面积(r112kg)3OO35O碱含量0.80%游离氧化钙含量1.0%熟料中铝酸三钙含量8.0%注：当骨料具有碱-骨料反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60%oC40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%o4.1.2 粉煤灰、矿粉等矿物掺和料
14、应选用能改善混凝土性能且品质稳定的产品。矿物掺和料性能应符合表4.1.2J表4.1.2-2的规定。表4.1.2-1粉煤灰的性能项目技术要求I级II级细度(45m方孔筛筛余)12.0%30.0%需水量比95%105%烧失量5.0%8.0%氯离子含量0.02%含水量1.0%三氧化硫含量3.0%半水亚硫酸钙含量3.0%氧化钙含量70%密度(gc?)2.6活性指数28d70%碱含量注：1当混凝土结构所处的环境为严重冻融破坏环境时，宜采用烧失量不大于3.0%的粉媒灰。2当采用干法或半干法脱硫工艺排出的粉煤灰时，应检测半水亚硫酸钙(CaSO31/2比0)含量。3碱含量用于计算混凝土的总碱含量。表4.I.22矿粉的性能项目技术要求S75S95S105密度(gcn)2.8比表面积(nAkg)300400500流动度比95%烧失量3.0%氧化镁含量14.0%三氧化硫含量4.0%
