PDF《既有铁路木枕替代材料的研究现状及发展趋势》

木材有显著的干燥收缩和遇湿膨胀特性, 其变 形会引起轨距和轨向发生变化, 造成行车安全隐患. 5) 随着机车车辆轴重的增加、 列车速度的提高以 及运量的增加, 木枕的强度不足以长期承受列车运行 带来的巨大应力.

1 铁道建筑August,

2016 6) 在露天条件下受环境和气候的影响, 容易腐朽 和开裂, 甚至在轨枕中间形成空洞. 7) 使用寿命较短, 经过防腐处理的木枕, 使用 寿 命为

15 年左右.对于采用明桥面的钢桥, 在其设计使 用期内, 需要多次更换木枕. 8) 对木枕进行防腐处理时化学防腐剂会影响自 然环境和员工的健康. 9) 尽管养护维修简单, 但是工作量大.为了延长 木枕的使用寿命, 需要定期对木枕进行养护, 采用密封 胶封堵裂纹, 之后刷涂沥青. 10) 在工 厂制造或现场加工(如钻孔或凿孔、 开槽) 过程中, 新制木枕容易出现裂纹等缺陷, 从而降低 木枕的成品率. 按照木枕防腐的工艺要求, 木枕必须进行高压油 仓注油处理.现在我国木枕的质量参差不齐, 不仅存 在浸油深度不够的现象, 甚至有些木枕仅仅在表面刷 涂了沥青.另外, 还存在尺寸不符合规范要求的现象. 当存在缺陷或者质量不 合格 的木枕 投入 实际 使用, 其劣化速度会加快, 从而增加养护维修工作量, 且 使用寿命缩短, 即缩短木枕的更换周期.多次更换木 枕不仅需要反复投入人力、 物力和财力, 而且会增加轨 道系统的寿命周期成本. 另一个日益严重的问题是使用化学防腐剂处理木 枕对环境和健康的影响.例如, 瑞典曾对铁路木枕中 杂酚油含量与欧盟有关危险废物的条款进行过比较研 究[3] , 欧盟甚至通过立法严格限制使用杂酚油或用杂 酚油处理过的木材 [1] .预计在不久的将来, 木枕需要 采用特定的处理程序进行化学防腐, 甚至将逐步被废 除和更换. 一方面, 木枕的保有量巨大, 每年都需要更换大量 劣化和损伤的木枕.例如, 澳大利亚铁路每年有超过

250 万根木枕需要维修;

印度每年更换约

700 万根木 枕;

德国约1

100 万根木枕需要更换 [4] ;

根据美国运输 部路面运输委员会统计,

2012 年美国一级铁路更换和 增添木枕约

1 585 万根, 约占 全部

5 亿根轨枕数 量的 3. 12%[5] .另一方面, 现在全世界铁路部门都面临着 的最大难题是用于铁路木枕的优质木材供应量持续下 降.因此, 亟需研究铁路木枕的替代材料.

2 继续使用普通轨枕材料 2.

1 木枕 国外许多铁路基础设施公司长期致力于采用混凝 土和钢替换既有铁路轨道上的木枕, 但是在铁路轨道 的维修和施工中超过 90% 的轨枕还是木枕, 采用新木 枕替换旧木枕在短期内更经济可行或者更方便.仅仅 在2006 年, 澳大利亚昆士兰铁路公司就购买了

8 万根 木枕用于轨道维修.长期以来, 北美一直以木材作为 生产轨枕的主要原材料, 尽管近些年一些铁路公司在 部分运营线路上铺设混凝土轨枕及其他类型轨枕, 但 木枕 仍然占据绝大部分. 根据美国铁路轨枕协会(Rail Tie Association, RTA) 统计, 美国木枕的采购量始 终保持高 水平,

2014 年北美铁路购买轨枕总数达到2336.

6 万根, 比2013 年增长 2. 2% , 以保证铁路公司 新建铁路和既有线改造工程建设, 以及线路维修更换 轨枕的需求 [6] .近年来, 北美木枕制造商致力于扩大 生产能力和提高产品质量;