一种全生命周期的无砟轨道层状叠合结构混凝土动态性能试验方法

1.一种全生命周期的无砟轨道层状叠合结构混凝土动态性能试验方法，其特征在于，该方法测试步骤为：1)根据板式无砟轨道的实际尺寸等比例制备层状叠合混凝土试件；2)对层状叠合混凝土试件进行静态加载，测量其极限强度；3)根据层状叠合混凝土试件极限强度制定疲劳或冲击动态试验制度并进行试验，确定试件动态破坏寿命及动态离缝寿命；当测试部位位于线中主要承受疲劳荷载的位置时，动态试验方法选择疲劳动态试验，疲劳加载应力上限S＝0.6倍极限强度，应力比为0.1，加载方式为弯曲疲劳，加载波形为正弦波，加载频率f≥20Hz，最高加载次数为2×10 6 次，每组试验试件不少于3块，试验时测量记录上下层混凝土开裂情况及粘接部位的位移情况；疲劳寿命＜2×10 6 次时，记录动态破坏寿命并取平均值N 1 ，若加载至2×10 6 次时试件仍未破坏，则以2×10 6 次作为该混凝土试件的动态破坏寿命N 1 ；当位移出现突变或两层混凝土位移差超过20％时认为混凝土层间粘接失效出现离缝，记录此时离缝寿命N 2 ；当测试部位在岔枕或轨道不平顺主要承受冲击荷载的位置时，动态试验方法选择弯曲落锤冲击动态试验，采用弯曲冲击的方式进行试验，落锤质量为5kg，落锤高度为500mm～1500mm，弯曲夹具的跨距为300mm，试验前调整试件使冲击点位于试件中心，每组试验试件不少于3块，试验时测量记录上下层混凝土开裂情况及粘接部位的位移情况，并记录冲击导致的动态破坏寿命并取平均值N 1 ；当位移出现突变或两层混凝土位移差超过20％时认为混凝土层间粘接失效出现离缝，记录此时的离缝寿命N 2 ；4)根据动态离缝寿命与动态破坏寿命的寿命比确定板式无砟轨道结构全生命周期内的修补制度；修补制度的确定方法为：根据动态离缝寿命与动态破坏寿命的寿命比，分析板式无砟轨道结构60年全生命周期内的修补制度：式中：N为板式无砟轨道结构的修补间隔，N 1 为层状叠合混凝土试件动态破坏寿命，N 2 为层状叠合混凝土试件离缝寿命；5)当层状叠合混凝土试件出现离缝后选择材料进行注浆修补，然后再进行疲劳或冲击动态试验，估算板式无砟轨道结构的寿命衰减率和服役寿命；所述板式无砟轨道结构的寿命衰减率计算方法为：当需对修补后试件性能进行分析时，在试件达到粘接失效或离缝状态时即停止动态试验，采用压力注浆的方式进行修补，待注浆材料硬化7天后继续进行动态试验；记录修补后试件的动态破坏寿命并取平均值N 3 以及离缝寿命N 4 ，根据式(1)可计算修补后的无砟轨道结构再次修补间隔，修补后的寿命衰减率根据式(2)进行评估：式中x为板式无砟轨道结构的寿命衰减率，N 2 为修补前层状叠合混凝土试件离缝寿命，N 4 为修补后层状叠合混凝土试件离缝寿命；所述无砟轨道结构的服役寿命计算方法为：重复修补后，当x达到40％后判定试件动态性能失效，记录x达到40％前n次修补前的离缝寿命N 2n-2 ，根据式(3)估算无砟轨道n次修补后服役寿命N n ：N n ＝N 4 +...+N 2n-2 +60 (3)。 2.根据权利要求1所述的一种全生命周期的无砟轨道层状叠合结构混凝土动态性能试验方法，其特征在于，所述层状叠合混凝土试件的制备方法为：11)层状叠合混凝土试件的制备尺寸按照等比例的原则进行设计，首先制备上层混凝土并浇注于钢制模具中；12)浇注1天后拆模，置于标准养护室中养护14天；13)将上层混凝土成型面朝上重新放置于所述钢制模具中，制备下层混凝土并浇注；14)浇注1天后拆模并至于标准养护室中养护，试件整体养护时间不少于28天；15)试验前应通过砂纸将试件表面不平整位置打磨平整，加载部位附近不得有直径超过5mm、深度超过2mm的孔洞。 3.根据权利要求1所述的一种全生命周期的无砟轨道层状叠合结构混凝土动态性能试验方法，其特征在于，所述步骤2)中静态加载在压力机上进行，每组试件不少于3块，加载速度为0.08MPa/s～0.10MPa/s。