“高速铁路有砟轨道关键技术与应用”依托国家自然基金等7项课题支持,历经10年,解决了高速有砟轨道垂向合理刚度取值、道床稳定性保持、道床劣化过快和高速道砟飞溅等关键难题。研究成果指导了银西、包银、银兰等有砟高速铁路的设计和建设。主要研究成果包括:
(1)综合考虑飞砟颗粒所处空气动力流场和道床及其振动不确定性因素,提出了基于 Monte Carlo 高速铁路飞砟可靠性的分析方法。
(2)运用空气动力学、轨道力学试验、风洞试验、离散单元法、随机过程可靠度方法等进行了多角度协同研究,阐明了有砟道床高速飞砟机理,扁平、碎片道砟颗粒和质量小于50g道砟易发生飞溅,道砟表比系数越小,道砟颗粒在风 压移动距离越短。
(3)提出了时速300公里速度级防止道砟飞溅的道床断面优化和表层道砟级配技术方案,取消了砟肩堆高,同时道床顶面低于轨枕承轨面 4cm,且低于轨枕中部顶面 2cm;表层道砟级配优化将原设计特级道砟粒径不大于22.4mm的道砟全部筛除。
(4)提出了时速300公里速度级延缓道床劣化的弹性轨枕和道砟垫道床技术方案,明确了弹性轨枕下弹性垫刚度60kN/mm、道砟垫刚度0.1~0.12N/mm3。
(5)提出了时速300公里速度级弹性轨枕、道砟垫轨道结构成套建造技术。首次编制完成《时速300公里高速铁路有砟轨道专项设计和施工质量控制标准(报批稿)》。