铁垫板的技术演变，随着列车的提速，对轨道线路稳定性要求也逐渐提高，铁路轨道垫板也经历了四次改进。初使用钢板组焊垫板，由于组焊垫板存在焊缝而整体性不高，并且焊缝的存在使得垫板的力学性能减弱。型钢垫板则由于具有良好的整体性而且较高的力学性能，终取代了组焊垫板。但由于垫板较长，型钢垫板的变形较大、腐蚀严重，而且型钢件也存在生产上满足不了目前轨道垫板结构形式需要的缺点。人们逐渐又将目
港口轨下弹性垫板
铁垫板的技术演变，随着列车的提速，对轨道线路稳定性要求也逐渐提高，铁路轨道垫板也经历了四次改进。初使用钢板组焊垫板，由于组焊垫板存在焊缝而整体性不高，并且焊缝的存在使得垫板的力学性能减弱。型钢垫板则由于具有良好的整体性而且较高的力学性能，终取代了组焊垫板。但由于垫板较长，型钢垫板的变形较大、腐蚀严重，而且型钢件也存在生产上满足不了目前轨道垫板结构形式需要的缺点。人们逐渐又将目前投向了变形性小、成本低的可锻铸铁垫板。由于可锻铸铁的生产是将白口铸铁进行可锻化退火得到的，相比于铸态下直接获得铸件的生产工艺，这种生产方式延长了生产周期、增大了生产成本。球墨铸铁自问世以来凭其优良的力学性能及良好的铸造性能而备受关注，而铸态下可以使用的铁球墨铸铁垫板更是取代可锻铸铁垫板的佳选择。铁素体球墨铸铁由于具有较强的抗震动和抗冲击能力而被应用于制造轨道配件，如地铁线路配件铁垫板、轨道垫板、型预埋铁座、客运专线轨道铁垫板等。我厂为适应目前铁路生产的需要，进行了球墨铸铁的生产开发。根据文献介绍以及对生产过程进行研究，我们终采用二次孕育并控制终硅量的方法，生产了可在铸态下使用的铁素体球墨铸铁。
(4)轨下胶垫刚度
混凝土枕轨道和无碴轨道的弹性,主要是由钢轨扣件提供的。这种轨道的刚度一般要比木枕轨道大得多。因此,必须设法降低混凝土轨下基础的刚度,使之尽可能接近于木枕有碴轨道的刚度水平。理论研究和试验结果表明,要做到这一点,扣件节点垂向刚度应以20kN/mm左右为宜,亦即采用低刚度的轨下胶垫。同时钢轨扣件的横向刚度以20~40kN/m为宜,以减轻轮轨横向力的作用。但横向刚度不足又会使轨距扩大超限,这在运营中是不允许的。
如果轨下胶垫刚度较小,则荷载分散范围宽,轮重变动小,冲击荷载也小,显然有利于改善轨下基础结构的受力状态。此外,还有振动衰减大,道床劣化慢,抑制结构噪声与振动的良好效果。
但另一方面,轨下胶垫自身的应变也会随之变大,有与其耐久性及曲线地段钢轨小返变大如何协调的问。作为对策,钢轨扣件结构有向大型化发展的趋势。
轨下胶垫的静刚度和动刚度之间有较大的差异,这在设计时是应当注意的。一般而论,静刚度越大,动刚度越大;加载频率越高、中心荷载越大、加载振幅越小,动刚度越大。动静刚度之比,当加载频率为5Hz时为1.2~1.5,200Hz时为2.0。
为使轨下胶垫刚度减小,普遍的做法是采用沟槽式胶垫,但微孔胶垫也是有效的。作为轨下胶垫的材质以往多采用天然橡胶,但近年的研究动向是,为减小动静刚度差及改进动刚度特性,研制试铺了多种高分子复合材料的轨下胶,例如,乙烯一合成橡胶(EPDM)、聚酯合成橡胶(ESR)聚氨基甲酸乙酯橡胶(CPU)等,目前,正向实用化阶段迈进。
轨下垫板材料及其一般特性
现用的轨下胶垫材料
轨下橡胶垫板用材料,我国以天然橡胶或合成橡胶为主要原材料,近年来又相继研制了以天然橡胶或合成橡胶为基材的纤维增强复合垫板、橡胶碟簧复合垫板及氧锌晶须(ZnOw)改性橡胶垫板。日本是以天然橡胶为主,经改后前使用的几乎全是以于苯橡胶(-丁二烯合成橡胶)为原的轨下胶垫,近年来又在研发聚氨酯合成橡胶轨下胶垫。法国多以软木橡胶系材料为主。德国早期用压制白杨材料,近年改用塑胶或成橡胶材料。英国早期用软木橡胶,后改用塑料系材料。例如,Pandrol扣件和HM型扣件用轨下胶垫均为乙烯-乙烯酯聚合材料(即塑料)。
可供选用的轨下胶垫材料
(1)NR天然橡胶
优点:力学性能、粘结性、疲劳强度、加工性等优。
缺点:耐候性、耐油性差。
(2)SBR-丁苯橡胶
优点:耐候性、耐热性、性较好。
缺点:机械强度较差。
(3)CR氯丁橡胶
优点:耐大气老化、耐候性特好,耐油性、耐热老化性较好。
缺点:滞后损耗较大。
(4)CPE聚橡胶
优点:耐候性、耐臭性、耐热性、耐化学性、耐扯断性、耐弯
曲龟裂性、耗性等优。
缺点:冲击回弹性小、变形大,耐油性、绝缘性一般,加
工性差,硬度的温度依存性大,成本较高。
(5)EPDM三元乙烯-合成橡胶
优点:耐臭性、耐候性、耐热老化性、耐化学性、回弹性、绝
缘性等优,可用温度范围广(-40~+150°C),自然环
境下老化寿命较长。
缺点:粘结性、耐油性、耐燃性差,成本较高。
（作者： 来源：）
