聚氨酯泡沫合成軌枕編制說明

PAGEPAGE5《聚氨酯泡沫合成軌枕》編制說明（征求意見稿）廣州市地下鐵道總公司中國船舶重工集團公司第七二五研究所二〇一〇年一月任務來源及計劃要求1.任務背景隨著現代工業(yè)的迅速發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴大，軌道交通以其運送量大、速度快、安全可靠、環(huán)境污染小、不占用地面道路等優(yōu)點，成為緩解城市交通擁擠和減少污染的最有效手段之一。我國軌道交通用軌枕材料通常有兩種：木枕和鋼筋混凝土軌枕，其中木枕是由木材直接加工而成，具有優(yōu)良的特性，但隨著人們環(huán)保意識的提高，加上我國森林資源匱乏的影響，要求人們放棄對木材的過度使用，木枕越來越難以滿足軌道交通的需求；鋼筋混凝土軌枕具有原料易得、使用壽命長、穩(wěn)定性高、養(yǎng)護量小等優(yōu)點，一度占據軌枕市場，但鋼混軌枕硬度大、彈性差、施工難度大，不能滿足軌道交通減振和高精度安裝的要求。因此隨著軌道交通的發(fā)展，尤其是直線電機運載系統的應用，對感應板的安裝精度要求很高，在道岔、橋梁、站臺等地段需使用合成軌枕。合成軌枕是采用連續(xù)玻璃纖維增強聚氨酯發(fā)泡成型的軌道用枕木，與普通木枕和鋼筋混凝土軌枕相比，具有彈性好、質輕、耐化學腐蝕、耐老化、可釘可鉚、施工性能好等優(yōu)點。廣州地鐵首創(chuàng)在四號線建成新型軌道交通直線運載系統，由于軌道工程需要，廣州市軌道交通四號線采用了日本進口的合成軌枕，解決了軌道安裝技術問題。為了打破日本的技術壟斷，廣州市地下鐵道總公司和中國船舶重工集團公司第七二五研究所共同研究和開發(fā)了玻璃纖維增強聚氨酯泡沫合成軌枕。經過一年多的共同努力，突破了多項關鍵技術，完成了材料設計、工藝設備研制、批量生產工藝研究、性能檢測和應用技術研究等全部研究工作，研制的合成軌枕產品各項性能指標達到或超過了國外同類產品的水平，填補了國內技術空白，并順利通過了專家組的驗收，該項目成果已在廣州市軌道交通五號線推廣應用。為了規(guī)范國內城市軌道交通用合成軌枕的技術要求、質量控制和產品交驗，廣州市地下鐵道總公司和中國船舶重工集團公司第七二五研究所共同申請了《聚氨酯泡沫合成軌枕》的編制工作。目前編制工作正在進行中。2.任務來源及計劃要求本項目來源于建標[2008]103號文“2008年住房和城鄉(xiāng)建設部歸口工業(yè)產品行業(yè)標準制訂、修訂計劃”。要求對合成軌枕的技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標識、包裝、貯運等作出規(guī)定，編制時間為2008年～2009年。編制過程1.為了做好該標準的編制工作，廣州市地下鐵道總公司作為主要起草單位（組長單位）、中國船舶重工集團公司第七二五研究所作為參加單位共同組建了標準編制組，對編制人員進行了合理分工，編寫了《標準編制工作大綱》和《標準編制大綱》，并于2009年7月在廣州召開了由住房和城鄉(xiāng)建設部組織的第一次標準工作會議，審查并通過了《標準編制工作大綱》和《標準編制大綱》。2.編制組成員根據《標準編制大綱》的要求，查閱了國內外相關資料，如GB/T1.1-2000標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫規(guī)則、GB/T20154-1984枕木、JISE1203-2007合成まくらぎ（合成軌枕）、GB/T1446-2005纖維增強塑料性能試驗方法總則等，并與用戶多次溝通，了解目前我國木枕的規(guī)格型號及其使用要求，參照日本JISE1203-2007標準，根據我國制備的合成軌枕實際情況，確定了合成軌枕的技術要求。3.在建立試驗方法時，立足于國家標準，在無國標時，力求建立適合于合成軌枕的試驗方法，如豎向抗壓強度、抗拔強度等；因為合成軌枕為非均質材料，對于采用國標會帶來較大誤差的試驗方法，在本標準中也建立了相應的試驗方法，并與國標測試結果進行比較，如彎曲性能、剪切性能、吸水率等，驗證了本標準中試驗方法的合理性。4.按照GB/T1.1-2000要求，通過多輪次審核、修改，形成《聚氨酯泡沫合成軌枕》征求意見稿及其附件。編制原則本標準制定是根據國內需求，具有適用性和適時性。編制過程遵循以下原則：1.參考國內外相關行業(yè)標準，具有可操作性。2.充分采納具有我國自主知識產權，且經實踐檢驗經濟合理的創(chuàng)新技術。3.與現行相關標準相協調，避免重復或矛盾。4.充分發(fā)揚技術民主，充分采納業(yè)內各相關單位的意見。5.條文說明編寫應與設計規(guī)范條文同步編制。四.編制說明本標準共分9章，試驗方法（部分）見附錄A～附錄I。本標準在編制過程中，主要參考了GB/T1.1-2000《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫規(guī)則》、GB/T20154-1984《枕木》、JISE1203-2007《合成軌枕》，編制內容說明如下：1.范圍對本標準的內容和適用范圍作出規(guī)定。2.規(guī)范性引用文件列舉了本標準所引用的國家標準，除GB/T2408-1996《塑料燃燒性能試驗方法水平法和垂直法》注日期外，其它標準均不需要注日期。因為在GB/T2408-2008中，水平燃燒的分級HB和HB40的判據不明確，本標準仍采用GB/T2408-1996的分級標準。3.術語和定義根據國標GB/T1.1-2000的要求，對“合成軌枕”進行了英文翻譯和中文解釋。4.規(guī)格型號參考GB/T20154-1984，對我國軌枕的類別、公差要求、斷面形狀及尺寸以表格的形式進行了規(guī)定。5.要求在JISE1203-2007的基礎上，根據我國軌枕的實際應用情況，對合成軌枕的外觀、尺寸及性能作出了規(guī)定。在性能要求中，除了包含JISE1203-2007所涉及的性能外，對合成軌枕的沖擊強度、氧指數、熱變形溫度、纖維含量等性能提出了相應的要求。6.試驗方法對取樣方法、取樣部位及性能試驗方法或執(zhí)行的標準進行了規(guī)定。在建立試驗方法時，立足于國家標準，在無相應的國家標準時，參照JISE1203-2007，并結合實際測試條件，制定了適合合成軌枕測試的方法（見附錄A～I）。如沖擊強度、阻燃性、氧指數、交流破壞電壓、直流絕緣電阻、熱變形溫度、纖維含量、體積密度采用了國標規(guī)定的試驗方法，其它性能如彎曲強度、豎向抗壓強度等因無相應的國家標準或國標具有一定的局限性，在本標準中具體作出了規(guī)定。7.檢驗規(guī)則本標準對合成軌枕的組批原則、出廠檢驗、型式檢驗的內容進行了全面規(guī)定。8.產品標識按照國標和用戶的要求作出規(guī)定。9.包裝、運輸、貯存根據產品的特點，對包裝、運輸、貯存作出有關規(guī)定。附錄A～附錄I附錄A～附錄I依次對彎曲強度和彎曲彈性模量、豎向抗壓強度、剪切強度、粘接剪切性能、吸水量、成品抗彎曲荷載、螺紋道釘抗拔強度、疲勞性能、耐候性的試驗方法進行了規(guī)定。本標準試驗方法與國標的對照試驗為了說明本標準建立試驗方法的必要性，分別依照本標準和相應國標進行了部分性能試驗，測試結果見表1。表1標準對照試驗測試結果序號測試項目試樣尺寸，mm測試結果本標準國標本標準國標1彎曲強度,MPa400×50×2047×12.5×2120,125,118，138，125137,136，134,132，1342彎曲彈性模量,GPa400×50×2047×12.5×27.05,8.26,7.38,9.51,8.134.72,5.01,2.25,6.92,6.513剪切強度,MPa52×50×4035×6×59.82,9.44,15.4,17.0,10.719.8,18.2,18.0,13.4,18.64吸水率,mg/cm2100×30×3050×50×46.34，8.15，5.626.87,9.09,5.60從表1可以看出：1.彎曲強度和彎曲彈性模量測試依照GB/T3356-1999《單向纖維增強塑料彎曲性能試驗方法》的規(guī)定，與本標準試驗方法相比，試樣尺寸較小，彎曲強度測試結果平行性較好，彎曲彈性模量測試結果分散性較大，且結果偏低。這是因為合成軌枕為非均質材料，試樣尺寸小，能反映整體的代表性差，測試必將產生較大誤差。適當增加所測試樣的尺寸，可有效減少誤差，更真實反映材料的本質。2.剪切強度測試依照GB/T3357-1982《單向纖維增強塑料層間剪切強度試驗方法》的規(guī)定，與本標準相比，試樣尺寸較小，測試結果與本標準相比偏大，這是因為GB/T3357-1982規(guī)定的試驗方法是通過測試試樣的三點彎曲，通過計算得出層間剪切強度。用本標準測試，試樣尺寸較大，結果更接近實際情況。3.吸水率測試依照GB/T1462-2005《纖維增強塑料吸水性試驗方法》的規(guī)定，與本標準相比，試樣尺寸小，測試結果與本標準較接近，平行性較好。但在試驗過程中，由于合成軌枕的密度小于1g/cm3，需要借助其它物件固定在水中，物件必然要與測試樣品接觸，從而影響測試結果的準確性（國標要求測六個面的吸水率）。而本標準則是將其中的四個面用耐水性材料進行包覆，僅測試其余兩個面的吸水性能。測試時，固定物件與包覆面接觸，與國外同類標準水平的對比分析本標準與日本標準JISE1203-2007相比，在性能要求和試驗方法規(guī)定方面，更能代表國內的實際要求，具有適用性。具體表現在：1.在性能要求中，除了包含JISE1203-2007所涉及的性能外，對合成軌枕的沖擊強度、氧指數、熱變形溫度、纖維含量等性能提出了相應的要求。2.JISE1203-2007測試彎曲強度和彎曲彈性模量、剪切強度時，加載速度通過應力控制，而國內的設備通常是通過位移控制，本標準采用位移控制，可操作性更強。3.在測試抗拔強度時，JISE1203-2007分別規(guī)定了道釘和螺栓抗拔強度的試驗方法，因為我國目前使用的是螺紋道釘，本標準僅規(guī)定了螺紋道釘抗拔強度的試驗方法及技術要求，適用性較強。