Effect of Reflective Thermal Insulation Coatings on Temperature and Stress of Track Slab
-
摘要: 为了降低无砟轨道板板温及板内应力，缓解夏季高温期无砟轨道胀板导致的各类病害，使用钛白粉、玻璃微珠等组份配置了一种无砟轨道用反射隔热涂料；探究了各组份使用量的合理性，并在红外光及自然光下测试了其降温性能；分析了轨道板板表及内部温度差对轨道板内部应力的影响. 研究结果表明：该种涂料可在夏季高温期降低轨道板板表温度最高达16 ℃，可使轨道板板表与180 mm深处温度差由24 ℃下降至12 ℃，降幅约50%，并可有效降低轨道板应力0.4 MPa；该种涂料可有效降低因温度应力产生的各种轨道病害风险.Abstract: To reduce the slab temperature and internal stress of ballastless track and alleviate damage caused by ballastless track expansion during high temperature period in summer, a reflective thermal insulation coating for ballastless track was explored with titanium dioxide, glass beads, and other components. The rationality of the dosage of each component was explored, and its cooling performance was tested under infrared light and natural light. The influence of the temperature difference between the surface and the interior of track slab on the internal stress of track slab was analyzed. The results show that the coating can decrease the surface temperature of track slab by up to 16 ℃ during the high temperature period in summer, it can also decrease the temperature difference between the surface and the depth of 180 mm of track slab from 24 ℃ to 12 ℃, with a decrease of about 50%, and effectively decrease the stress of track slab by 0.4 MPa. The coating can effectively reduce the risk of various track diseases caused by temperature stress.
-
Key words:
- reflective thermal insulation /
- track slab /
- temperature /
- stress /
- titanium dioxide
-
图 1 多通道测温仪测温点布置示意
Figure 1. Temperature measuring points arrangement of multi-channel thermometer
图 2 不同钛白粉用量对材料降温性能的影响
Figure 2. Effect of different titanium dioxide dosages on the cooling performance of materials
图 4 陶瓷复合微晶体的使用量对涂料影响
Figure 4. Effect of the amount of ceramic composite microcrystals on coatings
图 5 陶瓷复合微晶体的使用量对涂料降温速率的影响
Figure 5. Effect of different titanium dioxide dosages on the cooling performance of materials
表 1 基体材料配方
Table 1. Matrix material formula
序号 项目 牌号 份数/份 1 水 400.0 2 分散剂 5040 5.0 3 润湿剂 LCN407 1.0 4 纤维素 HBR250 2.5 5 多功能助剂 AMP-95 1.0 6 乳液 296DS 90.0 7 成膜助剂 醇脂十二 5.0 8 助溶剂 丙二醇 15.0 9 防腐剂 Cp11 2.0 10 消泡剂 NXZ 2.5 11 增稠剂 601 1.0 12 流平剂 621N 1.5 13 白水泥 525 160.0 14 石英砂 200目 30.0 15 减水剂 F10 4.5 
下载: 导出CSV
表 2 反射隔热填料配方
Table 2. Reflective insulation filler formula
份 组别 钛白粉 玻璃微珠 陶瓷微球 复合陶瓷微晶体 1 50 180 0 0 2 100 180 0 0 3 150 180 0 0 4 200 180 0 0 5 50 120 60 0 6 50 60 120 0 7 50 0 180 0 8 150 180 0 30 9 150 180 0 60 10 150 180 0 90 11 150 180 0 120
下载: 导出CSV
表 3 2018年7月5日至8日天气情况
Table 3. Weather from July 5 to 8，2018
日期 天气情况 温度/℃ 风况 2018 年 7 月 05日 多云/晴 33/24 东北风 1~2 级 2018 年 7 月 06 日 多云/晴 34/23 东北风 <3 级 2018 年 7 月 07 日 多云/多云 33/23 东风 1~2 级 2018 年 7 月 08 日 阴/阴 31/24 东风 1~2 级
下载: 导出CSV
表 4 各组涂料反射率及热辐射率
Table 4. Reflectivity and thermal emissivity of each group paint
% 项目 第 3 组 第 8 组 第 9 组 第 10 组 第 11 组 反射率 84 84 85 85 85 热辐射率 82 83 86 88 89
下载: 导出CSV
-
贾岩. 基于GPS的轨道检查系统的研究与设计[D]. 长沙: 中南大学, 2014. 李国. 列车舒适度与平稳性测试的SOPC技术研究[D]. 成都: 西南交通大学, 2010. 张广义. 砂浆充填层劣化对CRTSⅡ型板式无砟轨道力学特性影响的研究[D]. 长沙: 中南大学, 2013. 王冠雄. 高速铁路无砟轨道板裂缝修补前后性能变化的试验研究[D]. 石家庄: 石家庄铁道大学, 2017. 朱晓嘉. CRTSⅡ型轨道板温度效应及其对列车运行安全性的影响分析[D]. 成都: 西南交通大学, 2012. 铁道第三勘察设计院集团有限公司. 高速铁路设计规范: TB10621—2014[S]. 北京: 中国铁道出版社, 2014. 钟垚,何越磊,路宏遥,等. 持续高温作用下CRTSⅡ型无砟轨道层间离缝分析[J]. 铁道科学与工程学报,2018,15(5): 1128-1133. doi: 10.3969/j.issn.1672-7029.2018.05.005ZHONG Yao, HE Yuelei, LU Hongyao, et al. Analysis of interface seam of CRTSⅡ slab track under sustained high temperature[J]. Journal of Railway Science and Engineering, 2018, 15(5): 1128-1133. doi: 10.3969/j.issn.1672-7029.2018.05.005 温希华. 高温天气下CRTSⅡ型板式无砟轨道温度特性[J]. 上海工程技术大学学报,2017,31(1): 66-69. doi: 10.3969/j.issn.1009-444X.2017.01.014WEN Xihua. Temperature characteristic of CRTSⅡ slab-type ballastless track under high temperature condition[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2017, 31(1): 66-69. doi: 10.3969/j.issn.1009-444X.2017.01.014 王森荣,孙立,李秋义,等. 无砟轨道轨道板温度测量与温度应力分析[J]. 铁道工程学报,2009,26(2): 52-55. doi: 10.3969/j.issn.1006-2106.2009.02.013WANG Senrong, SUN Li, LI Qiuyi, et al. Temperature measurement and temperature stress analysis of ballastless track slab[J]. Journal of Railway Engineering Society, 2009, 26(2): 52-55. doi: 10.3969/j.issn.1006-2106.2009.02.013 刘亚男. 复杂温度下Ⅱ型板式无砟轨道宽窄接缝病害影响及维修措施研究[D]. 北京: 北京交通大学 2016. 何元庆. 温度梯度荷载作用下CRTSⅡ型无砟轨道层间离缝分析[J]. 铁道建筑,2017(4): 102-105. doi: 10.3969/j.issn.1003-1995.2017.04.26HE Yuanqing. Analysis on interface seam of CRTSⅡ slab ballastless track under temperature gradient load[J]. Railway Engineering, 2017(4): 102-105. doi: 10.3969/j.issn.1003-1995.2017.04.26 李景. 降温涂料中颜填料对降温效果的影响研究[D]. 济南: 山东建筑大学, 2010. 孙明杰. 太阳热反射隔热涂料的研究[D]. 北京: 北京化工大学, 2010. 蔡会武,王瑾璐,江照洋,等. 颜填料对隔热涂料反射性能的影响研究[J]. 涂料工业,2008,38(4): 29-31. doi: 10.3969/j.issn.0253-4312.2008.04.009CAI Huiwu, WANG Jinlu, JIANG Zhaoyan, et al. Research on influences of pigment sand fillers on reflectivity of thermal insulation coating[J]. Paint & Coatings Industry, 2008, 38(4): 29-31. doi: 10.3969/j.issn.0253-4312.2008.04.009 彭寿,王芸,彭程,等. 空心玻璃微珠制备方法及应用研究进展[J]. 硅酸盐通报,2012,31(6): 1508-1513.PENG Shou, WANG Yun, PENG Cheng, et al. The research progress on preparation method and application of hollow glass microsphere[J]. Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2012, 31(6): 1508-1513. -
下载:
点击查看大图
计量
- 文章访问数: 443
- HTML全文浏览量: 238
- PDF下载量: 15
- 被引次数: 0