赵廷午， 张文新， 王学明， 贾林才

(山西省化工研究所(有限公司)，山西 太原 030021)

引 言

目前，拥有地铁、有轨电车、轻轨等公共轨道交通是一座现代城市的标志。城市轨道交通的轨道有有砟轨道、无砟轨道、自动导轨、磁浮导轨和直线电机轮轨道等[1-2]。

目前，无砟轨道的类型有[3-7]英国的PACT整体道床轨道、日本的板式轨道、德国的Rheda型无砟轨道及Sonneville公司的弹性支承块轨道结构(LVT)和荷兰Edilon公司的ERS轨道等。

无砟轨道的特点为线路稳定、平顺，有利于铺设无缝线路和高速行车；维修工作量少；坚固耐久、整洁美观，使用寿命长；在隧道、地铁中可减少开挖面积等。缺点是造价相对较高。

借鉴欧洲先进技术，结合国内城轨交通运行情况，成都新筑机械股份有限公司联合西南交通大学、北京城建院开发了ERS嵌入式弹性连续支撑轨道系统(简称嵌入式轨道系统)[8-10]。该系统是将钢轨嵌入到预制混凝土整体道床中，采用弹性垫板连续支撑、聚氨酯阻尼材料锁固钢轨的一种无扣件新型轨道系统。该轨道系统主要由预制轨道板、槽型轨、弹性垫板、高分子浇注料[11]、调轨组件等部件组成。该轨道系统已经过TUV认证，中铁检验认证中心CRCC认证，已处于试运营阶段。

1 嵌入式轨道系统用聚氨酯弹性体的性能指标

从实际的运行情况考虑并参照国外材料的性能指标[12-13]，室温固化双组分聚氨酯弹性体的性能必须满足表1规定的要求。

表1 嵌入式轨道系统用聚氨酯弹性体性能指标

2 嵌入式轨道系统用聚氨酯弹性体的试制

依据表1性能的要求，设计了以聚环氧丙烷醚多元醇和MDI-50反应的预聚物为甲组分，聚环氧丙烷醚多元醇、二胺扩链剂、增塑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、催化剂、填料等为乙组分的配方体系。该配方体系见表2。

表2 嵌入式轨道系统用聚氨酯弹性体配方

甲、乙组分合成工艺如下：

甲组分：

将官能度2～3、数均相对分子质量1 000～2 000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇在100 ℃～120 ℃高真空下脱水至水分小于0.05%。然后，降温至35 ℃～45 ℃，搅拌下加入MDI-50。待自然温升结束，逐步将该反应体系升温至80 ℃～85 ℃，继续反应2 h～3 h。取样分析—NCO基含量接近设计值时，脱泡降温分装待用。

乙组分：

将聚环氧丙烷醚多元醇、二胺扩链剂、增塑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、催化剂、填料等于100 ℃～120 ℃反应釜中搅拌均匀并脱水至水分含量小于0.05%，降温至50 ℃左右经胶体磨研磨后分装待用。

依据上述配方及工艺，合成的嵌入式轨道系统用聚氨酯弹性体的性能指标如表3。

从表3结果可以看出，试制的嵌入式轨道系统用聚氨酯弹性体无论从力学性能还是工艺性能看均可以达到嵌入式轨道对聚氨酯弹性体的要求。现已批量提供用于商业运营线路的建设。嵌入式轨道的示意图和建设的运营线路外景图见图1和第6页图2。

表3 试制的嵌入式轨道系统用聚氨酯弹性体的力学性能及工艺性

图1 嵌入式轨道的结构示意图

3 结论

1) 试制的双组分室温固化聚氨酯弹性体的力学性能和工艺性能皆可满足嵌入式轨道用阻尼材料的要求；

2) 该材料也可用于其他应用领域，如，艺术地坪模板等的加工和制造。

图2 嵌入式运营轨道系统外景