一种阻尼钢轨的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种阻尼钢轨，包括钢轨本体，所述钢轨本体具有腰轨、位于所述腰轨上端的顶轨以及位于所述腰轨下端的轨座；所述腰轨的表面具有层状结构体，所述层状结构体沿着腰轨延伸至顶轨和轨座；并且所述层状结构体沿着腰轨的表面由内到外具有弹性耗能层、磁性吸附层、阻尼层、约束层和保护层。本发明所述的阻尼钢轨采用动力吸振和约束阻尼的复合结构，可以显著拓宽吸振消声的频率范围，尤其是钢轨的中低频振动和噪声可以得到有效控制。特别适用于城市地铁、轻轨、城际铁路及高速铁路交通等新线铺设或旧线改造。
【专利说明】—种阻尼钢轨【技术领域】
[0001]本发明属于轨道交通减振降噪的【技术领域】，更具体的说，本发明涉及ー种应用于城市地铁、轻轨、城际铁路及高速鉄路交通等新线铺设或旧线改造用的阻尼钢轨。
【背景技术】
[0002]噪声是环境的污染源，对人的身体危害极大，而随着城市轨道列车不断的提速，随着列车速度的提高而引发的轮轨噪声呈上升趋势。轮轨噪声是列车行驶时的主要声源之一，而钢轨振动是产生轮轨噪声的主要原因。
[0003]在轨道交通领域，对钢轨采用自由阻尼或约束阻尼处理，既在钢轨表面进行阻尼处理，是ー种应对钢轨振动和噪声的有效方法。无论自由式阻尼还是约束阻尼，为达到减振降噪效果，都必须要确保阻尼层与钢轨结合面之间的紧密粘接，通常的方法是采用胶粘剂粘接。但由于钢轨存在腐蚀生锈的现象，在列车长期动载作用下，阻尼结构容易部分或整体地与钢轨本体的结合强度逐渐降低，从而逐渐失去减振降噪效果。
[0004]另外，阻尼材料对使用温度和减振频率具有选择性，只有较窄温度范围内且只对特定频率段的振动有较好吸收效果，而地铁线路振动频带宽，某些路段尤其是地上线温差变化大，是不适合采用普通阻尼板处理的。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种阻尼钢轨。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
本发明所述的阻尼钢轨，包括钢轨本体，所述钢轨本体具有腰轨、位于所述腰轨上端的顶轨以及位于所述腰轨下端的轨`座；其特征在于:所述腰轨的表面具有层状结构体，并且所述层状结构体沿着腰轨的表面由内到外具有弾性耗能层、磁性吸附层、阻尼层、约束层和保护层。
[0007]其中，所述层状结构体沿着腰轨延伸至顶轨和轨座。
[0008]其中，所述阻尼层包括第一阻尼层和第二阻尼层；所述约束层包括第一约束层和第二约束层。并且沿着所述腰轨由内向外依照第一阻尼层、第一约束层、第二阻尼层和第二约束层的顺序分布。
[0009]本发明的技术方案相比现有技术具有以下有益效果:
本发明所述的阻尼钢轨采用动カ吸振和约束阻尼的复合结构，各组成部分结构分别承担了不同的功能。所述的弹性耗能层和磁性吸附层具有吸震和缓冲的作用；所述约束阻尼层具有较高的损耗因子，可以起到良好的减震作用。而采用吸振和双层约束阻尼的复合结构，可以显著拓宽吸振消声的频率范围，尤其是钢轨的中低频振动和噪声可以得到有效控制。
【专利附图】
【附图说明】[0010]图1是本发明所述的阻尼钢轨的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]以下将结合具体实施例对本发明所述的阻尼钢轨的结构和功能做进ー步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0012]实施例1
如附图1所示，本实施例所述的阻尼钢轨，包括钢轨本体10，所述钢轨本体10具有腰轨12、位于所述腰轨12上端的顶轨11以及位于所述腰轨12下端的轨座13 ;所述腰轨12的表面具有层状结构体，且所述层状结构体沿着腰轨12延伸至顶轨11和轨座13并且所述层状结构体沿着腰轨的表面由内到外具有弾性耗能层20、磁性吸附层21、第一阻尼层31、第一约束层41、第二阻尼层32、第二约束层42和保护层50。在本实施例中所述的弹性耗能层可以有效吸收钢轨低频振动的能量；而所述第一阻尼层和第二阻尼层能够进ー步吸收钢轨振动中，中高频振动成分的能量。
[0013]在本实施例中，所述弹性耗能层由聚氨酯与聚甲基丙烯酸甲酯共聚物形成。所述共聚物是通过将20~30wt%的MD1、12~15wt%的聚四氢呋喃醚二醇、15~18%的1，4- 丁二醇1.5~2.5wt%的三甲基硅咪唑、2.0~2.5wt%的2-甲基-1-乙烯基咪唑、0.20、.25wt%的二月桂酸二丁基錫、0.02~0.03wt%的过氧化二月桂酰、0.02wt%的2-羟基苯甲酮和余量的聚甲基丙烯酸甲酯均匀混合后在双螺杆挤出机中于208-215°C反应2.5^3.5分钟制备得到。所述共聚物的断裂伸长度≥1200%，而所述共聚物在-2(T50°C的抗冲击功为4(Tl50kJ/m2 ;可见所述的共聚物不仅具有优异的减振和吸振性能，而且抗撕裂性能优异，使用寿命极长。
[0014]在本实施例中，所述磁性吸附层为铁磁性金属材料制成；而所述第一约束层和第二约束层均由铁基金属板层构成；所述磁性吸附层既与所述钢轨本体相互吸引，又与外层的第一约束层和第二约束层相互吸引，从而使得所述层状结构体更好的固定连接在一起，不易脱落，确保所述层状结构体的可靠性。在本实施例中所述磁性吸附层可以通过常规的粘结方法连接在弹性耗能层外侧，作为优选地，可以采用丙烯酸粘结剂将它们可靠、长久的粘结在一起。同样地，所述第一约束层和第二约束层同样可以通过粘结剂分别与第一阻尼层和第二阻尼层连接在一起。
[0015]在本实施例中，所述第一阻尼层由12_15wt%的甲基丙烯酸甲基酷、25~35wt%的热塑性聚氨酯弾性体、5~8wt%的甲基醚化三聚氰胺树脂、5-8wt%的二氧化硅和余量的四氧化三铁通过喷涂形成。所述第二阻尼层由12~15wt%的热塑性聚氨酯弾性体、12~15wt%的羧甲基纤维素钠、8~12wt%的二氧化硅和余量的四氧化三铁通过喷涂形成。所述的第一阻尼层和第二阻尼层由不同质量和性质的有机组分和无机组分形成，可以有效增强对不同频率的噪音的吸收和减振效果。
[0016]在本实施例中，所述保护层用于起到防水、防腐和防老化的作用。所述保护层通过在第二约束层表面喷涂耐候涂料形成。所述耐候涂料由16~20wt%甲基丙烯酸甲基酷、20~25wt%的甲基醚化三聚氰胺树脂、10^15wt%的双酚A型环氧树脂、1.5~2.5wt%的流平剂、0.5^1.0wt%的分散8~15wt%的碳酸甲二酯和余量的异丙醇组成。所述的保护层具有优异的耐候性、耐腐蚀和抗冲击等性能，此外还具有成膜厚、硬度高和耐磨性高等优点。
[0017]通过测量表明，在所述钢轨本体上増加所述实施例1所述的层状结构体之后，当列车速度大于100 km/h时，阻尼降噪效果明显，噪音可以降低12~18 dB ;当列车速度为80^100 km/h时，噪音可以降低8~12dB。可见，本发明所述的阻尼钢轨特别应用于城市地鉄、轻轨、城际铁路及高速鉄路交通等新线铺设或旧线改造。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范`围之内。
【权利要求】
1.ー种阻尼钢轨，包括钢轨本体，所述钢轨本体具有腰轨、位于所述腰轨上端的顶轨以及位于所述腰轨下端的轨座；其特征在于:所述腰轨的表面具有层状结构体，并且所述层状结构体沿着腰轨的表面由内到外具有弾性耗能层、磁性吸附层、阻尼层、约束层和保护层。
2.根据权利要求1所述的ー种阻尼钢轨，其特征在于:所述层状结构体沿着腰轨延伸至所述顶轨和轨座。
3.根据权利要求1或2所述的ー种阻尼钢轨，其特征在于:所述阻尼层包括第一阻尼层和第二阻尼层；所述约束层包括第一约束层和第二约束层；并且沿着所述腰轨由内向外依照第一阻尼层、第一约束层、第二阻尼层和第二约束层的顺序分布。
4.根据权利要求3所述的ー种阻尼钢轨，其特征在于:所述弹性耗能层由聚氨酯与聚甲基丙烯酸甲酯共聚物形成。
5.根据权利要求4所述的ー种阻尼钢轨，其特征在于:所述共聚物是通过将2(T30wt%的MD1、12~15wt%的聚四氢呋喃醚二醇、15~18%的I，4- 丁二醇、1.5~2.5wt%的三甲基硅咪唑、2.0~2.5wt%的2-甲基-1-乙烯基咪唑、0.20~0.25wt%的二月桂酸二丁基锡、0.02、.03wt%的过氧化二月桂酰、0.02wt%的2-羟基苯甲酮和余量的聚甲基丙烯酸甲酯均匀混合后在双螺杆挤出机中于208-215°C反应2.5^3.5分钟制备得到。
6.根据权利要求5所述的ー种阻尼钢轨，其特征在于:所述共聚物的断裂伸长度≤1200%，而所述共聚物在-2(T50°C的抗冲击功为4(Tl50kJ/m2。
7.根据权利要求3所述的ー种阻尼钢轨，其特征在于:所述第一阻尼层由12-15wt%的甲基丙烯酸甲基酷、25~35wt%的热塑性聚氨酯弾性体、5~8wt%的甲基醚化三聚氰胺树脂、5-8wt%的二氧化娃和余量的四氧 化三铁通过喷涂形成。
8.根据权利要求7所述的ー种阻尼钢轨，其特征在于:所述第二阻尼层由12~15wt%的热塑性聚氨酯弾性体、12~15wt%的羧甲基纤维素钠、8~12wt%的二氧化硅和余量的四氧化三铁通过喷涂形成。
9.根据权利要求3所述的ー种阻尼钢轨，其特征在于:所述保护层通过在第二约束层表面喷涂耐候涂料形成。
10.根据权利要求9所述的ー种阻尼钢轨，其特征在干:所述耐候涂料由16~20wt%甲基丙烯酸甲基酷、2(T25wt%的甲基醚化三聚氰胺树脂、l(Tl5wt%的双酚A型环氧树脂、1.5^2.5wt%的流平剂、0.5^1.0wt%的分散剂、8~15wt%的碳酸甲こ酯和余量的异丙醇组成。
【文档编号】E01B19/00GK103498392SQ201310411741
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】毛建红 申请人:毛建红