阅读说明：本技术 一种纤维密编竹材卷胶组合枕木材料 (Fiber-woven bamboo material and rubber-coiled combined sleeper material ) 是由 许黎明 王清文 许艺威 蔡奕涛 于 2019-08-16 设计创作，主要内容包括：一种纤维密编竹材卷胶组合枕木材料,以竹材为基材的复合枕木材料及其制造方法,将竹材制成符合枕木长度要求的长形篾片,对长形篾片进行竹材降挥发份和表面改性处理,以高强度纤维将长形篾片编制成平面片材,将平面片材卷叠成坯材,逐层涂敷或整体浸润胶粘剂,压制固化成枕木坯料,修整边脚,加工螺栓孔,制成成品。(A composite sleeper material is made up of bamboo through making long thin bamboo strips meeting the length requirement of sleeper, modifying the surface of long thin bamboo strips, weaving planar sheets with high-strength fibres, rolling the planar sheets, folding, coating adhesive layer by layer or immersing them in it, pressing, solidifying, trimming edges and feet, and machining bolt holes.)

一种纤维密编竹材卷胶组合枕木材料

所属技术领域工艺

本发明涉及一种用高强度纤维编织竹材篾片并卷合胶制成高强度竹结构的枕木材料及其制造方法。

背景技术

铁路枕木是铁路的必要基础用材，目前有木制枕木、钢筋混凝土枕木、钢制枕木；复合材料枕木。木制枕木需要消耗大量的木材，中国木材资源较缺乏，价格贵，在主要干线上已逐渐被混凝土枕取代，但混凝土枕木粗大笨重，柔韧性不足，钢制枕木应用在一些特殊场合，不是一种普遍应用材料。目前，复合材料枕木特别是聚氨酯枕木正在一些需要轻质的铁路路段(如铁路桥梁)得到应用，但价格昂贵。

中国是世界竹类植物的起源与分布中心之一，是竹资源最丰富的国家，被誉为：“竹子王国”。全国自然竹林面积500多万公顷，年产各类竹材450多万吨。

竹材纤维具有高强高韧优质材料特性，来源广泛，价格低廉，利用竹材材料的优质特性来制造枕木，将会为铁路事业提供优质廉价的材料。

发明内容

为了解决木制枕木对森林的消耗和复合材料枕木的高成本问题，本发明提供一种以竹材为基材的复合枕木材料及其制造方法，对本领域的技术人员而言，本发明的特征和优点在阅读以下实施方案说明后将是显而易见的。

解决其技术的方案

本发明解决其技术的方案是：

1一种以竹材为基材的复合枕木材料及其制造方法，将竹材制成符合枕木长度要求的长形篾片，对长形篾片进行竹材降挥发份和表面改性处理，以高强度纤维将长形篾片编制成平面片材，将平面片材卷叠成坯材，逐层涂敷或整体浸润胶粘剂，压制固化成枕木坯料，修整边脚，加工螺栓孔，制成成品。设置该技术方案的效果是：将竹材制成符合枕木长度要求的长形篾片，能保障整体枕木中基材纤维的连续性，对长形篾片进行竹材降挥发份和表面改性处理，可以保障竹材在长期应用过程中的稳定性和后续胶合时表面与胶粘剂的界面结合，以高强度纤维将长形篾片编制成平面片材，可以通过高强纤维增强成型后的各向受力，将平面片材卷叠成坯材，逐层涂敷或整体浸润胶粘剂，可以保障成型的整体性，并提高工艺流程效率，压制固化成枕木坯料后，通过修整边角，加工螺栓孔，保障制成品的精准尺寸和方便安装使用。

2将竹材制成符合枕木长度要求的长形篾片，其实施方案为：对应不同的枕木规格要求，在长形篾片上有高强纤维编织槽，使编织时编织纤维嵌入槽中，使得被编织的横向篾片在后续工艺或应用受力时不会横向位移并增大横向受力，还能保障后续卷叠时，卷叠的结合面的平整，在不同应用途径的要求下，在长形篾片上有高强纤维编织槽的数量并与之相对应的高强纤维的编用数量，得以满足制成品的力学要求。设置该技术方案的效果是：卷叠结合面的平整可以降低胶粘剂的用量，得以节约生产成本，编织槽数量的机动性可以保障制品力学性能的提升为简易可控。

3对长形篾片进行竹材降挥发份和表面改性处理，其实施方案为：在低于竹纤维素和高于竹木质素的温度间，对长形篾片进行干燥处理，然后以负离子法或偶联剂法对长形篾片进行表面处理。设置该技术方案的效果是：降挥发份后的竹材化学和力学性能都较稳定，表面处理后的竹材与胶粘剂将有更好的表面粘结性。

4以高强度纤维将长形篾片编制成平面片材，其实施方案为：以通用的竹编设备进行编织，利用编织设备的提花工艺即可在需要安装枕木道钉螺拴的部位编织出高强度纤维构成的圈型织花，在编织平面片材时，可以在两个篾片的中间夹编横向高强度纤维束，并预留预应力拉伸端索。设置该技术方案的效果是：以通用的竹编设备即可生产，降低了生产工艺难度，枕木道钉螺拴的部位编织出高强度纤维构成的圈型织花，使得枕木道钉或螺栓作为最强受力点的部位得到重点加强，在两个篾片的中间夹编横向高强度纤维束，并预留预应力拉伸端索，既不影响平面片材的平整度，又可以在横向承载力上任意可控，预留的预应力拉伸端索可以在后续成型加工中，避免横向高强度纤维束松弛而丧失增强作用。

5平面片材卷叠成坯材，逐层涂敷或整体浸润胶粘剂，一个实施方案可以包括：以回型卷叠法，将平面片材卷叠成坯材，逐层涂敷或整体浸润胶粘剂；另一个实施方案可以包括：以往复卷叠法将平面片材卷叠成坯材，逐层涂敷或整体浸润胶粘剂。设置该技术方案的效果是：以回型卷叠法，将平面片材卷叠成坯材，其制成品适用于不规则受力地段如弯道、岔道处；以往复卷叠法将平面片材卷叠成坯材，其制品适用于平直受力地段如铁路直行路段。

6压制固化成枕木坯料，其实施方案是：在模具中将含有胶粘剂的平面片材卷叠成的坯材压制成制品所需的形状和尺寸，预留的预应力拉伸端索在两端被拉伸并固化成型。设置该技术方案的效果是：坯材压制成制品所需的形状和尺寸后，无需再次对外形尺寸进行加工，节约工艺流程；预留的预应力拉伸端索在两端被拉伸并固化成型后，形成更好的预应力，提升产品品质。

7修整边角，加工螺栓孔，其实施方案是：将坯材压制成制品后，修整留在制成品的两端多余的胶粘剂和预应力拉伸端索，并按不同制成品的要求，加工出安装轨道时所需要的螺栓孔。设置该技术方案的效果是：保障制成品的外形尺寸符合相关技术要求；减少轨道安装时的工作量，提高安装效率。

本发明的有益效果是：利用竹材所具有的优质材料特性，生产优质高强的生物质材料复合枕木，由于我国竹资源充配，本发明的使用，可以为铁路建设提供大量优质、轻质枕木，节约木材，方便铁路建设施工，其工艺简便，适宜规模化生产。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为本发明的立体示意图。1是卷叠坯材；2是胶粘剂；3是螺栓孔。

附图2为本发明的俯视图4是预应力拉伸端索；5是高强纤维编织槽；6是圈型织花；7是平面片材；8是竹材篾片。

附图3为本发明的剖视图。4是预应力拉伸端索；5是高强纤维编织槽；6是圈型织花。

附图4为本发明的截面图。7是平面片材。

具体实施方式

为阐述本发明的具体实施，结合附图进一步进行说明。

请参阅图1所示，一种以竹材为基材的复合枕木材料及其制造方法，将竹材制成符合枕木长度要求的长形篾片，能保障整体枕木中基材纤维的连续性，对长形篾片进行竹材降挥发份和表面改性处理，可以保障竹材在长期应用过程中的稳定性和后续胶合时表面与胶粘剂的界面结合，以高强度纤维将长形篾片编制成平面片材，可以通过高强纤维增强成型后的各向受力，将平面片材卷叠成坯材1，逐层涂敷或整体浸润胶粘剂2，可以保障成型的整体性，并提高工艺流程效率，压制固化成枕木坯料后，通过修整边角，加工螺栓孔3，保障制成品的精准尺寸和方便安装使用。

请参阅图2所示，一种以竹材为基材的复合枕木材料及其制造方法，在不同应用途径的要求下，在以竹材篾片8编织的平面片材7上有高强纤维编织槽5的数量并与之相对应的高强纤维的编用数量，以满足制成品的力学要求，还可以在横向承载力上任意可控；在两个篾片的中间夹编横向高强度纤维束，并预留预应力拉伸端索4；枕木道钉螺拴的部位编织出高强度纤维构成的圈型织花6，缠绕在篾片8上。

请参阅图3所示，一种以竹材为基材的复合枕木材料及其制造方法，预留的预应力拉伸端索4在固化成形时被拉伸，可以避免在后续成型加工中，横向高强度纤维束松弛而丧失增强作用；高强纤维编织槽5使得编织纤维嵌入槽中，不影响平面片材的平整度，减少胶粘剂用量；圈型织花6使得枕木道钉或螺栓作为最强受力点的部位得到重点加强。

请参阅图4所示，一种以竹材为基材的复合枕木材料及其制造方法，以回型卷叠法，将平面片材7卷叠成坯材，其制成品适用于不规则受力地段如弯道、岔道处；以往复卷叠法将平面片材7卷叠成坯材，其制品适用于平直受力地段如铁路直行路段。