化工材料助中国高铁提速

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:张权1 徐建2 赵爽3
[导读] 摘要:近年来,中国高铁飞速发展,在中国的交通运输中担任着越来越重要的角色。
        中车长春轨道客车股份有限公司  吉林长春  130062
        摘要:近年来,中国高铁飞速发展,在中国的交通运输中担任着越来越重要的角色。其中,化工材料技术是其飞速发展的重要助力之一。它在减振降噪,路基防水,车身轻量等方面起到了不可替代的作用。本文根据这一现状,重点分析了化工材料技术在先进轨道的发展现状,指明了它在轨道交通方面的未来发展趋势,并对此提出了相关建议。
        关键词:化工材料    高铁    轨道交通
        为了缓解随着社会经济不断发展而增长的运输需求,我国对高速铁路的建设投入了大量的资源,将先进技术进行全方位的吸收与创新,并对铁路路网进行了更新和完善,在高铁的全面化发展历程中取得了较为可观的成果。目前我国正致力于将高铁往智能化,轻量化,绿色化和系列化的方向发展。
        新型化工材料的使用与创新,可以使高铁更加安全,环保与轻量。许多化工新材料在导电,隔热,耐热,耐酸,抗腐蚀性等方面都具有极大的优势,这是传统原材料所无法相比的。
        一.中国高铁发展现状
        我国高速铁路虽然起步时间较短,但是发展速度却很快,获得的成果很可观。20世纪90年代初,中国开始了对高速铁路的研究,并在1990年提出了关于铁路发展的计划,这为后续高铁的发展奠定了理论基础。2004年1月第一个《中长期铁路网规划》法案通过后,就开始了高铁研制发展的技术工作,并且从国外引进了先进的科学技术,在对其进行吸收后,进行了自主再创新,在不断的实践探索中,中国的高铁得以成为世界上运管里程最长的国家。
        在兴建中国高铁体系的历程中,高速动车组的研制对后期高铁技术引进创新提供了不可或缺的帮助。它为我国后期高速动车组的实验研究中积累下了大量的人才与技术。之后,庐山号双层内燃动车组,CRH5型“和谐号”动车组,京泸高速铁路,CRH6型城际动车组等一系列的动车被不断的研发更新,到了2015年,我国的高速列车已正式进入了正向研发的时代。到2016年底,我国的高铁技术已居世界前列,具有较强的自助创新能力,完成了从“中国制造”向“中国创造”的转身。
        现如今,我国出台了新版的《中长期铁路网规划》,其中规划出了未来几年中国高铁的发展蓝图,这将会为我国的轨道交通系统带来全新的面貌,而中国的高铁工程也会通过其它途径走向国际,让世界各国对中国有着更深的认识,促使中国与世界各国建立更紧密的联系。
        二.化工新材料在中国高铁的应用
        2.1减振降噪
        我国在高铁开始建设的时候就把轨道减振降噪这一因素考虑在内,轨道的震动与高铁行驶的噪音影响到人们的正常生活,同时,也会影响到人民的身心健康。因此,如何减振降噪就成为了轨道交通发展中不可忽略的问题。
        其中,采用高阻尼材料或阻尼结构是解决该问题的良好对措。阻尼材料是振动衰减材料,它通过将动能转化为热能,把噪音以热能的形式消耗掉,从而有效地达到减振降噪的作用。在众多阻尼材料中,橡胶是其中应用最多的一类。其中天然橡胶,三元乙丙橡胶,氟橡胶,硅橡胶等均有被应用。在实际使用过程中,多种橡胶经常进行会进行复配使用,以达到性能互补的目的。
        阻尼涂料是另一种形式的“阻尼材料”。它具有阻尼结构,同样可以达到减振降噪的效果,又因为它是以水为分散介质的,所以相比其他材料而言,它的性能更加稳定安全,性质更加绿色环保,同时它使用起来也较为方便,因此在轨道交通,工程机械等方面被广泛使用。


        2.2路基防水
        对于铁路轨道铺设来说,路基发生渗水会影响到地基的稳定,从而导致路基发生翻浆冒泥,冻涨离缝等危险情况。这种情况,会直接危及到高铁运行的安全性。为避免这种情况的发生,首要任务就是要做好路基的防排水工作。
        高速铁路以无砟轨道为主,其防排水主要分为隔水,渗水滤水,排水三方面。其中,隔水方面运用到沥青混凝土防水封闭层技术。沥青混凝土具有独特的黏弹性,良好的力学性能,以及持久的耐受性,在各项性能上都可达到稳定与平衡,可以有效降低防水封闭层开裂的可能,同时为高速铁路的防水安全提供更高的保障。排水的排水管主要使用PVC材质的水管,但在地质不稳定的地方,PVC管则因不能满足需求而被氯化聚乙烯管所取代。
        2.3车身轻量
        高铁实现车身轻量化,可以有效提高它的输出功率、降低油耗,对安全性的提高有着极大的帮助,同时,在操作性上也有极大的提高。
        对于该方面,科研人员进行了各方面的研究与调整。在高铁的内饰材料上,采用以塑料代替钢材的办法,减轻高铁自身的重量;在高铁的车身上,使用服役性能强的复合材料,有效地控制了轴重,实现了车体的轻量化。该复合材料多以铝合金与不锈钢为主,取代了传统的碳钢和低合金钢。另外,粉末冶金材料在车辆上的应用也逐渐广泛,呈上升趋势。
        三.化工新材料的未来发展趋势
        未来,化工新材料在中国高铁上将朝着两方面进行发展:1.化工材料与科技信息技术相结合,研发出更高性能,高技术含量的化学新材料,并将其应用拓展到轨道交通领域中;2.重点发展复合材料,通过多种性能的材料相结合的方法,达到性能互补的效果。
        四.相关建议
        我国目前对化工新材料的生产跟研发效率较为低下,对化工新材料的开发速率与社会生产水平的发展速率不成正比。
        在生产应用方面,更多的偏向于常规化的产品,创新能力薄弱。对于专业性强,技术性高的产品研究较为缺乏。因此,政府应该大力鼓励相关企业和院校,在高质量发展的新阶段,走自主创新的新道路,在现有的成就下取得本质性的突破,能真正做到产品的专业高端,走在产业的前沿。
        另一方面,应当注重对复合材料的设计开发,复合材料的研制,可以降低生产成本,使轨道交通系统的发展做到“低成本,高成果”,推动行业从“高投入、低效率”的发展向“低成本,高效率”的方向转变,不断提升传统产业的竞争优势 增强高铁发展的经济效益。
        五.结束语
        在高速奔驰的高速铁路上,化工新材料扮演者重要的角色。它的发展带动着中国高铁的进步,为中国高速铁路的建设优化提供了技术和能源上的支持,而同样,高铁的发展也为化工材料的研制提供了不可多得的机遇。在未来,化工新材料应紧跟着时代的步伐,研发出更多绿色环保,安全高能的新型材料,并将其应用到高铁的发展行列中,让中国高铁在化工材料的助力下高速飞驰。
        参考文献:
        【1】 闫泽,张丽.《化工新材料在先进轨道交通中的应用现状和发展趋势》[J].2018(05).
        【2】石越峰,蔡德钩,闫宏业,仲新华,姚建平,楼梁伟.《高速铁路路基沥青混凝土防水封闭层技术综述》[J].2018(01)
        【3】陈铁钧,范培霸《高分子化工材料的现状与研究》[J].2018(12)
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