铁路基础设施快速发展,对砂石资源的需求越来越大。轨道结构在服役期内呈现不同程度的病害,不仅大大缩短了使用年限,且会存在行车安全隐患。与此同时,随着社会的现代化发展,废旧轮胎的大量堆积,对全球环境造成巨大压力。因此,本研究将橡胶轮胎的再利用与轨枕的性能需求相结合,将橡胶颗粒应用于混凝土轨枕。在消耗废旧轮胎的同时,一定程度上减少了混凝土细骨料的开采,为提高轨枕性能和减少轨道病害验证了新思路。对橡胶混凝土试块的基本力学性能和耐久性进行实验研究,探究其应用于轨枕制作的可行性;选择满足要求的橡胶混凝土最优配合比,制作轨枕并评价其力学性能和减振性能。本研究主要有以下三点内容:(1)橡胶混凝土的基准配合比、橡胶颗粒粒径及改性方式的优化调整。采用60目和1-3mm的两种橡胶颗粒制备橡胶混凝土试块,研究其强度与工作性。试验结果表明:未改性的60目橡胶颗粒会降低混凝土的强度和工作性;使用Na OH溶液和偶联剂Si69改性后的60目橡胶混凝土,较未改性60目橡胶混凝土强度改善效果不明显;未改性的1-3mm橡胶颗粒在制备橡胶混凝土过程中出现严重的上浮现象;使用预包覆水泥壳改性的1-3mm橡胶混凝土由于其人工成本增加和水泥壳易碎的问题,限制了其使用。因此,本研究在使用优化基准配合比的基础上,选择未改性的60目和30目橡胶颗粒进行后续试验。(2)通过基本力学性能和耐久性实验探究橡胶混凝土的最优橡胶颗粒含量及粒径。使用60目和30目橡胶颗粒制作0、5%、10%、15%、20%含量的橡胶混凝土试块,分别测试其表观密度、工作性能、抗压强度、抗折强度、与钢筋粘结性能、耐磨性能、抗氯离子渗透能力。试验结果表明:橡胶颗粒的掺入对混凝土力学性能和耐久性的基本指标均有降低作用,除抗氯离子渗透能力有提高。考虑在满足混凝土需求的基础上尽可能提高橡胶颗粒的使用率,选择30目橡胶颗粒在15%含量时制备的橡胶混凝土试块进行后续橡胶混凝土轨枕制备及测试。(3)对橡胶混凝土轨枕进行制作,并进行轨枕断裂力学性能分析和减振性能分析。使用30目15%含量的橡胶颗粒制作橡胶混凝土轨枕,进行静载试验和数字图像相关技术测试,分析其抗裂性能和裂缝的发展;建立有限元模型,分析普通混凝土和橡胶混凝土轨枕有砟轨道的动力学性能。试验结果表明:静载测试结果满足规范要求;数字图像相关技术测试结果显示,橡胶混凝土轨枕的裂纹较普通混凝土产生于更高的荷载水平下,但裂纹的扩展速率更大;有限元模拟的结果显示胶混凝土轨枕的使用能够降低有砟轨道的振动加速度。