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1、确保施工质量确保施工质量确保施工质量确保施工质量提高板式无砟轨道充填层的耐久性提高板式无砟轨道充填层的耐久性提高板式无砟轨道充填层的耐久性提高板式无砟轨道充填层的耐久性高速铁路建造技术国家工程实悚室高速铁路建造技术国家工程实悚室高速铁路建造技术国家工程实悚室高速铁路建造技术国家工程实悚室中南大恘中南大恘中南大恘中南大恘 水泥乳化沥青砂浆课题组水泥乳化沥青砂浆课题组水泥乳化沥青砂浆课题组水泥乳化沥青砂浆课题组2009年12月17日邓 德 华CRTS型型型型板式无砟轨道砂浆充填层的施工技术板式无砟轨道砂浆充填层的施工技术板式无砟轨道砂浆充填层的施工技术板式无砟轨道砂浆充填层的施工技术概概概概 述述
2、述述砂浆充填层的耐久性砂浆充填层的耐久性砂浆充填层的耐久性砂浆充填层的耐久性水泥乳化沥青砂浆的组成水泥乳化沥青砂浆的组成水泥乳化沥青砂浆的组成水泥乳化沥青砂浆的组成水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能充填层施工与质量控制充填层施工与质量控制充填层施工与质量控制充填层施工与质量控制报告内容报告内容报告内容报告内容11223344板式无砟轨道充填层及其耐久性与施工中中中中 南南南南 大大大大 恘恘恘恘55?CRTS型型型型（纵连扳纵连扳纵连扳纵连扳）板式无砟轨道结构包括预制轨道板式无砟轨道结构包括预制轨道板式无砟轨道结构包括预制轨道板式无砟轨道结
3、构包括预制轨道 板板板板、底座板底座板底座板底座板、SL2型砂浆充填层型砂浆充填层型砂浆充填层型砂浆充填层、扣件扣件扣件扣件、钢轨等部件钢轨等部件钢轨等部件钢轨等部件?砂浆充填层位于预制轨道板与混凝土底座板之间砂浆充填层位于预制轨道板与混凝土底座板之间砂浆充填层位于预制轨道板与混凝土底座板之间砂浆充填层位于预制轨道板与混凝土底座板之间：模腔模腔模腔模腔 灌注灌注灌注灌注、充填层与轨道板充填层与轨道板充填层与轨道板充填层与轨道板、底座板强粘结底座板强粘结底座板强粘结底座板强粘结1.1 板式无砟轨道结构板式无砟轨道结构板式无砟轨道结构板式无砟轨道结构1. 概概概概 述述述述1中中中中 南南南南 大
4、大大大 恘恘恘恘砂浆充填层砂浆充填层砂浆充填层砂浆充填层施工环境施工环境施工环境施工环境：在大气环境下在大气环境下在大气环境下在大气环境下，将流态的新拌砂浆注入轨将流态的新拌砂浆注入轨将流态的新拌砂浆注入轨将流态的新拌砂浆注入轨道板与底座板的间隙中道板与底座板的间隙中道板与底座板的间隙中道板与底座板的间隙中力恘环境力恘环境力恘环境力恘环境：轨道板的静荷载和列车运行中的动荷载轨道板的静荷载和列车运行中的动荷载轨道板的静荷载和列车运行中的动荷载轨道板的静荷载和列车运行中的动荷载（频率与列车运行速度等有关频率与列车运行速度等有关频率与列车运行速度等有关频率与列车运行速度等有关）自然环境自然环境自然环
5、境自然环境：大气环境大气环境大气环境大气环境：温度温度温度温度、湿度湿度湿度湿度、雨水雨水雨水雨水（温暖温暖温暖温暖、夏夏夏夏热冬冷热冬冷热冬冷热冬冷、悀寒等地区悀寒等地区悀寒等地区悀寒等地区）中中中中 南南南南 大大大大 恘恘恘恘1.2 充填层的使用环境充填层的使用环境充填层的使用环境充填层的使用环境22131. 概概概概 述述述述?支撑调整支撑调整支撑调整支撑调整：将轨道板将轨道板将轨道板将轨道板垫实垫实垫实垫实，惣确保其标高和平顺性惣确保其标高和平顺性惣确保其标高和平顺性惣确保其标高和平顺性?缓冲协调缓冲协调缓冲协调缓冲协调：吸收列车运行中的震动能吸收列车运行中的震动能吸收列车运行中的震
6、动能吸收列车运行中的震动能，改善列车运行改善列车运行改善列车运行改善列车运行的舒适性的舒适性的舒适性的舒适性，减轻振动对轨道结构和列车的损伤减轻振动对轨道结构和列车的损伤减轻振动对轨道结构和列车的损伤减轻振动对轨道结构和列车的损伤?粘结约束粘结约束粘结约束粘结约束：CRTS 型轨道结构型轨道结构型轨道结构型轨道结构，将轨道板与底座板将轨道板与底座板将轨道板与底座板将轨道板与底座板粘结起来粘结起来粘结起来粘结起来，约束轨道板位惕约束轨道板位惕约束轨道板位惕约束轨道板位惕中中中中 南南南南 大大大大 恘恘恘恘31.3 充填层的主要功能充填层的主要功能充填层的主要功能充填层的主要功能1. 概概概概
7、述述述述充填层的合理充填层的合理充填层的合理充填层的合理刚度刚度刚度刚度（如如如如1. 01. 5 GPa/ m）充填层的充填层的充填层的充填层的阻尼阻尼阻尼阻尼愓尽量大愓尽量大愓尽量大愓尽量大21轨道动力学仿真计算结果轨道动力学仿真计算结果轨道动力学仿真计算结果轨道动力学仿真计算结果刚度对轨道板竖向位移最大值的影响刚度对轨道板竖向位移最大值的影响刚度对轨道板竖向位移最大值的影响刚度对轨道板竖向位移最大值的影响阻尼对轨道板竖向加速度最大值的影响阻尼对轨道板竖向加速度最大值的影响阻尼对轨道板竖向加速度最大值的影响阻尼对轨道板竖向加速度最大值的影响41. 概概概概 述述述述中中中中 南南南南 大大
8、大大 恘恘恘恘施工性能施工性能施工性能施工性能怾满足灌注施工怾满足灌注施工怾满足灌注施工怾满足灌注施工、充填饱满充填饱满充填饱满充填饱满、均匀稳定的均匀稳定的均匀稳定的均匀稳定的悹求悹求悹求悹求，并可在施工环境中凝结硬化并可在施工环境中凝结硬化并可在施工环境中凝结硬化并可在施工环境中凝结硬化力恘性能力恘性能力恘性能力恘性能 怾满足轨道结构动力恘对充填层刚度与阻怾满足轨道结构动力恘对充填层刚度与阻怾满足轨道结构动力恘对充填层刚度与阻怾满足轨道结构动力恘对充填层刚度与阻尼性能的悹求尼性能的悹求尼性能的悹求尼性能的悹求耐久性能耐久性能耐久性能耐久性能 在列车荷载和环境愁素作用下在列车荷载和环境愁素作
9、用下在列车荷载和环境愁素作用下在列车荷载和环境愁素作用下，能长期保能长期保能长期保能长期保持其力恘性能和尺寸稳定性持其力恘性能和尺寸稳定性持其力恘性能和尺寸稳定性持其力恘性能和尺寸稳定性3211.4 充填层砂浆的性能要求充填层砂浆的性能要求充填层砂浆的性能要求充填层砂浆的性能要求51. 概概概概 述述述述中中中中 南南南南 大大大大 恘恘恘恘1.5 国外充填层砂浆的概况国外充填层砂浆的概况国外充填层砂浆的概况国外充填层砂浆的概况国外均采用国外均采用国外均采用国外均采用水泥乳化沥青砂浆水泥乳化沥青砂浆水泥乳化沥青砂浆水泥乳化沥青砂浆灌注板式无砟轨道结构灌注板式无砟轨道结构灌注板式无砟轨道结构灌注
10、板式无砟轨道结构 充填层充填层充填层充填层，日本最早发明和愓用最长日本最早发明和愓用最长日本最早发明和愓用最长日本最早发明和愓用最长?日本的单元板轨道结构日本的单元板轨道结构日本的单元板轨道结构日本的单元板轨道结构，低弹模低弹模低弹模低弹模CA砂浆砂浆砂浆砂浆（1975，2700km）?德国的博克板轨道结构德国的博克板轨道结构德国的博克板轨道结构德国的博克板轨道结构，高弹模高弹模高弹模高弹模BZ砂浆砂浆砂浆砂浆（2006，70km）水泥乳化沥青砂浆的基本组成水泥乳化沥青砂浆的基本组成水泥乳化沥青砂浆的基本组成水泥乳化沥青砂浆的基本组成：?乳化沥青乳化沥青乳化沥青乳化沥青水水水水?水泥水泥水泥水
11、泥（硅酸恿水泥硅酸恿水泥硅酸恿水泥硅酸恿水泥）?砂砂砂砂（河砂河砂河砂河砂、机制砂机制砂机制砂机制砂）?添加剂添加剂添加剂添加剂（膨胀剂膨胀剂膨胀剂膨胀剂、发泡剂发泡剂发泡剂发泡剂、消泡剂消泡剂消泡剂消泡剂、愌气剂愌气剂愌气剂愌气剂、减水剂等减水剂等减水剂等减水剂等）121. 概概概概 述述述述6中中中中 南南南南 大大大大 恘恘恘恘较低较低较低较低较高较高较高较高原材料成本原材料成本原材料成本原材料成本抗疲劳性抗疲劳性抗疲劳性抗疲劳性（10000次次次次）抗冻性抗冻性抗冻性抗冻性（300冻融冻融冻融冻融）耐候性耐候性耐候性耐候性（500小时小时小时小时）3.028天抗折强度天抗折强度天抗折强
12、度天抗折强度（MPa）70001000010030028天静恪弹性模量天静恪弹性模量天静恪弹性模量天静恪弹性模量 （MPa）151.828天抗恪强度天抗恪强度天抗恪强度天抗恪强度（MPa）性能性能性能性能 悹求悹求悹求悹求 差别差别差别差别0.560.9水灰比水灰比水灰比水灰比0.30.40.80.9沥青沥青沥青沥青/水泥质量比水泥质量比水泥质量比水泥质量比愄离子愄离子愄离子愄离子悥离子悥离子悥离子悥离子乳化沥青类型乳化沥青类型乳化沥青类型乳化沥青类型 组成组成组成组成 差别差别差别差别BZ砂浆砂浆砂浆砂浆CA砂浆砂浆砂浆砂浆1.5 国外充填层砂浆的概况国外充填层砂浆的概况国外充填层砂浆的概况
13、国外充填层砂浆的概况1两种砂浆组成与性能的对比7中中中中 南南南南 大大大大 恘恘恘恘2两种砂浆充填层的对比充填层刚度充填层刚度充填层刚度充填层刚度?CA砂浆弹性模量低砂浆弹性模量低砂浆弹性模量低砂浆弹性模量低，充填层刚度较小充填层刚度较小充填层刚度较小充填层刚度较小?BZ砂浆弹性模量高砂浆弹性模量高砂浆弹性模量高砂浆弹性模量高，充填层刚度较大充填层刚度较大充填层刚度较大充填层刚度较大充填层阻尼性能充填层阻尼性能充填层阻尼性能充填层阻尼性能?CA砂浆中沥青含量较高砂浆中沥青含量较高砂浆中沥青含量较高砂浆中沥青含量较高，充填层阻尼较大充填层阻尼较大充填层阻尼较大充填层阻尼较大?BZ砂浆中沥青含量
14、较低砂浆中沥青含量较低砂浆中沥青含量较低砂浆中沥青含量较低，充填层阻尼较小充填层阻尼较小充填层阻尼较小充填层阻尼较小充填层充填层充填层充填层粘结强度粘结强度粘结强度粘结强度?CA砂浆中沥青是连恋相砂浆中沥青是连恋相砂浆中沥青是连恋相砂浆中沥青是连恋相，袋注施工袋注施工袋注施工袋注施工，充填层与基面弱粘结充填层与基面弱粘结充填层与基面弱粘结充填层与基面弱粘结?BZ砂浆中水泥是连恋相砂浆中水泥是连恋相砂浆中水泥是连恋相砂浆中水泥是连恋相，模腔施工模腔施工模腔施工模腔施工，充填层与基面较强粘结充填层与基面较强粘结充填层与基面较强粘结充填层与基面较强粘结1231.5 国外充填层砂浆的概况国外充填层砂浆
15、的概况国外充填层砂浆的概况国外充填层砂浆的概况8中中中中 南南南南 大大大大 恘恘恘恘1.6 国内充填层砂浆研究与应用概况国内充填层砂浆研究与应用概况国内充填层砂浆研究与应用概况国内充填层砂浆研究与应用概况起始于起始于起始于起始于1979年年年年，先后有先后有先后有先后有8个试悚段个试悚段个试悚段个试悚段，如秦沈客专如秦沈客专如秦沈客专如秦沈客专、遂遂遂遂 渝线渝线渝线渝线、武广客专武广客专武广客专武广客专、成高子车站等成高子车站等成高子车站等成高子车站等惠建成的有京津城际惠建成的有京津城际惠建成的有京津城际惠建成的有京津城际224 km CRTS型型型型；石太线石太线石太线石太线 95km型板式无砟轨道型板式无砟轨道型板式无砟轨道型板式无砟轨道2006年年年年，部科技司立了部科技司立了部科技司立了部科技司立了A、B等等等等2个重大攻关课题个重大攻关课题个重大攻关课题个重大攻关课题2008年年年年，科技司围绕京沪高铁建设科技司围绕京沪高铁建设科技司围绕京沪高铁建设科技司围绕
