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1、 1 水泥乳化沥青砂浆施工技术水泥乳化沥青砂浆施工技术(CRTS(CRTS型型) )2 第三章CRTS型板低弹模水泥 乳化沥青砂浆第一节 高弹模水泥乳化沥青砂浆的组成与性能第三节 水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织第四节 水泥乳化沥青砂浆现场拌制第五节 水泥乳化沥青砂浆灌注施工第六节 水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点第二节 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测3 简介CRTS型板式无砟轨道1 轨道结构CRTS型板式无砟轨道由滑动层、底座板（桥上）/支承层（路基隧道上）、水泥乳化沥 青砂浆填充层、轨道板、板间纵向连接、钢轨及扣件等结构组成（如图1.2.1所示）。CRTS 型板式无
2、砟轨道通过在轨道板灌注口中灌注水泥乳化沥青砂浆，砂浆硬化后将已经精调到位和 临时固定的预制轨道板和基础支承层连接为整体，利用板间粘接力完成轨道板三向永久定位。 同时，通过轨道板预留钢筋的纵向联结提高轨道纵向整体刚度和轨道板板端抗翘曲能力。无砟 轨道施工完成后，水泥乳化沥青砂浆调整层作为轨道结构的一部分永久参与工作，要求与其他 轨道构件具有一致的耐用性。 4 1 轨道结构目前在我国已经成功应用在了京津城际铁路和武汉综合试验段上，成型的 CRTS型板式无砟轨道外观如图1.2.2所示。 图1.2.2 CRTS型板式无砟轨道实景简介CRTS型板式无砟轨道5 2 砂浆功能水泥乳化沥青砂浆作为轨道板和底座
3、之间的调整层，主要起到填充、支撑、 承力、传力的作用，并可为轨道提供适当的刚度和弹韧性。水泥乳化沥青砂浆的 性能直接影响到轨道结构的平顺性、列车运行的舒适性与安全性、轨道结构耐久 性和运营维护成本，是CRTS型板式无砟轨道的关键工程材料之一。CRTS型板的尺寸虽与CRTS型板相近，但其设置横向假缝允 许开裂，类似“串联宽轨枕”式结构，对下部变形的自适应能力较强，对 下部缓冲协调和均匀受力的要求较低，故其下部水泥乳化沥青砂浆垫层 的主要功能是：施工调整（充填空隙）、传递荷载、约束轨道板。 简介CRTS型板式无砟轨道6 砂浆的填充作用主要是保证轨道板、充填垫层和基础支承层之间的共 同作用，因此砂浆
4、应能充分填满轨道板和基础支承层之间的安装空隙，使 列车荷载按照理想的模式通过轨道板由垫层传递至基础支承层 施工调整 传递纵向及横向荷载 列车运行过程中特别是制动时会对轨道板产生一个附加的纵向力，弯道行车又 会对轨道板产生一个附加的横向力。在不设置凸形挡台的CRTS型板式无砟轨 道中，附加的纵向和横向力均要通过垫层砂浆在轨道板和基础支承层间传递。 传递轨面系统荷载 传递竖向荷载 砂浆垫层作为轨道板与基础支承层之间相对位置的调整层，起到传递荷载的 作用。砂浆垫层所受荷载主要为轨道板及轨面系统自重、高速列车冲击荷载 两部分。2 砂浆功能简介CRTS型板式无砟轨道7 连续结构使得砂浆约束轨道板位移成为
5、可能，垫层砂浆依靠其抗剪作用实现约束轨道板的功能。因此，砂浆硬化后不仅要与基础支承层产生一 定的粘结强度，同时应与轨道板之间粘结可靠。只有垫层砂浆与轨道板粘 结牢固后才能保证拆除临时支架后的轨道板位置保持精调后的状态，同时 确保轨道板在行车状态下位置的相对固定。 约束轨道板 2 砂浆功能简介CRTS型板式无砟轨道8 第三章CRTS型板高弹模水泥 乳化沥青砂浆第一节 高弹模水泥乳化沥青砂浆的组成与性能第三节 水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织第四节 水泥乳化沥青砂浆现场拌制第五节 水泥乳化沥青砂浆灌注施工第六节 水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点第二节 水泥乳化沥青砂浆原材料与
6、质量检测9 第一节高弹模水泥乳化沥青砂浆的 组成与性能乳化沥青是沥青或改性沥青与水在乳化剂、稳定剂等的作用下经机械剪切作用下制得的均匀分散体。高弹模水泥乳化沥青砂浆是由乳化沥青、水泥、细骨料、水和外加剂经特 定工艺搅拌制得的具有特定性能的砂浆。其主要组成材料有乳化沥青、干料、 水、减水剂、消泡剂，如图3.1.1所示。3.1.1高弹模水泥乳化沥青砂浆的组成 乳化沥沥青干料是由水泥、细骨料、外加剂等按一定比例经机械搅拌制得的均匀干粉材料。水 泥乳化沥青砂浆是一种多组分、多物相 的混合砂浆。 干料消泡剂减水剂乳化沥青干料水泥其他铝粉砂水稳定剂乳化剂沥青水泥乳化沥青砂浆水机械 混匀机械 剪切图图3.1
7、.1 水泥乳化沥沥青砂浆浆的组组成10 3.1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能为使砂浆垫层满足板式无砟轨道结构的要求，水泥乳化沥青砂浆必须具有以下四方面的性能： 施工性能：流动性、稳定性、匀质性、可工作时间等 物理性能：单位体积质量、含气量、膨胀率等 力学性能：抗压强度、弹性模量等 耐久性能：抗冻性、抗疲劳性等这些性能是相互关联、相互影响的，砂浆垫层的力学性能与耐久性能不但取决于水泥乳化沥青砂浆的组成与配比，而且在很大程度上取决于施工性能与现场 施工质量控制。客运专线铁路CRTS型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件（以下简称暂行技术条件）规定的水泥乳化沥青砂浆技术性能指标要求 如表3.1.1
8、所示。第一节高弹模水泥乳化沥青砂浆的 组成与性能11 3.1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能CRTS型板式无砟轨道用水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件（简称暂行技术条 件）规定的技术性能指标要求如表3.1.1所示。第一节高弹模水泥乳化沥青砂浆的 组成与性能序号项目单位性能指标要求试验方法 1拌合物温度535温度计2扩展度 /D5 280mm 和 t280 16s D30 280mm 和 t280 22s附录E3流动度s80120附录F 4分离度% 3.0附录G 5含气量% 10.0 附录H 6单位容积质量kg/m1800 锥形瓶 7膨胀率%02.0 附录C 8抗折强度1dMPa 1.0 附录I 7d 2
9、.0 28d 3.0 9抗压强度1dMPa 2.0 7d 10.0 28d 15.0 10弹性模量（28d）MPa7000 10000附录I 11抗冻性（28d）/外观无异常，剥落量2000g/m，相对动弹模量60%附录J 12抗疲劳性（28d）/10000 次不断裂附录K注：（1） D5表示砂浆浆出机扩扩展度；D30表示砂浆浆出机30min时时的扩扩展度；t280表示砂浆扩浆扩 展度达280mm时时所需的时间时间 。12 施工性能 水泥乳化沥青砂浆的施工性能包括拌合物温度、扩展度、流动度、分离度。A拌合物温度：温度是影响水泥沥青砂浆施工性能的重要因素之一。温度过高， 易导致水泥沥青砂浆破乳或
10、工作性能损失过快，影响施工。温度过低，对水泥沥青砂浆 的灌注质量、强度发展、施工进度产生较大的影响。因此，暂行技术条件规定，新拌砂 浆的温度应在535。第一节高弹模水泥乳化沥青砂浆的 组成与性能3.1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能B扩展度：是指将一定量的砂浆装满扩展度筒（内径为50mm，高为190mm） 后，将扩展度筒垂直提高15cm时砂浆扩展的直径，如图3.1.2所示。图图3.1.2 砂浆浆的扩扩展度13 施工性能 水泥乳化沥青砂浆的施工性能包括拌合物温度、扩展度、流动度、分离度。第一节高弹模水泥乳化沥青砂浆的 组成与性能3.1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能B扩展度：水泥乳化沥沥青砂浆浆的扩扩展
11、度是衡量水泥乳化沥沥青砂浆浆流动动性能的一个非常重 要的指标标，扩扩展度反映了砂浆浆的自流平能力，它直接影响了砂浆浆的灌板效果和 灌板质质量。合适的扩扩展度是保证证板底水泥沥沥青砂浆饱满浆饱满 的前提条件之一。扩扩 展度过过小，水泥沥沥青砂浆浆在板下缝缝隙中很难难流开，无法灌满满板或在边边角处处灌 注不到位，暂暂行技术术条件规规定了砂浆浆的最小扩扩展度为为280mm。但这这并不意 味着砂浆浆的扩扩展度越大越好。实际实际 上，砂浆浆的扩扩展度过过大，砂浆浆极易产产生离 析，灌板后砂浆浆会出现现粗颗颗粒集聚在下层层，细细集料集聚在砂浆浆的上层层。砂浆浆 的扩扩展度受原材料、配合比、搅搅拌设备设备
12、影响较较大。14 施工性能 水泥乳化沥青砂浆的施工性能包括拌合物温度、扩展度、流动度、分离度。C流动度：是指1L砂浆从规定的漏斗中全部连续流出的时间，以秒（s）计。流动度也是反映砂浆 流动性能的指标。暂行技术条件规定80s120s。在实际施工中，如能保证板底砂浆饱满，可允许放宽对水 泥沥青砂浆流动度的要求。流动度的测试如图3.1.3所示。第一节高弹模水泥乳化沥青砂浆的 组成与性能3.1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能D分离度：是指50mm50mm砂浆试件上下两部分的密度差。图图3.1.3 砂浆浆的扩扩展度分离度是表征砂浆匀质性的指标。水泥乳化沥青砂浆是由多组分、多物相混合而成的，其中有液相、固相和
13、气相，有密度较小的空气、有机材料和水等，有密度较大的水泥颗 粒和砂，各相的密度相差较大，在重力作用下，密度较大的物相会在新拌砂浆中下沉，而 密度较小的物相会上浮，造成新拌砂浆匀质性差。为了保证灌注施工后的砂浆垫层是均匀 的，要求这些物相均匀分布在新拌水泥浆体中，即新拌砂浆应具有很好的匀质性。15 物理性能水泥乳化沥青砂浆的物理性能有密度和体积变化，其评价指标为含气量、单 位容积质量和膨胀率。A含气量：水泥乳化沥青砂浆中有很多表面活性剂，在搅拌的过程中会产生很多气泡； 另一方面，为了改善硬化砂浆垫层的抗冻性，还添加了少量引气剂，因而，砂浆中含有较多气 泡。砂浆中含有一定量和较小孔径的气泡对砂浆的
14、流动性、抗离析分离性能和硬化砂浆的抗冻 性是有益的，而过多的含气量和较大的气泡会降低砂浆的强度和耐久性能，因此，应采用消泡 剂对水泥乳化沥青砂浆进行消泡处理。暂行技术条件规定，砂浆的含气量应小于10。第一节高弹模水泥乳化沥青砂浆的 组成与性能3.1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能图图3.1.4 砂浆浆含气量仪仪砂浆浆含气量的测试测试 原理与混 凝土一样样，不同的是砂浆浆含气量 仪仪的容积为积为 1L。砂浆浆含气量仪仪 如图图3.1.4所示。16 物理性能水泥乳化沥青砂浆的物理性能有密度和体积变化，其评价指标为含气量、单 位容积质量和膨胀率。B单位容积质量：单位容积质量表征了砂浆的含气量和弹性模量。
15、砂浆的单位溶剂 质量越小，砂浆的含气量越大，弹性模量越低。第一节高弹模水泥乳化沥青砂浆的 组成与性能3.1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能C膨胀率：由于水泥沥青砂浆是填充精调后的轨道板与水硬性支承层/底座板之间空 隙的一种填充材料,因此,达到充分填充是水泥沥青砂浆的最主要的特性。对水泥乳化沥青砂 浆来说，在凝结硬化过程中，一般都不可避免地会产生体积收缩现象。为了使砂浆在轨道板 与底座板间灌注饱满充盈，砂浆应具有一定的体积膨胀性，因此，必须通过添加膨胀组分来 弥补收缩，并用24小时的膨胀率指标评价。17 力学性能水泥乳化沥青砂浆的力学性能包括砂浆的1d、7d、28d抗折强度、抗压强 度和28d的弹性
16、模量。水泥乳化沥青砂浆的强度试验方法与水泥胶砂一样，但由 于水泥乳化沥青砂浆的强度较低，因此其加载速度与水泥胶砂不一样。水泥乳化 沥青砂浆的抗压强度加荷速度50 N/s500N/s，并须保证试件在30s90s断 裂。砂浆的弹性模量试验方法与混凝土的一样。第一节高弹模水泥乳化沥青砂浆的 组成与性能3.1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能当采用改性乳化沥青进行水泥沥青砂浆拌制时，由于生产改性乳化沥青时的乳化剂、稳 定剂等的用量相对较多及沥青性能的影响等原因，会对水泥沥青砂浆的1d强度产生一定的 影响，此时可允许适当放宽对水泥沥青砂浆1d的强度要求，但不得影响水泥沥青砂浆的后 期强度及其它性能。18 耐久性能水泥乳化沥青砂浆的耐久性能主要包括砂浆的抗冻性和抗疲劳性能。第一节高弹模水泥乳化沥青砂浆的 组成与性能3.1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能A抗冻性：水泥乳化沥青
