CA砂浆疲劳特性研究

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1、CA砂浆疲劳特性研究李云良，赵九野，欧阳剑，谭忆秋(哈尔滨工业大学交通科学与工程学院，哈尔滨150090)摘耍：水泥沥青砂浆(CA砂浆)是高速铁路板式无硒轨道的重要结构层，其疲劳性能对高速铁路的服役性能冇着重要的彩响。本文对两种不同配比的水泥沥青砂浆进行了疲劳性能试验研究，建立了CA砂浆的疲劳方程。研究表明应力水平对CA砂浆的疲劳寿命冇较大的影响，增加CA砂浆中的沥青用量可以提高其疲劳寿命。沥青含量增加时，应力水平对CA砂浆疲劳寿命的影响更为明显。不同沥青用量的CA砂浆，其固化体的微观结构不同导致了其疲劳寿命的差杲。基于疲

2、劳方程，对CA砂浆在低应力水平下的疲劳寿命进行了预测。关键词：CA砂浆；沥青；疲劳；微观结构中图分类号：TU528.2ResearchonthefatiguebehaviorofCAmortarLIYunliang,ZHAOJiuye,OUYangjian,TANYiqiu(SchoolofTransportationScience&Engineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090)Abstract:Cement-asphaltmortar(CAmortar)isus

3、edasimportantstructurallayerinballastlesstrackofhigh-speedrailway.Thefatiguepropertieshaveanimportantimpactonperformanceofhigh-speedrailwayservice.Inthispaper,fatiguepropertiesoftwotypesofCAmortarwerestudiedandfatigueequationwereestablished.Studieshaveshownthatstr

4、esslevelshaveagreatimpactonthefatiguelifeoftheCAmortar.IncreasingtheamountofasphaltintheCAmortarcanimprovefatiguelife.ThestresslevelsofCAmortarhaveamoresignificantimpactonthefatiguelifewithincreasingasphaltcontent.MicrostructuredifferenceofsolidifiedCAmortarwithdi

5、fferentasphaltproportionswillhavedifferentfatiguelife.Basedonthefatigueequation,fatiguelifeofCAmortarofthelowstresslevelwaspredicted・Keywords:CAmortar;asphalt;fatigue;microstructure0引言板式无磴轨道是H前高速铁路无礎轨道的主要结构形式之一板式无祚轨道结构主要由混凝土道床、钢筋混凝土轨道板及在道床和轨道板Z间的水泥沥青砂浆(以下简称CA砂浆)构成

6、。CA砂浆是主要由水泥、沥青乳液、砂及多种外加剂组成的一种有机无机复合材料。CA砂浆层起到调节轨道施工榕度与儿何状态、缓冲减震的作用，是无祚轨道结构的重要的组成部分卩.4

7、。水泥沥青砂浆填充丁•厚度约为30mm-50mm的轨道板与混凝土底座之间，莫性能的好坏对板式无作轨道结构的平顺性、耐久件和列车运行的舒适件与安全性等有着重大影响。CA砂浆已逐渐成为板式无莊轨道道床材料的戢佳选择15向。CA砂浆应当满足三个方血的性能要求，即工作性能、力学性能及耐久件，而疲劳性能是耐久件的重要组成部分。CA砂浆层作为承接轨道板和混凝土道床的

8、缓冲层，长期受到车轮产生的竖向力及纵向力的作用，在车轮载荷的反复作用卜，CA砂浆将产生不可恢复的强度衰减，当强度衰减到一定程度将会出现比较明显的裂缝，导致CA砂浆结构层的疲劳破坏。由于高速铁路设计年限长、板式无不乍轨道维修难度大，所以对CA砂浆的疲劳性能提出了较高的耍求。木研究针对两种不同配比CA砂浆的疲劳性能开展了试验研究，分析了疲劳寿命与应力基金项1丨：高等学校购士学科点专项科研基金(20102302120058);国家口然科学基金(51078114)作者简介：李云良,(1973-),男，讲师,沥青及沥青混合料。E-m

9、ail:liyl-hit@163.com水平Z间的关系，研究了CA砂浆屮不同的沥青含量对疲劳性能的影响，并对低应力水平下CA砂浆的疲劳寿命进行了预测。1原材料1)水泥(C)：普通硅酸盐水泥，强度等级42.5,物理力学性质如表1所示。2)乳化沥青(A)：以中海70#沥青为原料乳化的阴离子慢裂型乳化沥青，性