刘赞群 水泥乳化沥青砂浆充填层培训

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1、确保施工质量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验室中南大学水泥乳化沥青砂浆课题组2011年04月13日邓德华谢友均刘赞群CRTSⅠ型板式无砟轨道砂浆充填层的施工技术概述砂浆充填层的耐久性CRTSⅠ型板式轨道用垫层砂浆介绍水泥乳化沥青砂浆的性能充填层施工与质量控制报告内容1234板式无砟轨道充填层及其耐久性与施工中南大学5板式无砟轨道结构包括预制轨道板、底座板、水泥沥青砂浆充填层、扣件、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(I型，II型）。袋注法施工，充填层与轨道板、底座板弱粘

2、结1.1板式无砟轨道结构1.概述中南大学砂浆充填层CRTSⅠ型CRTSⅡ型施工环境：在大气环境下，将流态的新拌砂浆注入轨道板与底座板间隙的灌注袋中力学环境：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）自然环境：大气环境：温度、湿度、雨水（温暖、夏热冬冷、严寒等地区）中南大学1.2充填层的使用环境2131.概述支撑调整：将轨道板垫实，以确保其标高和平顺性缓冲协调：吸收列车运行中的震动能，改善列车运行的舒适性，减轻振动对轨道结构和列车的损伤粘结约束：将轨道板与底座板粘结起来，约束轨道板位移（CRTS

3、Ⅱ型轨道结构）（I型板凸台）中南大学1.3充填层的主要功能1.概述施工性能须满足灌注施工、充填饱满、均匀稳定的要求，并可在施工环境中凝结硬化力学性能须满足轨道结构动力学对充填层刚度与阻尼性能的要求耐久性能在列车荷载和环境因素作用下，能长期保持其力学性能和尺寸稳定性3211.4充填层砂浆的性能要求1.概述中南大学1.5国外充填层砂浆的概况国外均采用水泥乳化沥青砂浆灌注板式无砟轨道结构充填层，日本最早发明和应用时间最长日本的单元板轨道结构，低弹模CA砂浆（1975，2700km）德国的博克板轨道结构，高弹模BZ砂浆（

4、2006，35km）水泥乳化沥青砂浆的基本组成：乳化沥青＋水＋（P乳剂）水泥（硅酸盐水泥）砂（河砂、机制砂）添加剂（膨胀剂、发泡剂、消泡剂、引气剂、减水剂等）121.概述中南大学CA砂浆BZ砂浆组成差别乳化沥青类型阳离子阴离子沥青/水泥质量比0.8～0.90.3～0.4水灰比≤0.9≤0.56性能要求差别28天抗压强度（MPa）≥1.8≥1528天静压弹性模量（MPa）100～3007000～1000028天抗折强度（MPa）×≥3.0耐候性（500小时）√×抗冻性（300冻融）√√抗疲劳性（10000次）×√原

5、材料成本较高较低1.5国外充填层砂浆的概况1两种砂浆组成与性能的对比中南大学2两种砂浆充填层的对比充填层刚度CA砂浆弹性模量低，充填层刚度较小BZ砂浆弹性模量高，充填层刚度较大充填层阻尼性能CA砂浆中沥青含量较高，充填层阻尼较大BZ砂浆中沥青含量较低，充填层阻尼较小充填层粘结强度CA砂浆中沥青是连续相，袋注施工，充填层与基面弱粘结BZ砂浆中水泥是连续相，模腔施工，充填层与基面较强粘结1231.5国外充填层砂浆的概况中南大学1.6国内充填层砂浆研究与应用概况起始于1979年，先后有8个试验段，如秦沈客专、遂渝线、武

6、广客专、成高子车站等CRTSⅡ型，京津、沪杭、石武等；CRTSⅠ型，石太、武广、成灌、沪宁、广深港等2006年，部科技司立了A、B等2个重大攻关课题2008年，科技司围绕京沪高铁建设，又立了3个课题，进行深化研究（A，B，C三种配方）1.概述1234中南大学概述砂浆充填层的耐久性CRTSⅠ型板式轨道用垫层砂浆介绍水泥乳化沥青砂浆的性能充填层施工与质量控制报告内容1234板式无砟轨道充填层及其耐久性与施工中南大学5中南大学2.砂浆充填层的耐久性2.1充填层的主要劣化现象边缘砂浆硬碎，严重开裂与脱落砂浆充填层与轨道板

7、界面脱离，形成较大缝隙表面层被冲蚀边缘里面几乎完全碎裂，造成轨道板下陷1234中南大学2.砂浆充填层的耐久性表面层被冲蚀材料因素：砂浆的弹韧性与稳定性不够，线膨胀较大结构因素：模腔灌注，充填层与混凝土基面粘结力弱环境因素：水、温度变化荷载因素：列车动荷载作用—震动、冲击1234中南大学2.砂浆充填层的耐久性2.2劣化原因分析模腔灌注、新拌砂浆稳定性不好、列车运行中的震动等引起充填层与轨道板离缝充填层与混凝土的热行为及其较大差异，砂浆低温粘弹性（应力松弛）不够，使得充填层开裂充填层离缝与开裂后，雨水进入缝隙，列车运

8、行时的冲击荷载与动水压力作用，导致充填层碎裂劣化过程：离缝、开裂碎裂1234中南大学震动＋收缩水＋冲击2.砂浆充填层的耐久性2.3劣化机理分析—“冲击-动水压破坏理论”改善充填层砂浆的性能，使得充填层具有：高粘结强度，避免与轨道板离缝（灌注袋）较大阻尼，吸振减震，缓解轨道结构的振动，减小振动损伤良好低温粘弹性，通过应力松弛，避免出现收缩裂缝，提高低温抗裂性良好抗水性，不因