CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿施工工藝

姬東升

(中鐵六局集團(tuán)北京鐵路建設(shè)有限公司，北京 100036)

1 工程概況及特點(diǎn)

1.1 工程概況

京滬高鐵是世界上一次建成線路最長、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最高的高速鐵路，全長1 318 km，連接環(huán)渤海和長江三角洲兩大經(jīng)濟(jì)區(qū)。中鐵六局京滬高速鐵路二標(biāo)一工區(qū)橋梁二大隊(duì)承擔(dān)滄德特大橋DK259+431～DK285+903管段內(nèi)軌道板水泥乳化瀝青砂漿灌注施工任務(wù)，全長21.559 km雙線公里，共需灌注軌道板約6 634塊，需用水泥乳化瀝青砂漿約3 298 m3。

1.2 環(huán)境氣候條件

本段屬暖溫帶亞濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明。大風(fēng)多集中在3，4月份，年平均降雨量在560 mm～800 mm左右，70%的降雨主要集中在7，8月份，年平均溫度在11℃ ～14℃，極端最高氣溫為40℃，最冷月平均氣溫在－4℃左右。

2 施工工藝

根據(jù)工點(diǎn)具體情況，制定CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿施工工藝如圖1所示。

3 施工方法

3.1 封邊作業(yè)

封邊分為縱向和橫向封邊。

1)縱向封邊。

a.采用角鋼封邊，角鋼7 cm×7 cm，封邊帶為軟質(zhì)泡沫或纖維帶。每塊板用封邊材料:2.78 m長角鋼4根，0.52 m角鋼2根;普通壓緊裝置4根、板縫壓緊裝置1根。2.78 m角鋼在距端部0.45 m左右設(shè)置一個排氣孔;0.52 m角鋼在距兩端0.09 m左右各設(shè)置一個排氣孔。則每塊板封邊帶上共設(shè)置8個排氣孔。排氣孔上邊緣與板底平齊或略高于板底保證排氣通暢，排氣孔角度在45°左右。

b.封邊角鋼固定裝置扣放在軌道板上，靠橫向和縱向的螺栓壓緊封邊角鋼，確保壓緊壓實(shí)不漏漿。

2)橫向封邊。

橫向封邊是乳化瀝青砂漿墊層的一部分，采用同設(shè)計(jì)的水泥乳化瀝青砂漿相同配方的材料拌和，然后放置一段時間，等待砂漿的稠度達(dá)到可塑狀態(tài)時進(jìn)行封堵，封堵時軌道板側(cè)面用鍍鋅鐵皮封堵，確保砂漿不會流到板底，封邊時要用小木條進(jìn)行搗實(shí)，避免砂漿松散填充灌注時漏漿。在封堵時用PVC管留出GRP點(diǎn)和預(yù)埋錨桿的位置孔。橫向板縫預(yù)留4個排氣孔。在灌注時排完氣留出少量砂漿后及時封堵。

3.2 預(yù)濕作業(yè)

由于底座板和軌道板都是混凝土結(jié)構(gòu)，都是吸水率較高的結(jié)構(gòu)物，降低了砂漿的流動性，影響砂漿灌注的質(zhì)量。為了保證與砂漿的接觸面不會吸收瀝青砂漿中的水分，因此在砂漿灌注前2 h用高壓旋轉(zhuǎn)噴霧水槍對與砂漿接觸面進(jìn)行預(yù)濕。確保整個底座板表面和軌道板底面在灌注時保持濕潤，使得砂漿和底座板能更好地粘結(jié)，但不得有積水。此項(xiàng)工作由專人在封邊后施作。

3.3 錨固軌道板壓緊

在精調(diào)作業(yè)完成后，為控制水泥乳化瀝青砂漿灌注對軌道板位移，特別對軌道板上浮影響，需要安裝錨固壓緊裝置。設(shè)置原則是:超高不大于45 mm地段每塊軌道板上在端部和側(cè)面中部位置各設(shè)置一個壓緊裝置，共四點(diǎn)壓緊;超高大于45 mm的曲線地段每塊軌道板上在端部設(shè)置一個壓緊裝置，兩側(cè)各設(shè)置兩個側(cè)面壓緊裝置，共六點(diǎn)壓緊。

壓緊固定裝置設(shè)置在軌道板的側(cè)面中間和安裝圓錐體用過的接頭錨桿處。采用φ16 mm，長550 mm精軋螺紋錨固桿，在錨固桿上扣上自制的平板或L形壓件，用翼形螺母充分?jǐn)Q緊，以防止軌道板移動。

側(cè)面壓緊裝置錨桿距板邊8.5 cm左右，縱向讓開精調(diào)裝置20 cm，中間的一個壓緊裝置位于第5個承軌槽正中。深度15 cm，錨桿必須垂直于底座板，壓緊裝置和軌道板的搭接長度應(yīng)在3 cm以上。

安裝壓緊裝置，將翼型螺母先用手?jǐn)Q緊，再用鋼筋作加力桿擰緊，保證充分壓緊，但不得影響軌道板精調(diào)結(jié)果。

壓緊裝置拆除:砂漿本身膨脹完成后，可拆除壓緊裝置，根據(jù)環(huán)境溫度不同，具體拆除時間根據(jù)試驗(yàn)強(qiáng)度確定。

拆除過程中，應(yīng)注意對軌道板混凝土表面的保護(hù)，嚴(yán)禁磕碰軌道板，并對拆除后的精軋螺紋鋼筋錨固部分涂抹少量潤滑油后進(jìn)行重復(fù)利用，并使用修補(bǔ)砂漿封堵底座板上孔洞。

3.4 水泥乳化瀝青砂漿攪拌

干粉、乳化瀝青需由汽車從3號攪拌站儲存?zhèn)}運(yùn)送到工地進(jìn)行加料，特制瀝青運(yùn)輸車，每罐容積3 t，用乳化瀝青泵抽送到砂漿車內(nèi);每個砂漿車配備一臺可裝載10 t干粉轉(zhuǎn)運(yùn)車，將成袋干粉料在儲存?zhèn)}裝車后汽運(yùn)到工地，再在攪拌地點(diǎn)將成袋干粉料吊到砂漿車上方裝料。各種原材料儲存、運(yùn)輸、使用時的溫度必須在5℃ ～30℃之間。

水泥乳化瀝青砂漿采用專用砂漿攪拌車(一臺裝在載重卡車底盤上的移動攪拌設(shè)備，攪拌設(shè)備的材料儲備可制成約6 m3～7 m3的水泥乳化瀝青砂漿，轉(zhuǎn)速應(yīng)在0 r/min～200 r/min可調(diào))制造生產(chǎn)。

乳化瀝青的使用:

1)攪拌車內(nèi)的瀝青砂漿應(yīng)現(xiàn)裝現(xiàn)用。

2)乳化瀝青進(jìn)入砂漿攪拌罐之前應(yīng)通過過濾器，以防止乳化瀝青結(jié)皮及雜物混入砂漿，針對砂漿攪拌車現(xiàn)狀，定期清理車內(nèi)乳化瀝青的結(jié)皮物。當(dāng)更換不同廠家和不同品種的瀝青砂漿時，攪拌車內(nèi)的乳化瀝青罐應(yīng)徹底清洗。

3)泵送乳化瀝青前應(yīng)用清水將泵循環(huán)清洗5 min以上，放凈管道中的積水后，將入口管道插入乳化瀝青桶，出口置于一空桶中，泵出約5 kg以上。

原材料采用電子計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量，使用前和正常使用中每周至少校核一次計(jì)量系統(tǒng)。各種材料計(jì)量允許偏差為乳化瀝青、干粉、水最大偏差為±1%，減水劑和消泡劑為0.5%。

水泥乳化瀝青砂漿攪拌由砂漿車根據(jù)輸入的配合比自行拌制。基本攪拌工藝:先加乳化瀝青、水、減水劑、消泡劑等液態(tài)料，低速攪拌20 s。液態(tài)料混合均勻后在中速攪拌中加干粉，加完干粉后，立即高速攪拌120 s，然后低速攪拌60 s～120 s，最后卸料，時間30 s。高速攪拌轉(zhuǎn)速110 r/min～130 r/min，中速攪拌轉(zhuǎn)速為60 r/min～80 r/min，低速攪拌轉(zhuǎn)速為25 r/min～30 r/min。

砂漿從攪拌設(shè)備注入中間儲存罐。中間儲存罐的容積最大為650 L，在儲存罐中每次注入澆筑一塊軌道板所需的量，即約600 L。這樣可避免在中間儲存罐中有太多的剩余量。

每灌注8塊～10塊板，在添加材料時要及時對攪拌設(shè)備、灌注設(shè)備進(jìn)行簡單沖洗;每班結(jié)束時要徹底清洗。

3.5 試驗(yàn)檢測

拌和好的水泥乳化瀝青砂漿性能試驗(yàn)主要有流動度、擴(kuò)展度、空氣含量、溫度、密度;抽檢試件成型主要有膨脹率試件，抗壓和抗彎折試件，彈性模量試件，抗凍性試件，抗腐蝕性試件。其中:現(xiàn)場檢測的指標(biāo)每天作一次，并作好記錄，強(qiáng)度指標(biāo)作1 d，7 d，28 d的，每天三組試件;膨脹率每工班做一次，每次一組試件，24 h時測量膨脹率。試驗(yàn)參數(shù)如表1所示。

3.6 水泥乳化瀝青砂漿轉(zhuǎn)運(yùn)

砂漿流動性、擴(kuò)展度、可工作時間、含氣量和溫度等等指標(biāo)均滿足要求后，將砂漿裝入中轉(zhuǎn)斗。吊機(jī)將中轉(zhuǎn)斗吊到橋面移動車上走行到位的方式。中轉(zhuǎn)斗由于要始終保持?jǐn)嚢璧臓顟B(tài)，每個中轉(zhuǎn)斗上部配一10 kW汽油發(fā)電機(jī)，中轉(zhuǎn)車運(yùn)輸車在兩底座板中間行走。

表1 試驗(yàn)參數(shù)表

每臺砂漿攪拌車配三個中間儲存罐負(fù)責(zé)瀝青砂漿的轉(zhuǎn)運(yùn)，橋面配兩臺跨雙線底座板小車，施工時三個儲存罐交替接砂漿并灌注。氣溫大于25℃時中轉(zhuǎn)斗要加蓋，防止水分蒸發(fā)。

3.7 水泥乳化瀝青砂漿灌注

灌注口、觀察口處均需加設(shè)PVC管，直線板PVC管高于軌道板表面約20 cm，超高板PVC管高于軌道板表面約25 cm。PVC管的底部不得低于軌道板底面以免妨礙砂漿流動，PVC管直徑160 mm，壁厚5 mm，下方70 mm沿管壁切割縮小后用膠帶纏繞密實(shí)，四周板面上鋪設(shè)棉氈，防止污染軌道板。

中轉(zhuǎn)斗上輸送砂漿的軟管兩端各裝有截?cái)嘌b置，一般情況下灌漿過程通過三個灌漿孔的中間孔進(jìn)行。一塊板灌漿必須一次完成，2 cm，3 cm，4 cm厚的板縫對應(yīng)的砂漿量分別為350 L，500 L，660 L。

3.8 灌漿口封閉

為保證灌漿孔處封閉混凝土與水泥乳化瀝青砂漿的膠結(jié)，砂漿輕度凝固后舀出灌注孔內(nèi)多余的部分，插入S形鋼筋鉤。舀出后灌漿孔中水泥乳化瀝青砂漿頂面要低于軌道板頂面10 cm～15 cm，在寬接縫灌注時用C55混凝土填充抹平灌漿孔。

3.9 養(yǎng)護(hù)及封邊帶拆除

1)水泥乳化瀝青砂漿養(yǎng)護(hù)采取自然養(yǎng)護(hù)。

2)砂漿本身膨脹完成后，可拆除壓緊裝置，當(dāng)水泥乳化瀝青砂漿抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.0 MPa后，可拆除精調(diào)千斤頂，當(dāng)水泥乳化瀝青砂漿抗壓強(qiáng)度達(dá)到3.0 MPa以上后可在軌道板上承重。

3)砂漿強(qiáng)度大于2.0 MPa的時候方可拆邊，因?yàn)椴疬呥^早，水泥乳化瀝青砂漿失水容易開裂，且拆邊容易將砂漿鑿裂。

4)灌注后注意養(yǎng)護(hù)，當(dāng)砂漿灌注后下雨，需采用塑料布將軌道板連同底座板一同裹起。

4 結(jié)語

本文結(jié)合京滬高速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道建設(shè)，對水泥乳化瀝青砂漿的具體施工方法進(jìn)行詳細(xì)的探討，可為我國其他類似工程施工提供參考依據(jù)。