水泥乳化瀝青砂漿在CRTSII型無砟軌道板中的施工應用

摘 要：在板式無砟軌道結構中，水泥乳化瀝青砂漿充填層的主要作用是支撐、調節、緩沖、吸振等，并提供足夠的剛度和彈韌性，其性能與施工質量對于高速列車運行過程中的的平順性、舒適性和安全性起到至關重要的作用。

關鍵詞：砂漿 軌道板 灌注

中圖分類號：TU525 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0039-02

1 工程概況

石武客運專線是一條設計時速為350 km的高速鐵路線，本工程位于河南省境內，先后經過鶴壁市、淇縣。我單位施工區域由部分鶴壁特大橋和部分衛輝衛共特大橋組成，起訖里程DK540+940～DK545+214.08、K547+622.18～DK568+325，全長24.975正線公里，全橋共有CRTSⅡ型無砟軌道板7721塊。采用CRTSⅡ型板式無砟軌道技術，其軌道結構主要由軌道板、水泥乳化瀝青砂漿充填層、混凝土底座及鋼軌扣件等構成。

2 水泥乳化瀝青砂漿的結構特點

水泥乳化瀝青砂漿是由乳化瀝青與水泥膠結砂子形成的具有一定彈韌性的砂漿，其主要組成有乳化瀝青、水泥、砂、水和其它幾種添加劑，其中乳化瀝青可以是陽離子型、陰離子型或非離子型的；水泥主要是硅酸鹽系水泥；砂一般采用細度模數較小的河砂、機制砂。此外，為了改善和調節水泥乳化瀝青砂漿的性能，還摻加少量必要的添加劑，如減少砂漿體積收縮，摻加發泡劑和膨脹劑；增加流動性而摻加減水劑，滿足含氣量要求而摻加引氣劑或消泡劑等。因此，水泥乳化瀝青砂漿是一種多組分、多物相的復雜混合砂漿，新拌砂漿是一種介穩懸浮體系。為使砂漿充填層滿足板式無砟軌道結構的要求，水泥乳化瀝青砂漿必須具有以下四方面的性能：施工性能：流動性、穩定性、勻質性、可工作時間等；物理性能：單位體積質量、含氣量、膨脹率等；力學性能：抗壓強度、彈性模量、延展性等；耐久性能：抗凍性、耐候性、抗水性等。

3 水泥乳化瀝青砂漿拌制的工藝要點

水泥乳化瀝青采用水泥乳化瀝青砂漿攪拌車，在灌注施工地點，以間隙方式拌制充填層砂漿。因為砂漿的施工性能受流動性、工作時間等的影響，因此在施工前通過在不同溫度、不同等待時間的情況下，進行了多次的實驗，根據灌注出砂漿的質量確定出水泥乳化瀝青的施工配合比中干料、乳化瀝青、水、減水劑、消泡劑的用量。

現場進行拌制瀝青砂漿前，首先要檢查原材是否有問題，有問題的不得使用。主要包括對干料和瀝青的檢查，對于有結塊的和溫度（5°～30°）超標的干料不得使用；瀝青原料要求均勻，溫度在5°～30°之間，對于溫度過高和過低的，要相應的采取降溫和保溫措施；另外水也要使用合格的水源。

砂漿拌制階段。首先是要在理論配合比（干料∶乳化瀝青∶減水劑∶消泡劑∶水=1500∶240～260∶1.8∶0.625∶160～185）的基礎上根據開始時通過試驗確定在不同溫度、不同等待時間的情況下來確定現場合適的配合，然后進行試拌，通過進行對砂漿的流動度、擴展度、容重、膨脹率和含氣量的性能指標試驗，在各項指標都滿足現場的條件下，開始進行正式的攪拌；如果拌制出的砂漿性能不滿足現場施工的需要，應根據現場的施工環境進行調整。攪拌時要按照投料順序（先投乳化瀝青和水，然后投消泡劑和減水劑，最后加干料）、各階段的攪拌速度和攪拌時間制工藝參數，并將這些參數輸入砂漿車的控制操作系統。經試驗得出，攪拌速度和攪拌時間按照：中速90轉60秒—高速120轉140秒—低速30轉60秒進行，并將這些配比參數輸入砂漿車的控制操作系統。

4 水泥乳化瀝青（充填層）灌注施工

在進行充填層灌注施工前，要首先進行一系列的施工準備工作。軌道板粗鋪前首先對底座板和軌道板底進行清掃，清除表面灰塵，然后用高壓水槍對表面進行清洗，保證底座板和軌道板表面清潔。在軌道板精調到位后，準備對四周封邊前，要再次對底座板和軌道板之間的空腔采用高壓水槍再次進行沖洗，一方面是為了將在施工過程的落入的灰塵等雜物清理掉；另一方面是為了保證空腔的濕度。然后對軌道板四周采用角鋼加土工布封邊（采用該種封邊工藝主要是通過試驗后最終確定的），同時在原角鋼上加裝了向下的受力螺栓，這樣可以使封邊更加嚴密。精調爪范圍內，在軌道板下面放置梯形不吸水的乙醚泡沫材料的U形條，以防止在墊層灌漿時砂漿溢出和污染校正夾爪，U形條在取出后可以循環使用。為能使軌道板下面全部面積上都填滿墊層砂漿，必須在密封層中有相應的排氣孔，排氣孔的位置設置在封邊角鋼的兩側。

進行充填層的灌注。在灌注前，要對灌注的軌道板進行確認，避免弄錯。為了既保證砂漿充填層的灌注質量，又避免原材料的浪費，每次拌制的砂漿量應剛好滿足一組（兩塊）軌道板的墊層灌注使用。因此，應根據軌道板的精調數據（充填層的厚度不小于2 cm，一般為2～4 cm），計算出灌注一組軌道板所需的砂漿量。第1次拌制時，略富余一點，然后，根據上次灌注情況和中間儲存罐內的砂漿剩余量，及時調整每次拌制的砂漿量。應絕對避免同一塊軌道板需采用前后兩次的砂漿進行灌注。軌道板灌漿時將瀝青砂漿車停放在灌注地點旁邊直接攪拌，攪拌完成后，經試驗人員對流動度、擴展度、含氣量、容重等砂漿性能指標檢測合格后轉移至中間罐，由起重吊車吊至中間孔通過中間軟管進行灌漿施工，中間罐吊離軌道板頂面約1.5 m高度，靠砂漿自身重力壓力自然灌注滿軌道板和底座板間隙，灌注過程中中間罐處于一直處于攪拌狀態。灌注過程中，要注意檢查封邊角鋼四周，看看有沒有漏漿的地方，如果有，馬上要采取堵漏措施，一方面是為了保證充填層的密實度；另一方面是為了避免污染軌道板和橋面。灌注時對側面封邊砂漿的排氣孔進行觀測，當排氣孔完全排出氣體后冒出瀝青水泥砂漿時，即用木塞或者棉紗封閉排氣孔，同時觀察灌漿孔內砂漿表面高度的變化情況，確保砂漿面高于軌道板頂面20 m，觀察孔內砂漿高出軌道板頂面10 cm，且不回落時，灌漿過程結束。砂漿處于初凝狀態時，將灌漿孔中多余的砂漿掏出，使砂漿表面距軌道板頂面保持在約15 cm位置，并安裝“S”形連接鋼筋，用來增加后面灌注孔混凝土與墊層砂漿的連接。灌注時，要區別直線段和曲線段的差別，直線段在板端設置壓緊裝置，曲線段在板端、板側中間分別設置壓緊裝置；在曲線段上要保證排氣孔都冒出砂漿后方可停止灌注。工作日施工結束或施工中斷時，應及時對砂漿車的攪拌機、中間儲料罐和其它施工機具進行沖洗，保持設備清潔，以免砂漿凝結快影響下次砂漿的拌制。灌注完成后，充填砂漿層一般采用自然養護；當日最低氣溫低于0 °C時，應對灌注的砂漿層采取適當的保溫措施。砂漿膨脹完成后，拆除壓緊裝置，砂漿強度達到1 N/mm2以上后，拆除軌道板的精調千斤頂及封邊材料。灌注施工中出現降雨，應及時加蓋防水布等。

5 結語

板式無砟軌道技術是我國高速鐵路和客運專線建設中采用的主要技術，軌道結構的耐久性，列車運行中的平順性和安全性等，在很大程度上取決于軌道結構中水泥乳化瀝青砂漿充填層的耐久性，而砂漿充填層耐久性不但取決于砂漿的組成材料與配比，而且更重要的是取決于砂漿充填層的施工。所以，各施工企業和相關的施工人員必須認識到施工環節的重要性，必須嚴格按照施工操作規程進行施工，必須嚴格控制施工各環節的施工質量，以確保我國高速鐵路和客運專線工程建設質量，確保新建客運專線達到設計要求，并滿足我國經濟社會發展的需要。

參考文獻

[1]《客運專線鐵路CRTSII型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件》（科技基【2008】74號）.

[2]《板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿攪拌車生產制造暫行技術條件》（工管技【2009】11號）.