低彈模水泥乳化瀝青砂漿現(xiàn)場工藝性試驗總結

劉莉莉 石瑞 周元

(中鐵三局集團有限公司，山西太原 030001)

1 工程概況

1.1 工程簡介

新建廣珠城際軌道交通工程為雙線客運專線，設計時速200 km/h，位于珠江三角沖積平原區(qū)，地貌單元屬河流沖積平原，地勢平坦開闊。主線自新廣州站引出，經(jīng)順德、中山至珠海拱北，線路全長115.625正線公里;支線自小欖站引出，經(jīng)中山古鎮(zhèn)至江門新會站，支線全長26.04正線公里。

ZH-1標正線DK1+200～DK43+934.47全長43.1 km，上、下行聯(lián)絡線特大橋全長5.8 km，合計48.9 km。標段內(nèi)正線16座雙線大橋、上、下行聯(lián)絡線2座單線特大橋、都寧崗隧道設計為CRTSⅠ型鋼筋混凝土框架板，路基段采用CRTSⅠ型預應力框架軌道板，道岔區(qū)鋪設軌枕埋入式無砟軌道，小欖水道主跨(100+220+100)和新廣州停車場走行線設計為有砟軌道。

1.2 無砟軌道結構

廣珠城際軌道結構為框架式無砟軌道系統(tǒng)，由混凝土底座、凸型擋臺、低彈模水泥乳化瀝青砂漿調(diào)整層、軌道板、板下橡膠墊層(減振板用)、WJ-7B扣件和60 kg/m鋼軌組成，如圖1所示［1］。

2 現(xiàn)場工藝性試驗及基本配合比確定

2.1 工藝性試驗的目的

1)確定基本配合比;2)進行配方同砂漿攪拌車匹配性試驗;3)總結砂漿攪拌工藝參數(shù);4)總結砂漿灌注工藝參數(shù);5)對施工作業(yè)班組進行培訓。

為更好的完成無砟軌道施工，我們在雞鴉水道攪拌站場地建立了工藝性試驗基地，澆筑了足尺模型底座板35 m，包括直線段和曲線段工況，其中直線段15 m，曲線段20 m，曲線半徑為2 200 m，底座板、軌道板及其安裝與實際工程完全一致。

為了保證工藝性試驗的順利進行，工藝性試驗前，按照施工要求我們制定了詳細的試驗大綱，明確了工藝性試驗的內(nèi)容，其中包括:

1)確定基本配合比，提出砂漿配合比調(diào)整范圍;2)機械設備與工裝安裝、調(diào)試和試運行;3)確定砂漿的拌制工藝參數(shù)，包括計量系統(tǒng)的精度、拌合量、拌合速度以及拌合時間;4)確定灌注工藝，包括灌注方式與速度，確定單塊板砂漿的灌注時間;5)確定勞動力組織、人員組成及分工［2］。

2.2 工藝性試驗流程

工藝性試驗先從小袋灌注開始，再到足尺袋的灌注，經(jīng)過近半個月的攪拌、調(diào)整、灌注及揭板試驗，初步取得了一些試驗數(shù)據(jù)和結果。水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工藝流程見圖2。

2.3 砂漿拌制工藝參數(shù)的確定

砂漿的拌制工藝參數(shù)對其含氣量產(chǎn)生嚴重影響，攪拌機型式、攪拌時間、攪拌速度都將影響砂漿的含氣量，因此砂漿的拌制工藝主要依據(jù)其含氣量而確定。根據(jù)《客運專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件》中的要求，砂漿的含氣量應在8%～12%之間。

三一重工砂漿攪拌車采用世界首創(chuàng)的微泡砂漿技術，利用行星式攪拌機原理，葉片在自轉的同時，繞軸公轉，能對攪拌鍋進行全方位攪拌，同時葉片與水平呈一定夾角，可對砂漿進行推拉與柔性擠壓，具有攪拌效率高、引氣能力強、均勻性好等特點。

2.3.1 高速攪拌速度的選定

在不加入其他添加劑，且流動度合格的情況下，砂漿的含氣量與高速攪拌轉速的關系見圖3。

圖3表明:在高速攪拌3 min的情況下，砂漿含氣量隨高速攪拌速度的增加而增大，從含氣量角度分析，砂漿攪拌機轉速不宜過高，但考慮到攪拌的均勻性，選擇高速攪拌的轉速范圍為80 r/min～140 r/min。

2.3.2 高速攪拌時間的選定

在轉速為120 r/min的情況下，砂漿含氣量與高速攪拌時間的關系如圖4所示。

圖4表明:高速攪拌時間不宜過長，否則含氣量較高，但同時考慮到砂漿攪拌的均勻性，因此選擇高速攪拌時間的范圍為2 min～4 min。圖4還表明，砂漿所用原材料及三一重工瀝青砂漿攪拌車的引氣能力較強，因此某些情況下需加入適量的消泡劑，減少砂漿的含氣量。加入消泡劑后，按照預設的攪拌工藝，連續(xù)攪拌5次，砂漿的含氣量如圖5所示。

2.4 灌注工藝參數(shù)的確定

工藝性試驗表明，砂漿的灌注速度不宜過快，否則將導致灌注袋滑動與偏移，在曲線段更是如此;同時木楔不宜過早拔出，且鋪灌注袋時應拉緊，否則將導致揭板后的灌注袋出現(xiàn)皺褶。因此通過工藝性試驗，我們總結出合理的灌注時間應為1.5 min/塊～3.5 min/塊。

2.5 瀝青砂漿車攪拌工藝參數(shù)確定

2.5.1 砂漿車攪拌工藝

先加入瀝青、水，加完后慢速攪拌0 s～30 s(轉速20 r/min～40 r/min);再加入干粉料(轉速20 r/min～40 r/min);干粉料加完后高速攪拌2 min～4.5 min(轉速80 r/min～120 r/min);高速攪拌完后攪拌0 s～20 s(轉速20 r/min)。

2.5.2 通過工藝性試驗得出的最佳攪拌工藝

在20 r/min轉速下加入瀝青、水，加完后20 r/min攪拌30 s;在20 r/min轉速下加入干粉料;干粉料加完后高速攪拌3 min(轉速120 r/min);攪拌完畢后，在20 r/min轉速下攪拌20 s。

2.6 基本配合比的確定

通過工藝性試驗確定的基本配合比見表1。

表1 SL-1-20B型砂漿基本配合比 kg/m3

2.7 工藝性試驗的施工配合比

工藝性試驗現(xiàn)場施工配合比見表2。

表2 SL-1-20B型砂漿施工配合比 kg/m3

2.8 揭板檢查

在砂漿的含氣量、流動度均合格后，進行了足尺袋的灌注試驗，并留樣進行砂漿的其他性能檢測。

將鋼尺插入至卸除支承螺栓的灌注袋與軌道板間隙，鋼尺插入深度分別為 1.0 cm，1.1 cm，1.3 cm，1.5 cm，1.7 cm，1.3 cm，1.4 cm，1.6 cm，均小于2.0 mm，這表明水泥乳化瀝青砂漿彈性充填層灌注較為飽滿。

在精調(diào)后的軌道板上標記高度，以監(jiān)測灌注后的軌道板高度變化，結果如表3所示。

表3 砂漿墊層高度灌注前后的變化一覽表 mm

表3表明，砂漿充填層的高度在灌注前后的高差小于0.5 mm，這說明砂漿墊層的體積穩(wěn)定性良好。

揭板后經(jīng)表面及斷面檢查，水泥乳化瀝青砂漿充填層勻質(zhì)性較好，氣孔小而多，且分布均勻，揭板試驗成功。

2.9 砂漿性能測試結果

采用選定的攪拌工藝和基本配合比拌制CA砂漿，依據(jù)《客運專線鐵路CRTSⅠ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)進行檢測評定，該批CA砂漿所檢項目均符合(科技基［2008］74號)標準中的技術要求。

3 結語

1)本標段CRTSⅠ型板式無砟軌道用SL-1-20B型水泥乳化瀝青砂漿的基本配合比為:干料(1 000～1 200)kg∶乳化瀝青(490～520)kg∶水(30～90)kg。2)三一重工瀝青砂漿車的攪拌工藝為:先加入瀝青、水，加完后慢速攪拌0 s～30 s(轉速20 r/min～40 r/min);再加入干粉料(轉速20 r/min～40 r/min);干粉料加完后高速攪拌2 min～4.5 min(轉速80 r/min～120 r/min);高速攪拌完后攪拌0 s～20 s(轉速20 r/min)。3)砂漿的灌注速度宜為1.5 min/塊～3.5 min/塊。4)工藝性試驗及原材料和CA砂漿性能的型式試驗結果表明:采用中南大學研發(fā)的SL-1-20B型砂漿配方，并用三一重工立軸行星式砂漿攪拌車拌合的CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿勻質(zhì)性好，氣孔小而多，且分布均勻，其各項指標均能達到《客運專線鐵路CRTSⅠ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)的要求。

［1］左景奇，姜其斌，傅代正.板式軌道彈性墊層CA砂漿的研究［J］.鐵道建筑，2005(9):96-98.

［2］鐵道部科技司.客運專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件［Z］.2008.