水泥乳化沥青砂浆在CRTSII型无砟轨道板中的施工应用

摘 要：在板式无砟轨道结构中，水泥乳化沥青砂浆充填层的主要作用是支撑、调节、缓冲、吸振等，并提供足够的刚度和弹韧性，其性能与施工质量对于高速列车运行过程中的的平顺性、舒适性和安全性起到至关重要的作用。

关键词：砂浆 轨道板 灌注

中图分类号：TU525 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0039-02

1 工程概况

石武客运专线是一条设计时速为350 km的高速铁路线，本工程位于河南省境内，先后经过鹤壁市、淇县。我单位施工区域由部分鹤壁特大桥和部分卫辉卫共特大桥组成，起讫里程DK540+940～DK545+214.08、K547+622.18～DK568+325，全长24.975正线公里，全桥共有CRTSⅡ型无砟轨道板7721块。采用CRTSⅡ型板式无砟轨道技术，其轨道结构主要由轨道板、水泥乳化沥青砂浆充填层、混凝土底座及钢轨扣件等构成。

2 水泥乳化沥青砂浆的结构特点

水泥乳化沥青砂浆是由乳化沥青与水泥胶结砂子形成的具有一定弹韧性的砂浆，其主要组成有乳化沥青、水泥、砂、水和其它几种添加剂，其中乳化沥青可以是阳离子型、阴离子型或非离子型的；水泥主要是硅酸盐系水泥；砂一般采用细度模数较小的河砂、机制砂。此外，为了改善和调节水泥乳化沥青砂浆的性能，还掺加少量必要的添加剂，如减少砂浆体积收缩，掺加发泡剂和膨胀剂；增加流动性而掺加减水剂，满足含气量要求而掺加引气剂或消泡剂等。因此，水泥乳化沥青砂浆是一种多组分、多物相的复杂混合砂浆，新拌砂浆是一种介稳悬浮体系。为使砂浆充填层满足板式无砟轨道结构的要求，水泥乳化沥青砂浆必须具有以下四方面的性能：施工性能：流动性、稳定性、匀质性、可工作时间等；物理性能：单位体积质量、含气量、膨胀率等；力学性能：抗压强度、弹性模量、延展性等；耐久性能：抗冻性、耐候性、抗水性等。

3 水泥乳化沥青砂浆拌制的工艺要点

水泥乳化沥青采用水泥乳化沥青砂浆搅拌车，在灌注施工地点，以间隙方式拌制充填层砂浆。因为砂浆的施工性能受流动性、工作时间等的影响，因此在施工前通过在不同温度、不同等待时间的情况下，进行了多次的实验，根据灌注出砂浆的质量确定出水泥乳化沥青的施工配合比中干料、乳化沥青、水、减水剂、消泡剂的用量。

现场进行拌制沥青砂浆前，首先要检查原材是否有问题，有问题的不得使用。主要包括对干料和沥青的检查，对于有结块的和温度（5°～30°）超标的干料不得使用；沥青原料要求均匀，温度在5°～30°之间，对于温度过高和过低的，要相应的采取降温和保温措施；另外水也要使用合格的水源。

砂浆拌制阶段。首先是要在理论配合比（干料∶乳化沥青∶减水剂∶消泡剂∶水=1500∶240～260∶1.8∶0.625∶160～185）的基础上根据开始时通过试验确定在不同温度、不同等待时间的情况下来确定现场合适的配合，然后进行试拌，通过进行对砂浆的流动度、扩展度、容重、膨胀率和含气量的性能指标试验，在各项指标都满足现场的条件下，开始进行正式的搅拌；如果拌制出的砂浆性能不满足现场施工的需要，应根据现场的施工环境进行调整。搅拌时要按照投料顺序（先投乳化沥青和水，然后投消泡剂和减水剂，最后加干料）、各阶段的搅拌速度和搅拌时间制工艺参数，并将这些参数输入砂浆车的控制操作系统。经试验得出，搅拌速度和搅拌时间按照：中速90转60秒—高速120转140秒—低速30转60秒进行，并将这些配比参数输入砂浆车的控制操作系统。

4 水泥乳化沥青（充填层）灌注施工

在进行充填层灌注施工前，要首先进行一系列的施工准备工作。轨道板粗铺前首先对底座板和轨道板底进行清扫，清除表面灰尘，然后用高压水枪对表面进行清洗，保证底座板和轨道板表面清洁。在轨道板精调到位后，准备对四周封边前，要再次对底座板和轨道板之间的空腔采用高压水枪再次进行冲洗，一方面是为了将在施工过程的落入的灰尘等杂物清理掉；另一方面是为了保证空腔的湿度。然后对轨道板四周采用角钢加土工布封边（采用该种封边工艺主要是通过试验后最终确定的），同时在原角钢上加装了向下的受力螺栓，这样可以使封边更加严密。精调爪范围内，在轨道板下面放置梯形不吸水的乙醚泡沫材料的U形条，以防止在垫层灌浆时砂浆溢出和污染校正夹爪，U形条在取出后可以循环使用。为能使轨道板下面全部面积上都填满垫层砂浆，必须在密封层中有相应的排气孔，排气孔的位置设置在封边角钢的两侧。

进行充填层的灌注。在灌注前，要对灌注的轨道板进行确认，避免弄错。为了既保证砂浆充填层的灌注质量，又避免原材料的浪费，每次拌制的砂浆量应刚好满足一组（两块）轨道板的垫层灌注使用。因此，应根据轨道板的精调数据（充填层的厚度不小于2 cm，一般为2～4 cm），计算出灌注一组轨道板所需的砂浆量。第1次拌制时，略富余一点，然后，根据上次灌注情况和中间储存罐内的砂浆剩余量，及时调整每次拌制的砂浆量。应绝对避免同一块轨道板需采用前后两次的砂浆进行灌注。轨道板灌浆时将沥青砂浆车停放在灌注地点旁边直接搅拌，搅拌完成后，经试验人员对流动度、扩展度、含气量、容重等砂浆性能指标检测合格后转移至中间罐，由起重吊车吊至中间孔通过中间软管进行灌浆施工，中间罐吊离轨道板顶面约1.5 m高度，靠砂浆自身重力压力自然灌注满轨道板和底座板间隙，灌注过程中中间罐处于一直处于搅拌状态。灌注过程中，要注意检查封边角钢四周，看看有没有漏浆的地方，如果有，马上要采取堵漏措施，一方面是为了保证充填层的密实度；另一方面是为了避免污染轨道板和桥面。灌注时对侧面封边砂浆的排气孔进行观测，当排气孔完全排出气体后冒出沥青水泥砂浆时，即用木塞或者棉纱封闭排气孔，同时观察灌浆孔内砂浆表面高度的变化情况，确保砂浆面高于轨道板顶面20 m，观察孔内砂浆高出轨道板顶面10 cm，且不回落时，灌浆过程结束。砂浆处于初凝状态时，将灌浆孔中多余的砂浆掏出，使砂浆表面距轨道板顶面保持在约15 cm位置，并安装“S”形连接钢筋，用来增加后面灌注孔混凝土与垫层砂浆的连接。灌注时，要区别直线段和曲线段的差别，直线段在板端设置压紧装置，曲线段在板端、板侧中间分别设置压紧装置；在曲线段上要保证排气孔都冒出砂浆后方可停止灌注。工作日施工结束或施工中断时，应及时对砂浆车的搅拌机、中间储料罐和其它施工机具进行冲洗，保持设备清洁，以免砂浆凝结快影响下次砂浆的拌制。灌注完成后，充填砂浆层一般采用自然养护；当日最低气温低于0 °C时，应对灌注的砂浆层采取适当的保温措施。砂浆膨胀完成后，拆除压紧装置，砂浆强度达到1 N/mm2以上后，拆除轨道板的精调千斤顶及封边材料。灌注施工中出现降雨，应及时加盖防水布等。

5 结语

板式无砟轨道技术是我国高速铁路和客运专线建设中采用的主要技术，轨道结构的耐久性，列车运行中的平顺性和安全性等，在很大程度上取决于轨道结构中水泥乳化沥青砂浆充填层的耐久性，而砂浆充填层耐久性不但取决于砂浆的组成材料与配比，而且更重要的是取决于砂浆充填层的施工。所以，各施工企业和相关的施工人员必须认识到施工环节的重要性，必须严格按照施工操作规程进行施工，必须严格控制施工各环节的施工质量，以确保我国高速铁路和客运专线工程建设质量，确保新建客运专线达到设计要求，并满足我国经济社会发展的需要。

参考文献

[1]《客运专线铁路CRTSII型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》（科技基【2008】74号）.

[2]《板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆搅拌车生产制造暂行技术条件》（工管技【2009】11号）.