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CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES 1 中国铁道科学研究院 水泥乳化沥青砂浆施工技术水泥乳化沥青砂浆施工技术( (CRTS I型) 主讲人：李海燕2009年3月 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 2 CRTS型板低弹模水泥乳化沥青砂浆 第一节 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 第三节 水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织 第四节 水泥乳化沥青砂浆现场拌制 第五节 水泥乳化沥青砂浆灌注施工 第六节 水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点 第二节 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测 前言 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 3 前言 填充材料的种类与功能 我国的板式无砟轨道是在引进、消化、吸收的基础上经过再创 新研发的，具有我国完全自主知识产权的新型轨道，是无砟轨道的 主要结构形式之一。板式无碴轨道与传统有碴轨道相比，具有结构 高度低、维修保养工作量少、高速行车道碴不飞溅，稳定性好、适 用性强、耐久性强和使用寿命长、轨道横向阻力大等特点。主要由 混凝土底座、弹性砂浆垫层、预制混凝土轨道板、板间连接构件、 钢轨扣件等构成。板式无砟轨道主要分为如下两种型式： CRTS型板式无砟轨道CRTS型板式无砟轨道 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 4 砂浆垫层 组成：沥青乳液、 水泥、 细骨料 、其它添 加剂 功能：支撑、调整，提供弹韧性 凸台树脂 组成：聚醚、异氰酸酯、填料 功能：与凸台一起限制轨道板的 纵横向位移，同时提供 合适的弹性和刚度。 灌注袋 组成：聚脂无纺布 功能：模板、定位、保护 充填垫板 组成：注入袋及树脂浇铸体 功能：精调钢轨高度 CRTS I 型 CRTS 型 前言 填充材料的种类与功能 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 5 普通A型板式轨道 框架型板式轨道 前言 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 6 水泥乳化沥青砂浆功能 支撑调整、缓冲协调、阻断裂纹、提供弹性。 （1）支撑调整 保证轨道的平顺性：砂浆垫层厚度一般为50mm左右，砂浆太薄对耐久性 有影响，过厚则不经济，所以厚度限制在40100mm之间。 保证轨道结构的耐久性和乘车的舒适性。砂浆的弹性由砂浆的弹性模量表 征，弹性模量高低影响其缓冲效果，延展性标志砂浆的变形性能，影响砂浆垫 层的变形协调能力。因此，应同时关注垫层砂浆的弹性模量和延展性。 （2）缓冲协调（弹性、延展性） 前言 填充材料的种类与功能 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 7 水泥乳化沥青砂浆功能 混凝土底座板允许开裂而轨道板不允许开裂，CRTS型板式无砟轨道结构 中用低弹模水泥乳化沥青砂浆，有一定的阻断裂纹向上反射的功能。 （3）阻断裂纹（弹模、延展性） 由上可知，CRTS型板式无砟轨道结构中水泥乳化沥 青砂浆垫层的重要功能是支撑调整和缓冲协调。 （4）提供（有限）弹性 水泥乳化沥青砂浆垫层提供的弹性对轨道整体弹性十分有限，扣件弹性比 砂浆大得多，而且，砂浆弹性对轨道总体弹性的影响也较小。 前言 填充材料的种类与功能 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 8 凸台树脂功能 凸形挡台填充聚氨酯树脂（简称凸台树脂）是CRTS I 型板式无砟轨道的 重要组成部分，它填充在轨道板与凸形挡台之间的缝隙中，灌注状态如图1所 示，主要起到轨道板的纵横向定位及减振缓冲作用。 图1 图台及填充树脂示意图 前言 填充材料的种类与功能 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 9 日本CA砂浆(Cement Asphalt Mortar)的研发始于1965年，从1975年 至今共铺设2600km ，分为A配合以及B配合，适用范围见下表 板型、地区 区间 明亮区间(包括从 隧道口至200m的区间) 隧道区间(不包括从 隧道口至200m的区间) 平板框架板平板框架板 温暖地区 ABA 寒冷地区 B 表1 日本A、B配方的使用情况 德国BZ砂浆 (Bitumen Zement Mortar)由于应用时间和里程较短， 其使用寿命还有待进一步考察。 前言 国外应用情况 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 10 1979年，在北京西北环线军庄至三家店间 40m 1981年，在皖赣线溶口隧道 25m 2002年， 秦沈客运专线国产和日本 2.8km 前言 国内应用情况 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 11 2004年，赣龙线枫树排隧道 719m 2005年， 北京东郊环形试验基地 100m 8000多万吨 运营考验 前言 国内应用情况 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 12 2006年，遂渝线无砟轨道技术综合试验 8km 2007年， 京津城际采用BZ砂浆， 224 km 2006年，台湾高铁应用日本CA砂浆技术铺设了600km 前言 国内应用情况 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 13 2008年，武广线武汉综合试验段 40km； 2008年，石太客运专线 95 km； 2008年，滨绥线严寒地区成高子试验段 500m。 前言 国内应用情况 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 14 CRTS型板低弹模水泥乳化沥青砂浆 第一节 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 第三节 水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织 第四节 水泥乳化沥青砂浆现场拌制 第五节 水泥乳化沥青砂浆灌注施工 第六节 水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点 第二节 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测 前言 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 15 乳化沥青 乳化沥青是将沥青或改性沥青加热熔融，和乳化皂液（包括乳化剂 、稳定剂、电解质等）与水一起，经乳化机的机械作用，以细小微粒分散于水中 形成的水包油型乳化沥青，因此，乳化沥青含有基质沥青、乳化剂、稳定剂、电 解质和水（如图1.1所示）。基本要求是乳化沥青在强碱性的水泥浆体中是稳定的 ，乳液类型可以是阳离子型，阴离子型或非离子型。乳化剂主要是一些常用的表 面活性剂，如季铵盐、高元醇的硫酸酯、聚乙氧基烷基醚等。 水泥乳化沥青砂浆是由乳化沥青和水泥胶结砂子形成的具有优良 弹韧性的砂浆，其主要组成有： 1.1 水泥乳化沥青砂浆的组成 1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 16 乳化沥青 工程应用中，低弹性模量 CA砂浆主要采用阳离子型乳化沥青，其 固体含量要求在60%左右。 1.1 水泥乳化沥青砂浆的组成 1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 图1.1 乳化沥青结构示意图（左）及显微照片（右） CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 17 水泥 主要是硅酸盐水泥和掺混合材的复合硅酸盐水泥，为提高凝结硬化速度，也 采用快硬水泥，如硅酸盐水泥与铝酸盐水泥组成的混合水泥。 1.1 水泥乳化沥青砂浆的组成 细骨料 河砂或机制硅砂，细度模数为1.41.8。 膨胀剂 主要采用煅烧合成的硫铝酸钙和氟铝酸钙或二者混合的矿物粉末，石灰粉 末，其细度要求为400010000cm2/g。 发泡剂 有铝粉、氮化铝、锌粉、锡粉、硅钙合金等粉末或其混合物。 此外，还有消泡剂和聚合物乳液（P乳剂）等。 所以，水泥乳化沥青砂浆是一种多组分、多物相的混合砂浆，新拌砂浆是一种 介稳悬浮浆体。 1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 18 （1） 水泥乳化沥青砂浆的基本性能 1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能 为使砂浆垫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 这些性能是相互关联、相互影响的，弹性砂浆垫层的力学性能与耐久性能不 但取决于水泥乳化沥青砂浆的组成与配比，而且在很大程度上取决于施工性能与 现场施工质量控制。CRTS型板式无砟轨道用水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件（ 简称暂行技术条件）规定的技术性能指标要求如表1.1所示。 1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 19 （1） 水泥乳化沥青砂浆的基本性能 1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能 CRTS型板式无砟轨道用水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件（简称技术条件） 规定的技术性能指标要求如表1.1所示。 1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 序号项 目单位指标要求试验方法 1砂浆温度540棒状温度计法 2流动度s1826附录A 3可工作时间min30 4含气量812附录B 5单位容积质量kg/l 1.3 6抗压强度1dMPa 0.10附录C 7d 0.70 28d 1.80 7弹性模量(28d)MPa100300附录D 8材料分离度 97 延度 (15) cm50 2 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测 恩氏粘度 2525 用右图图的装置、使用蒸馏水测定3次 的平均値为（TW）、使用乳化沥沥青的测 定值为（TS）、算出恩氏粘度。 E TW TS E：恩氏粘度 TW：使用蒸馏水测定3次的平均値 TS：使用乳化沥青的测定值 筛余物 n测定在乳化沥青中的颗粒含量。 1.18mm 筛选 1.18mm1.18mm 筛选 计量取出500g 通过1.18mm的筛子冲洗容器，让残留乳化沥沥 青通过 把在筛子上残留的残留 物，干燥，计量，算出 筛余物 水泥混合性 n测定水泥和乳化沥沥青的混合均一性。 计计量水泥 1.18mm 1.18mm 干燥 加上计计量的乳 化沥沥青 毎分120转搅拌2 分钟。 毎分60转搅拌3 分钟。 过筛 D C A B 100 D：水泥混合的残留率（） C：筛子上的残留物量 A：采水泥量 B：采乳剂剂的蒸发发残留物量 蒸发残留物含量 n测定乳化沥沥青中含有的沥青率。 计量300g乳化沥沥青 加热使水分蒸发发 测定固形重量、算出蒸发残 留物含量 蒸发残留物的针入度 n测定蒸发残留物的针入度。 试验蒸发发残留物的试试 样样不起泡地注入规规定 的容器 待试样到常温后，用 右图图装置测定针针入度 。 蒸发残留的溶解度 n测定蒸发发残留成物的可溶成分。 注入上部漏斗试样试样测量蒸发残留物的试试 样样取出2g 使用三氯乙烯100ml溶解 上部漏斗 最小保留颗粒直径 0.6m试验 用过滤器 过滤器固定台 下部漏斗 耐溶剂性橡胶塞 金属夹 抽吸瓶 储存稳定性 将乳化沥沥青注入到稳定管中 24小时静置 测定和部分的蒸 发残留含量 按照和部分的蒸 发残留物含量的差异 ，算出稳稳定性 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 65 2.3 聚合物乳液 采用高分子聚合物乳液的目的，是为为了提高砂浆浆的综综合性能尤其是耐久性 能。与乳化沥沥青混合时时，应应具有良好的相容性，不得产产生凝聚、破乳等现现象。 其主要性能指标应标应 符合表2.3 的要求。 表 2.3 聚合物乳液的主要性能指标标要求 序号项 目单位指标要求试验方法 1密 度g/cm31.00.1 GB/T11175-2002 2不挥发物453 3水泥混合性 1.3 6抗压强度1dMPa 0.10附录C 7d 0.70 28d 1.80 7弹性模量(28d)MPa100300附录D 8材料分离度 1.0附录E 9膨胀率1.03.0附录F 10泛浆率0附录G 11抗冻性 300次冻融循环试验后，相对动弹模量不得小 于60，质量损失率不得大于5。 附录H 12耐候性无剥落、无开裂、相对抗压强度不低于70% 。 附录I 表6.1 水泥乳化沥沥青砂浆浆的性能指标标要求 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 130 6.2水泥乳化沥青砂浆的质量检验类型 分为为型式检验检验 、原材料进场检验进场检验 、现场检验现场检验 。 (1) 型式检验检验 在以下情况下应进应进 行一次型式检验检验 ，检验项检验项 目和检验结检验结 果应满应满 足本技术术条件的规规定 ：进进行配合比选选定时时、首次施工时时、原材料发发生变变化时时、水泥乳化沥沥青砂浆浆施工达 5000m3时时（不足时时按一次计计算）。 型式检验检验 包括原材料型式检验检验 及水泥乳化沥沥青砂浆浆性能型式检验检验 。型式 检验应检验应 委托具有相应资质应资质 的检验单检验单 位进进行。 原材料进场时进场时 ，应对应对 原材料的品种、数量、以及质质量证证明书书等进进行核查验查验 收，乳化 沥沥青质质量证证明书书中应应有采用的沥沥青或改性沥沥青的质质量证证明文件，干料质质量证证明书应书应 有采 用的水泥、细细骨料等的相关质质量证证明文件，还应还应 提供干料的密度。 (2) 原材料进场检验进场检验 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 131 6.2水泥乳化沥青砂浆的质量检验类型 (3)现场检验现场检验 表6.2 水泥乳化沥沥青砂浆现场检验项浆现场检验项 目及频频率 序号项 目试验时间/频率 1砂浆温度1次/罐 2流动度1次/罐 3含气量1次/罐 4泛浆率1次/工班 5膨胀率1次/工班 6抗压强度1次/工班 7分离度1次/工班 8弹性模量第一次灌注时 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 132 6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容 (1) 施工性能 砂浆浆温度 新拌水泥乳化沥沥青砂浆浆的施工性能包括砂浆浆温度、流动动度、可工作时间时间 、分 离度、泛浆浆率等，施工性能不但影响到砂浆垫层浆垫层 的施工质质量，更重要的是对对硬化 后砂浆浆的力学性能、砂浆垫层浆垫层 的耐久性能有重大影响。 砂浆浆温度用棒状温度计测计测 量。 在搅搅拌过过程中，因水泥水化放热热、颗颗粒状组组分材料间间的摩擦、机械运转转等因素 会使砂浆浆温度升高，温度太高，会使水泥水化加快，温度会进进一步升高，这这会严严 重影响新拌砂浆浆的流动动性、匀质质性、稳稳定性和可工作时间时间 ；砂浆浆温度太低，也会 影响到新拌砂浆浆的流动动性和稳稳定性。因此，应严应严 格控制砂浆浆温度在540C之间间， 以1530C最佳。技术术措施有：控制组组分材料的温度，添加水泥水化速度调节剂调节剂 等 。 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 133 6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容 流动动度 流动动度是衡量砂浆浆粘稠性的指标标，以640ml砂浆浆从底部有1cm直径通道孔的J型 漏斗中流出的时间时间 （s）表示，要求控制在1826s之间间。由于CRTS型板式轨轨道 用水泥乳化沥沥青砂浆浆采用袋注法施工，砂浆浆的粘稠度对对灌注质质量有重大影响。流 出时间时间 太小，砂浆浆的粘稠性较较小，会影响灌注后砂浆垫层浆垫层 的稳稳定性与匀质质性，严严 重时时会造成分离度和泛浆浆率过过大，或在砂浆垫层浆垫层 与轨轨道板低的界面上形成大面积积 气泡；流出时间时间 太大，砂浆浆的粘稠性较较大，会增加袋注法施工难难度，延长长灌注时时 间间，严严重时时会造成砂浆浆不能充满轨满轨 道板与混凝土底座间间的间间隙，在砂浆垫层浆垫层 与轨轨 道板间间留下缝缝隙，影响砂浆垫层浆垫层 的使用性能和耐久性能。 砂浆浆流动动度采用J型漏斗及其方法检测检测 。 可工作时间时间 新拌水泥乳化沥沥青砂浆浆保持规规定的流动动度（26s）可持续续的时间为时间为 可工作时时 间间，以分钟计钟计 。新拌砂浆浆的粘稠度会因水泥的水化反应应而不断增加，因而砂浆浆的 流动动度会随着搅搅拌到灌注完成虽经历虽经历 的时间时间 延长长而提高，要求砂浆浆流动动度小于 26s的可持续时间续时间 60min，为为了保证证砂浆垫层浆垫层 的灌注质质量。 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 134 6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容 分离度 分离度是衡量新拌水泥乳化沥沥青砂浆浆匀质质性与稳稳定性离析的指标标，用分 段法测测得的尺寸为为50mm50mm的圆圆柱形试试件上下两段的密度差占平均密度的百 分率（）表示。由于水泥乳化沥沥青砂浆浆中的组组分材料的密度相差很大，密度最大 的水泥颗颗粒为为3.1，而水的密度约为约为 1，因此，如果砂浆浆的粘稠度不合适、砂子粒径 较较大，会造成灌注后的砂浆垫层浆垫层 出现现分层现层现 象，上部分中水和沥沥青组组分多，而下 部分中水泥和砂子颗颗粒较较多，这这会严严重影响砂浆垫层浆垫层 的力学性能和耐久性能，严严 重时时会造成无砟轨砟轨 道结结构不平顺顺。所以，必需严严格控制砂浆浆的分离度在1.0以下 ，分离度越小，砂浆浆的匀质质性越好。 泛浆浆率 泛浆浆率是衡量新拌水泥乳化沥沥青砂浆浆匀质质性与稳稳定性泌水的指标标，用静 置24小时时后砂浆浆表面泛浆浆水体积积占砂浆浆原始体积积的百分率（）表示。造成泛浆浆 率不合格的主要原因有：砂浆浆中各组组分材料的相容性、砂浆浆的用水量、砂浆浆的粘 稠度等，控制措施主要有组组分材料种类类和砂浆浆配比。 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 135 6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容 (2) 物理性能 单单位体积积容量（湿表观观密度） 水泥乳化沥沥青砂浆浆的物理性能包括单单位容积质积质 量(表观观密度)、含气量和膨 胀胀率，前2项项指标标衡量砂浆浆的配比与密实实性，后1项项指标标衡量砂浆浆的体积变积变 化率 。 新拌水泥乳化沥沥青砂浆浆的单单位容积质积质 量是指1升体积积的砂浆质浆质 量，采用固定 体积积（1升三口烧烧瓶）法测测量，它包括了砂浆浆中的孔隙体积积，也称为为表观观密度 。由于砂浆浆中水泥、砂、沥沥青和水的密度不同，因此，通过这项过这项 指标测标测 量可控 制砂浆浆的配比，如果乳化沥沥青与水的含量较较少，则则砂浆浆的表观观密度较较小，反之 亦然。另一方面，砂浆浆的表观观密度与其力学性能密切相关，表观观密度小，则则抗 压压强度和弹弹性模量较较低。 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 136 6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容 (2) 物理性能 在水泥乳化沥沥青砂浆搅浆搅 拌过过程中，不可避免地会夹夹入一些气泡。含气量不 但影响砂浆浆的表观观密度，而且影响砂浆浆的力学和耐久性能。一定体积积的含气量， 可降低砂浆浆的弹弹性模量，改善砂浆浆的抗冻冻性；但含气量过过大，会导导致砂浆浆的抗 压压强度太低，严严重时时会引起气泡在灌注后的砂浆垫层浆垫层 上表面聚集，形成强度很 低的大面积积气泡层层，严严重影响到砂浆垫层浆垫层 的饱满饱满 度与耐久性。 砂浆浆含气量受组组成配比、砂浆浆稠度、投料顺顺序、搅搅拌速度与时间时间 等多种因素 的影响，施工时时，应严应严 格遵守搅搅拌操作规规定，控制含气量在812之间间。必 要时时，可加入消泡剂剂，或适当延长长低速搅搅拌时间时间 ，以消除气泡。 含气量 含气量是指新拌水泥乳化沥沥青砂浆浆中气孔所占体积积的百分率，由下式计计算获获得： 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 137 6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容 (2) 物理性能 为为了板式无砟轨砟轨 道结结构中的弹弹性砂浆垫层浆垫层 起到很好的功能，保证证砂浆浆 垫层垫层 的耐久性，避免列车车运行中的冲击击荷载对载对 砂浆垫层浆垫层 的冲击击作用，要求 水泥乳化沥沥青砂浆浆能完全填满轨满轨 道板与混凝土底座间间的间间隙，不留任何缝缝 隙。 但在砂浆浆灌注过过程中，砂浆垫层浆垫层 与上部轨轨道板间间可能存在缝缝隙。另一方面 ，硅酸盐类盐类 水泥在凝结结硬化过过程均会产产生一定的体积积收缩缩，这这会造成砂浆浆 灌注后的凝结结硬化过过程中在砂浆垫层浆垫层 与上部轨轨道板间间出现缝现缝 隙。因此，为为 了消除可能出现现的缝缝隙，要求砂浆浆灌注后能产产生13的体积积膨胀胀。 膨胀胀率 膨胀胀率是指新拌砂浆浆在24小时时内的体积积增加百分率，采用量筒法测测量。 砂浆浆的体积积膨胀胀率与发发泡剂剂的种类类、掺掺量与投料时间时间 、砂浆搅浆搅 拌时间时间 与稠 度、温度等有关。施工时时主要通过过控制这这些因素，使含气量达到指标标要求。 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 138 6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容 (3)力学性能 抗压压强度 硬化后的水泥乳化沥沥青砂浆浆的力学性能主要是1、7、28天龄龄期的抗压压 强度和28天龄龄期的弹弹性模量，要求3个龄龄期的抗压压强度分别别大于0.10、0.70 和1.8MPa，弹弹性模量在100300MPa之间间。 抗压压强度主要衡量硬化后砂浆垫层浆垫层 的承载载能力，砂浆垫层浆垫层 不但要承受轨轨道板 、钢轨钢轨 、扣件等部件的静荷载载，还还要承受列车车运行中的动动荷载载。如果砂浆垫浆垫 层层承载载力不够够，将影响轨轨道结结构的平顺顺性。砂浆垫层浆垫层 的抗压压强度主要受组组成 材料种类类、配比、匀质质性和含气量和灌注饱满饱满 度等因素影响。 弹弹性模量 弹弹性模量主要衡量硬化后砂浆垫层浆垫层 的变变形能力延展性，弹弹性模量越高，在 荷载载作用下变变形越小，延展性越低。根据板式轨轨道结结构动动力学要求，砂浆垫层浆垫层 应应具有良好的弹韧弹韧 性和延展性，这这不但有利于高速运行中列车车的舒适性，而且 也能保证证砂浆垫层对浆垫层对 列车车运行中动动荷载载作用的抵抗能力，提高抗裂性和耐久性 。现场应 现场应 按规规定取砂浆样浆样 制备备50mm50mm的圆圆柱体试试件供抗压压强度、弹弹性模量测试测试 。 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 139 6.4 灌注施工质量 （1）充填饱满饱满 度 单单元板式无砟轨砟轨 道结结构中水泥乳化沥沥青砂浆垫层浆垫层 的灌注施工质质量主要有砂 浆垫层浆垫层 的充填饱满饱满 度、匀质质性和密实实性等，但现现在还还没有相应应的评评价指标标和检检 验验方法。目前，现场现场 施工时时，可以采取揭板检测检测 或观观察的方法进进行检验检验 和评评价 。 充填饱满饱满 度是指轨轨道板与底座板间间隙或灌注袋内中砂浆浆充填的饱满饱满 程度，要求 100的充填，垫层垫层 与轨轨道板或底座板接触面不流任何缝缝隙，灌注袋四周边缘边缘 成 半圆圆形，并给给人以胀胀鼓感，不能有皱皱褶。揭板后，轨轨道板下表面和底座板上表面 的粗糙纹纹理清晰地印在垫层垫层 的表面，灌注袋内没有任何空隙，如图图6.1所示。 另一种现场评现场评 价饱满饱满 度的方法是测测量轨轨道 板支撑螺栓卸除前后轨轨道板的标标高，要求卸 除螺栓前后轨轨道板标标高的变变化在测测量误误差 范围围(00.5mm)，不得大于1mm。 图图6.1 砂浆垫层浆垫层 充填饱满饱满情形 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 140 6.4 灌注施工质量 砂浆垫层浆垫层 充填饱满饱满 度的影响因素主要是新拌砂浆浆的流动动度、可工作时间时间 、 砂浆浆的膨胀胀率、一次性灌注的砂浆浆量、垫层垫层 厚度和平整度等。 为为了保证饱满证饱满 度，要求一块块板下垫层应垫层应 一次性灌注饱满饱满 ，不得进进行二次灌注 ，因此，一次搅搅拌的砂浆浆量必须须大于一块块板下垫层垫层 灌注的所需量。灌注施工时时 ，应应以轨轨道板支撑螺栓松动动但不明显显抬起，确定为为灌注饱满饱满 。 灌注后垫层垫层 内或灌注袋内的砂浆浆在凝结结硬化中会有一定的体积积收缩缩，所以，砂 浆垫层应浆垫层应 有一定的体积积膨胀胀以补偿补偿 体积积收缩缩，才能保证证充填饱满饱满 度。 灌注袋是无纺纤维纺纤维 布制成的，有许许多孔隙。在砂浆浆灌注到支撑螺栓抬起松动时动时 ，灌注 袋受轨轨道板的压压力，灌注袋会渗出少量的水（见图见图 6.2），如果渗出的水量较较少，对饱满对饱满 度 影响不大，如果渗出的水量较较多时时（渗出水的体积积大于砂浆浆的膨胀胀率），则则会影响垫层垫层 充 填饱满饱满 度。 （1）充填饱满饱满 度 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 141 6.4 灌注施工质量 垫层垫层 厚度较较小时时，砂浆浆在轨轨道板与底座板间间隙或灌注袋内流动动的阻力较较大，当 砂浆浆的流动动度较较大时时，容易导导致垫层垫层 的两头头和四个角充填不饱满饱满 。因此，当垫层垫层 厚度较较薄时时，应选择应选择 流动动度较较小的砂浆浆灌注。 垫层垫层 的平整度也会影响饱满饱满 度，一般来说说，曲线线路段灌注施工难难度比直线线路段大，水 平路段灌注施工难难度比有坡度的路段小。为为了保证证砂浆垫层浆垫层 中不存在夹杂夹杂 的空隙或缝缝隙， 对对于曲线线路段或坡度路段的垫层垫层 ，砂浆应浆应 从低侧侧灌入，砂浆浆流动动与充填的阻力大于直线线和 水平路段，因此，这这些路段的垫层垫层 灌注时时，应选应选 用流动动度较较小的砂浆浆，或适当提高砂浆储浆储 斗与垫层间垫层间 的高度差，通过过料位差产产生的重力作用使垫层垫层 充填饱满饱满 。 图图6.2灌注袋渗水情况 渗水少渗水多 （1）充填饱满饱满 度 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 142 6.4 灌注施工质量 垫层垫层 匀质质性是指硬化后的砂浆垫层浆垫层 的组组成均匀性，由于砂浆浆中含有气泡、 砂、水泥及其水化物和沥沥青，要求这这些物相在砂浆垫层浆垫层 的任何部位分布均匀，不 得出现现分层层、气泡夹层夹层 、砂沉底等现现象。揭板后垫层垫层 断面组组成应应均匀一致，无 夹杂夹杂 物或气泡夹层夹层 ，如图图6.3所示。 （2）垫层垫层 匀质质性 断面均匀一致 断面底层砂较多砂浆上下分层气泡夹层表面均匀、不吸水 表面气泡和富浆层 图图6.3 砂浆垫层浆垫层 的断面与表面情形 6 砂浆性能的现场检测与控制要点 CHINA ACADEMAY OF RAILWAY SCIENCES中国铁道科学研究院 143 6.4