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无砟轨道CA砂浆灌注 水泥乳化沥青砂浆 是由乳化沥青 砂浆干粉 外加剂及水等拌和而成 灌入轨道板的水泥乳化沥青砂浆砂浆垫层具有刚性支撑和弹性调整的双重作用 是目前无碴轨道系统的核心技术之一 简称CA砂浆 1 板式无砟轨道是由长钢轨 扣件系统 轨道板 水泥沥青砂浆 混凝土底座及凸形挡台组成的一种新型轨道结构 为了使板式轨道具有一定的弹性 并固定轨道结构的位置 在混凝土底座和轨道板之间 以及凸形挡台周围填充缓冲材料层 同时消除混凝土构件施工误差 作为缓冲充填材料 应既有一定的弹性 又有一定的强度 水泥砂浆强度足够高 但弹性不足 沥青弹性好 但强度低 受温度影响大 因此采用了将二者结合的水泥沥青砂浆 一般采用水泥 乳化沥青 砂及各种掺和料混合而成 通称水泥乳化沥青砂浆 2 3 水泥乳化沥青砂浆目前主要应用于设计时速250km h以以上的铁路客运专线 城际铁路 高速铁路无砟轨道中 砂浆灌注施工前 现场试验人员在基本配合比的基础上 通过拌合物性能试验确定的 不超出基本配合比允许范围 直接用于灌注施工的砂浆配合比 4 2原材料供应站现场大规模施工时 应沿线建立原材料供应站 一般每隔5 15km设一处 供应站应具备干料贮存及加料装置 乳化沥青贮存及泵送装置 添加剂贮存及泵送装置 供水及冲洗装置等 2 1干料的储运 干料的储运一般采用袋装和散装两种 袋装一般有两种包装形式 一种为小袋约25 50kg 另一种为吨袋 每袋约1吨 小袋适应人工加料 大袋适应吊车加料 袋装存储要做好防潮 防水 保温等措施 在工程量较大时采用袋装存储无法满足工程要求 就要采用散装储运 散装运输采用水泥罐车进行运输 存储采用散装水泥灌进行 5 根据大量的试验证明 干料在运输过程中造成的离析非常小 而把干料吹入存储灌中就会使干料产生较大的离析 所以必须在供给站对干料的储罐加设防离析装置 防离析装置是在存储灌不同高度加设3 4根上料管道 控制吹料的压力 使干料进入存储罐时干料的运动呈由底部向上拱干料向上移动 不允许砂浆在存储罐中雾化 6 为了确保干料的温度在允许范围内 首先在砂浆灌的外侧加设降温管道 以循环水的方法对干料灌进行降温 其次在干料灌四周加设橡塑保温板隔离外界对干料灌的影响 根据工程需要 如果采用存储灌存储 在建设供给站时一定要布置合理 能保住加料与卸料互不干扰 交通畅通 7 8 2 2乳化沥青的存储乳化沥青的储运一般也有桶装和散装两种 常见的桶装为吨桶 桶装的特点是运输方便 无需倒运 但费用相对高 适应工程量较小的工程 但要注意保存 保存不当容易产生破乳 影响使用 9 目前对无砟轨道而言乳化沥青的用量一般都比较大 更适宜散装存储 散装的特点是沥青的存储能有保障 存储量也大 材料供给保障有力 散装一般是在现场安装乳化沥青存储灌 容量一般为100 200吨 存储罐内加设自搅拌装置 能保证乳化沥青任何时间的均应性 为保证乳化沥青的温度 存储罐可放置在地下并加盖房子 做好房子的保温等措施 10 3主要设备及工装充填层的主要施工设备有 砂浆搅拌车 中间转运罐 运送设备和灌注机具等 3 1砂浆搅拌车应符合 水泥乳化沥青砂浆搅拌车生产制造暂行技术条件 的要求 目前经过部审查的有三一重工 南方路机 中联重工 通联重工等 11 12 13 14 15 16 17 18 19 3 2中间转运罐其容量不小于灌注1块板所需的砂浆量 并应配有叶片式搅拌装置和快速接头 3 3输送车一般地说 当砂浆车进行作业时 砂浆车就停置在现场不再回供给站进行加料 加料需要其它的形式在现场为砂浆车加料 20 1 干料供给车 当使用袋装干料时 用于给砂浆车加料的设备就采用吊车 吊车使用要兼顾现场灌浆 一般采用25吨吊车就能满足加料与灌浆的要求 当采用散装干料时 需要40吨左右的水泥罐车对砂浆车加料 加料的方法是有水泥罐车向砂浆车的存储仓吹入即可 采用水泥罐车对砂浆车加料功效高 一台水泥罐车可向几台同时作业的砂浆车供料 21 2 乳化沥青供给车 采用桶装乳化沥青给砂浆车加料 需运输汽车 沥青泵 采用散装乳化沥青加料需配置小型沥青罐车 10 20吨为宜 一台沥青罐车可对几台同时作业的砂浆车供料 3 供给水 给砂浆车加水 可用水泵或水车进行 水泵的扬程一般有3 5m即可 砂浆车的储水灌一般为2吨 一台水车可对连续作业的几台砂浆车供水 需要注意的是拌合用水必须是清洁并经检验合格的拌合水 22 4工艺性试验4 1基本要求4 1 1施工前 应建立场外试验段 进行足尺模型的工艺性试验 4 1 2试验段应包括直线和曲线工况 每种工况连续灌注不少于3块轨道板进行评定 4 1 3施工试验应选择与所选配方相对应的灌注工艺作为初始工艺 4 1 4工艺性试验的底座板或支撑层施工 轨道板及其安装应与实际工程完全一致 23 4 2配合比确定4 2 1砂浆的理论配合比宜在经过业主 铁道部 审查和实践检验的配方中选定 4 2 2砂浆的初始配合比应由施工单位在选定的理论配合比基础上 综合考虑原材料 作业环境等因素 通过试验确定 4 2 3砂浆的基本配合比应由施工单位采用初始配合比进行工艺性试验 通过充填层砂浆性能测试和建设单位组织的揭板检查等 并经建设单位试验室的常规检验和型式检验验证确定 24 4 3工艺性试验内容4 3 1工艺性试验前 应制定试验大纲 4 3 2工艺性试验应包括以下内容 确定基本配合比 提出砂浆配比调整范围 机械设备与工装的安装 调试和试运转 砂浆的拌制工艺参数 包括计量系统的精度 拌合量 拌合速度 拌合时间 灌注工艺 包括灌注方式与速度 确定单块板砂浆的灌注时间 确定劳动力组织 人员组成及分工 25 4 4工艺参数确定4 4 1采用与理论配合比或初始配合比相对应的拌制工艺参数进行工艺性试验 通过拌合物性能测试和建设单位组织的揭板检查等 确定拌制工艺参数 4 4 2采用与理论配合比或相对应的灌注工艺参数进行工艺性试验 通过拌合物性能和充填层性能测试以及建设单位组织的揭板检查等 确定灌注工艺参数 4 4 3揭板评估由业主组织相关专家对工艺性试验揭板进行评估 确定配合比 施工工艺等 26 27 5充填砂浆层施工5 1一般规定5 1 1CRTS 型轨道板充填砂浆层施工前 应对混凝土底座或支撑层与轨道板的安装质量进行复检 底座或支撑层板与轨道板间的间隙高度应符合设计要求 5 1 2CRTS 型轨道板充填砂浆层采用封边法施工 5 1 3施工环境温度应在5 40 的范围内 当天最低气温低于 5 时 全天不得进行砂浆灌注 下雨天也不得进行灌注 28 6 1 4施工前 应按照要求进行工艺性试验 以确定砂浆的基本配合比 拌制与灌注工艺 6 1 5砂浆搅拌车应符合4 1节的规定 应由经过专业培训的人员进行操作 6 1 6精调作业完成后至压紧装置拆除前 轨道板上避免承受荷载 29 30 6 2 2加料检查 检查乳化沥青与干料或水泥 砂等原材料的温度 检查干料是否有结块现象 乳化沥青是否均匀 有无破乳现象等 将合格的原材料加入到砂浆搅拌设备的料仓中 加料时 现场技术员应对加料时原材料的情况 加料过程进行全程检查 并做好详细记录 乳化沥青宜采用污水泵或隔膜泵加入 使用前要用拌合用水清洗2遍以上 31 固体粉料加料时 要防止包装袋混入料仓内 避免细粒扬尘 以防污染环境及造成水泥含量损失 雨天不得进行加料作业 采用水泵将合格水泵入搅拌车的水箱 采取合适的方法将各种添加剂送入相应的料仓 32 6 2 3搅拌前准备 对搅拌车输送 计量与搅拌等系统进行检查 确认各系统运行正常 洁净 将施工配合比与搅拌工艺参数输入搅拌设备的自动控制系统 对乳化沥青进行回流 以确保料仓内乳化沥青均匀 试验人员检测搅拌设备料仓内材料和环境温度 并做好记录 33 6 2 4根据充填砂浆层厚度 确定单次砂浆搅拌量 并输入控制系统 检查显示屏上显示的各参数 确认无误后 进行砂浆拌制 6 2 5性能检测 拌制完成后 抽取一定量的砂浆 参照 客运专线铁路CRTS 型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件 检测拌合物的温度 流动度 扩展度和含气量 所检指标应满足表 34 35 36 6 3施工程序轨道板精调 安装压紧装置 轨道板底湿润 轨道板封边 搅拌车制浆 轨道板灌浆 6 3 1施工准备 压紧装置的锚杆深度抗拔力不小于30KN 桥下施工便道保持畅通 吊车支垫位置承载力满足要求 横向封边砂浆配合比已批复 水泥乳化沥青砂浆原材料已进场检验 纵向封边砂浆工作性能 硬化时间满足施工进度要求 37 6 3 2轨道板检查灌浆前对已精调的轨道板进行测量检查 抽检时间为轨道板精调后1 2个工作日 抽检量为每个工作日约10块轨道板抽检1块 检验方法与精调测量大致相同 当误差大于0 5m时需要重新调整轨道板 38 6 3 3安装压紧装置为保证灌浆时轨道板不浮起 在轨道板精调及检查后立即安装压紧装置 压紧装置由槽钢和8mm厚钢板焊接而成 用翼形螺母锚固在底座板中的锚杆上 锚杆在直线和超高 45mm的曲线上埋设深度为150mm 曲线上超高 45mm时埋入深度为200mm 且锚杆能抗30KN的抗拔力 压紧装置的具体摆放位置 在每块轨道板的横缝安装一个一字型压紧装置 利用圆锥体锚杆和翼形螺母将槽钢固定在两边轨道板上 详见图5 1 直线段在轨道板的两侧对称安装2个L型压紧装置 曲线段在轨道板的两侧对称安装4个L型压紧装置 详见图5 2 两种装置都要用翼形螺母拧紧 以防防轨道板移动 轨道板垫层砂浆硬化后 沥青砂浆达到1MPa或12小时后 再拆除锚杆 39 40 41 42 6 3 4底座板预湿为了增加水泥乳化沥青砂浆与底座板的粘结力 减少水泥乳化沥青砂浆内部气泡 在封边前对底座板进行预湿处理 预湿可分二次或多次 第一次为封边时预湿 第二次为灌注前预湿 封边预湿 轨道板封边时应采用高压水枪彻底清除底座板及轨道板的附着物 使得底座板充分润湿 为了防止水分失散 润湿后用土工布或塑料布覆盖 也可使用专用的封堵装置进行封堵 轨道板的灌浆孔和观测孔 43 在灌浆前半小时至一小时检查润湿情况 进行第二次预湿 二次预湿采用安装有雾化喷头的高压水枪进行 使喷出的水呈雾化状 避免底座板积水 润湿后用土工布或塑料布覆盖轨道板的灌浆孔和观测孔 灌注前预湿检查 在水泥乳化砂浆沥青灌注10 15min 检查底座板预湿情况 如底座板有积水 应及时用吸水性强的纤维布浸掉 44 6 4轨道板封边轨道板封边作业分为横向封边与纵向封边两种 横向封边是永久性工程的组成部分 采用水泥乳化沥青砂浆封闭 也可采用与水泥乳化沥青砂浆等同性质的水泥砂浆 SM 封闭 纵向封边是临时支档工程 封边的方法有两种 一是模板封边 适用于直线段 二是砂浆封边 适用于曲线段 45 6 4 1轨道板横向封边轨道板横向接缝可以采用水泥乳化沥青砂浆封闭或者采用与水泥乳化沥青砂浆等同性质的水泥砂浆封边 1 水泥乳化沥青砂浆封边 清除封边处底座板杂物 并洒水预湿 用轨道板窄肩缝平齐的木板支撑在相邻轨道板接缝处 按水泥乳化沥青砂浆施工配合比拌制水泥乳化沥青砂浆 分装在大于8升的容器里 静置 46 在注入过程中 应用大于3cm的圆筒罩住轨道基准点 防止注入的水泥乳化沥青砂浆覆盖轨道基准点 待水泥乳化沥青砂浆由流态达到可塑状态时 注入轨道板接缝处 注入水泥乳化沥青砂浆顶面应高出轨道板底2cm 设置排气孔 用不大于1cm直径的小锥子在1 5 1 5 5和3 5 5 4 5位置处捅排气孔 每板端捅2个 每横接缝处留4个 板与板的排气孔位置错开 防止灌注第一块板时 排出的砂浆流入第二块板的排气孔 用塑料布或土工布覆盖加速养护 47 48 49 5 5 2 轨道板纵向封边轨道板纵向封边可采用模板封边及砂浆封边两种方法 1 木板封边采用厚度大约3cm 宽度12 15cm的木板进行纵向封边 每块轨道板需长度约为275cm四块 长度约为50cm的板两块 12mm 15cm钢筋10根 50 51 在底座板上打孔 钻头12mm 钻孔深度2cm以上 孔眼距轨道板4 5cm左右 板缝处距轨道板5cm左右 52 在孔内插入钢筋 沿轨道板两边 木板下垫1cm厚的砂浆 目的是在安装模板后 封闭水泥乳化沥青砂浆的外流 也可在放置木板后在模板的外侧抹2cm的砂浆封堵 在钢筋与轨道板间放置木板 轨道板中部的4块275cm的木板内垫相同尺寸的电工板 要紧靠轨道板 在木板与钢筋间加设小木契夹紧 用手压紧即可 严禁用其它工具加力扰动轨道板 在轨道板端的两块木板内同样加设电工板 在电工板与轨道板间留出3 5mm左右的缝隙 用于观察水泥乳化沥青砂浆的流动状况 53 54 55 轨道板中部木板和电工板 当电工板与轨道板紧靠时 由于两种材料不可能完全密贴 水泥乳化沥青砂浆灌注时会在电工板的上部流出少量水泥乳化沥青砂浆是正常的 说明排气效果良好 但为防止在木板端部水泥乳化沥青砂浆流出 在木板的端部粘贴一条厚的胶带 紧贴轨道板外侧起到密封效果 轨道板端部木板和电工板 电工板要求与轨道板间留出5mm左右的距离 用于排气 观测水泥乳化沥青砂浆是否填充饱满 因此在电工板两端加设3 5mm的挡块 56 2 砂浆封边封边材料 普通水泥砂浆 拌合成半干硬砂浆 清除封边处及底座板下杂物 并洒水预湿 用电工板侧挡在轨道板侧边处 将拌好的水泥砂浆添在电工板处 用模子将水泥砂浆摸成三角状 其高度为12 15cm 用20mm的圆钢筋在水泥砂浆上捅排气孔 每轨道板一侧4个 板端各一个 中间2个 排气孔与轨道板的夹角在15 30 排气孔与轨道板底平齐 57 5 6轨道板灌浆5 6 1水泥乳化沥青砂浆搅拌 58 2 水泥乳化沥青砂浆搅拌 对搅拌车输送 计量与搅拌等系统进行检查 确认各系统运行正常 并保持洁净 对砂浆车加料检查 确认乳化沥青与干料等原材料的温度 检查干料是否有结块现象 乳化沥青是否均匀 有无破乳现象等 砂浆车停靠在适合搅拌的拌合点后 对砂浆车进行水平调试 将施工配合比和总结的搅拌工艺参数输入搅拌设备的自动控制系统 试验人员检测搅拌设备料仓内材料和环境温度 并做好记录 59 对乳化沥青进行回流 以确保料仓内乳化沥青均匀 根据充填砂浆层厚度 计算单次砂浆搅拌量 并输入控制系统 检查显示屏上显示的各参数 确认无误后 进行砂浆拌制 将搅拌的成品砂浆倒入成品料斗 进行温度及物理性能检查 一般来说扩展度控制在300mm左右比较适宜 流动度控制在80 100s比较合适 但要满足工艺试验总结的参数 当不满足指标要求或总结的工艺参数时 应分析原因 采取措施 并对施工配合比在允许范围内进行调整 直至拌合出满足技术条件要求的砂浆才用于灌注 60 5 6 2 水泥乳化沥青砂浆灌注 水泥乳化沥青砂浆灌注厚度复查 将结果通知砂浆搅拌站 压紧装置及封边检查 不符合要求必须进行整改 底座板预湿度检查 底座板的积水必须清除 润湿不到位进行补喷雾化水 对环境温度及轨道板板腔温度测试 必须满足5 40 要求 如达不到要求必须有控制温度的有效措施 61 成品砂浆的吊运 对桥下搅拌桥上灌注的工况 砂浆在搅拌车中搅拌完成后 打开搅拌机卸料门 将砂浆泄放到成品料斗 搅拌电机自动开启对砂浆继续低速搅拌 再由砂浆车的成品料斗倒入中转料斗 并开启搅拌电机 对砂浆继续低速搅拌 由吊车或专业吊运设备将中转料斗吊运灌注地点进行灌板作业 对路基地段无法进行吊运的 应铺设运输通道有运输车将中转斗运至灌注点进行灌注作业 对特殊工况 也可使得砂浆车运行在左线 右 对右线 左 进行直接灌板作业 62 灌注前应在轨道板灌注口上铺放土工布和防护板 以避免灌注过程中砂浆对轨道板的污染 灌注作业时应先打开中间罐的阀门 使得灌注管道充满砂浆后 在打开灌注阀门进行灌注 对直线地带灌注 采用特制漏斗灌注方式 主要防止落差过大而使砂浆裹入气泡 在曲线有较大超高的地带在灌注口应加设PVC灌注导管 但应尽量降低水泥乳化沥青砂浆的落差 63 64 65 66 67 灌注时按照总结的灌注工艺进行 一般是先慢 再快 后慢 先慢是为了排气 使得砂浆内不裹入空气 当水泥乳化沥青砂浆灌注面和轨道板底面平齐时加快灌注速度 使得水泥乳化沥青砂浆能已全断面推进 驱赶板腔内的空气 当观测孔中流过的砂浆和底座板底接触时 放慢灌注速度 防止水泥乳化沥青砂浆达到边缘时出现的 浪涌 滞留空气 直至灌满 浆液应高出轨道板底15cm以上 一般地每块板的灌注速度保持在4 1min 灌注完成应在轨道板端内侧 接缝处 标明灌注完成时间 68 堵排气孔 无论采用什么样的封边方式 只有当排气孔流出正常的浆液 并不在有空气排除时 就可封堵排气孔 补灌 水泥乳化沥青砂浆灌注完成后 板腔内的砂浆随时间的延续会产生少量的液面下降 属于正常现象 要有专人检查下降情况 是否足部有漏浆现象等 并对下降的液面进行及时的人工补灌 一般地 灌注完成30min以上 液面不在产生下降 69 安装防脱落 S 型钢筋 当灌注水泥乳化沥青砂浆完成后 在砂浆处于可塑状态时 即可安装 S 型防脱落钢筋 其方法是将可塑性的水泥乳化沥青砂浆从灌注孔和观测孔中舀出多余的部分 使得液面高度距轨道板顶面约15cm 将 S 型防脱落钢筋插入轨道板灌注孔和观测孔的中央 钢筋紧挨底座板 保持钢筋的垂直 在紧急情况下或水泥乳化沥青砂浆硬化较慢时 也可在砂浆流态时安装 S 型防脱落钢筋 其方法是采用吊线将钢筋放置在规定位置 当砂浆硬化后凿出多余的砂浆 70 5 7封边材料及精调爪拆除 当砂浆膨胀完成 且砂浆的最小抗压强度大于1Mpa后可拆除轨道板下的精调爪 无论砂浆封边还是模板封边 只有等水泥乳化沥青砂浆完全硬化才能拆除 如果时间或材料周转许可 可延缓对封边材料的拆除 避免过早拆除 使水泥乳化沥青砂浆与轨道板产生离缝 拆除封边材料后 应及时清理现场 检查灌注饱满度 如果灌注饱满充盈 应对轨道板两侧水泥乳化沥青砂浆进行修整 凿出多余的砂浆 并用角磨机对水泥乳化沥青砂浆实施打磨处理 确保美观 如拆模后存在不饱满或局部不饱满 应作出标记 请相关技术专家进行诊断 不得掩盖处理 施工后对钻孔位置的孔洞须用塑性水泥砂浆封住 71 5 8水泥乳化沥青砂浆供应结合现场情况 水泥乳化沥青砂浆供料站供应距离在5km以内 砂浆搅拌车可回供料站清洗 加料 当运距超过5km 可以采用多台砂浆搅拌车加一台砂浆运料车和一台沥青运料车 可在现场进行清洗 加料 每个水泥乳化沥青砂浆供料站单向最长供应运距不超过17km 砂浆搅拌车单向最大行驶时间不得超过45分钟 72 73 74 九 质量控制及验收9 1质量控制要点 轨道板封边前要对封边部位充分湿润 砂浆要搅拌均匀 干湿有度 封边砂浆