沪宁城际铁路CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆工艺试验研究

2012-02-02李海燕吴韶亮罗桂秀李洪刚

铁道建筑 2012年5期

关键词：搅拌车城际铁道

李海燕，吴韶亮，罗桂秀，李洪刚

(1.中国铁道科学研究院金属及化学研究所，北京 100081;2.中铁十九局集团第一工程有限公司，辽宁辽阳 111000)

沪宁城际铁路CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆工艺试验研究

李海燕1，吴韶亮1，罗桂秀2，李洪刚1

(1.中国铁道科学研究院金属及化学研究所，北京 100081;2.中铁十九局集团第一工程有限公司，辽宁辽阳 111000)

在沪宁城际铁路CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆工艺性试验过程中，首先对砂浆搅拌车计量系统进行校准，保证了砂浆配合比的准确性，然后对水泥乳化沥青砂浆的搅拌制备、性能测试、灌注、养护和揭板等过程进行试验研究。结果表明：自行研制的CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆施工性能、力学性能良好;垫层砂浆灌注饱满，表面平整，断面材料分布均匀、无分层离析以及起皮等，灌注效果良好，满足沪宁城际铁路水泥乳化沥青砂浆大规模施工的要求。砂浆的制备和施工工艺对后续施工质量控制有一定指导意义。

沪宁城际铁路水泥乳化沥青砂浆 CRTSⅠ 施工工艺

沪宁城际铁路是城际铁路网宁—沪—杭—甬“Z”型主轴线的重要组成部分，正线全长300.168 km，其中江苏境内长268 km，上海境内长32 km，是我国第一条全线采用CRTSⅠ型板式无砟轨道铺设的客运专线。其中水泥乳化沥青砂浆作为CRTSⅠ型板式无砟轨道关键性填充层材料，其性能影响着整个无砟轨道铁路的施工质量。为了保证沪宁城际铁路无砟轨道施工的顺利进行，在正线施工之前采用自行研制的水泥乳化沥青砂浆进行了工艺性试验，通过对制得水泥乳化沥青砂浆流动度、含气量等性能的测试，考察了灌注和揭板工艺，为沪宁城际铁路的顺利施工奠定基础。

1 原材料及砂浆制备

1.1 试验原料及设备

试验原料：乳化沥青由中石化沥青销售公司上海分公司生产;干料由安徽万成达建材有限公司提供;聚合物乳液由北京东方亚科力化工科技有限公司提供;有机硅消泡剂;MPAE引气剂。

设备：砂浆搅拌车为秦皇岛天业通联重工股份有限公司生产的双罐式搅拌车，搅拌速度为0～200 r/min，连续可调。

1.2 砂浆配合比(见表1)

表1 1 m3水泥乳化沥青砂浆各组分配合比

1.3 砂浆制备工艺

启动搅拌机，以(30±5)r/min的速度慢速搅拌，依次加入乳化沥青、聚合物乳液、水、消泡剂，间隔0.5 min待液料搅拌均匀后，提高搅拌速度至(80±10)r/min，依次加入干粉料和引气剂，加料结束后以(115±10)r/min的速度搅拌3～5 min，然后转为以(30±5)r/min的速度慢速搅拌1～2 min，排除由于高速搅拌而引入的不稳定气泡。随后进行砂浆温度、流动度、含气量等常规性能检测［1］。

2 试验与结果分析

2.1 水泥乳化沥青砂浆搅拌车的计量

在水泥乳化沥青砂浆搅拌车使用前须对其自动加料计量系统进行校准以保证砂浆配合比的准确性［2］，工艺性试验中的计量结果见表2。

通过对计量系统的实物称重计量，砂浆车对乳化沥青、干粉料等的计量准确度能够达到砂浆配合比称量偏差的要求。

表2 自动加料系统计量结果

2.2 水泥乳化沥青砂浆制备及测试

在对水泥乳化沥青砂浆搅拌车称量系统校准后进行水泥乳化沥青砂浆的制备，并测试了砂浆的性能指标，结果见表3。

表3 水泥乳化沥青砂浆常规性能指标测试结果

在实际操作过程中，若水泥乳化沥青砂浆流动度在18～26 s、表观密度＞1 300 kg/m3、含气量在8% ～12%时可以进行灌注;若流动度＜18 s，或者表观密度＜1 300 kg/m3，或者含气量＞12%则应进行砂浆的重新制备;若流动度＞26 s或者含气量＜8%时，则可以补加适量的拌合水继续搅拌适当时间，直至流动度、含气量满足要求。但砂浆拌合用水量对其灌注后的饱满程度、硬化后的收缩以及耐久性等影响较大，因此对砂浆的用水量应进行严格管理。

2.3 水泥乳化沥青砂浆的灌注

图1 砂浆灌注

图2 两种轨道板压紧装置

水泥乳化沥青砂浆流动度、含气量等性能指标测试合格后方可进行灌注［3-4］。在灌注之前砂浆灌注袋应铺设平整无褶皱，并用木楔或者胶固定;然后通过灌注漏斗与灌注袋口进行连接，砂浆经由中转漏斗、灌注漏斗流入灌注袋，见图1。砂浆应一次性连续流入灌注袋以防止产生气泡。灌注过程中安排专人观测轨道板状态，不得出现拱起、上浮现象，尽量避免踩踏轨道板。值得注意的是，在沪宁城际铁路施工过程中为了保证灌注后轨道板的平顺性、减少后期精调的难度，在灌注过程中采取了轨道板压紧装置，见图2，这样导致灌注终点无法以支撑螺栓的浮起状态来确定。因此在砂浆灌注过程中采取了慢速→快速→慢速三个过程，开始时砂浆应缓慢灌注，随后加快灌注速度，当砂浆灌注超过灌注袋的三分之二时，则应降低灌注速度以排除砂浆与轨道板之间的缝隙，直至灌注袋被砂浆充分填充，同时保证灌注袋排气口砂浆高度在30 cm以上。灌注结束后，根据砂浆的凝固程度及时将灌注袋灌浆口与排气口余下的砂浆挤入灌注袋。挤压程度以确保砂浆充填饱满，砂浆垫层与轨道板边角密贴，离缝＜1 mm为准。如果发生灌注袋破损砂浆溢出的情况，量少时可以用夹具、废棉纱头、砂子及水泥等进行堵漏，也可用沥青毡布进行修补，当溢出量影响砂浆填充饱满度时，则应揭板更换灌注袋后重新进行灌注。

2.4 水泥乳化沥青砂浆的养护

水泥乳化沥青砂浆的养护原则上按自然养护进行。如果灌注作业过程中或者结束后24 h内出现降雨时，应及时加盖防水布等，避免灌注袋淋湿。如果当日最低气温可能在0℃以下时，应对新灌注的砂浆采取适当的保温措施。当水泥乳化沥青砂浆膨胀完成后，可拆除压紧装置［5］。当水泥乳化沥青砂浆抗压强度≥0.1 MPa时可拆除精调千斤顶，切除灌注口。当水泥乳化沥青砂浆抗压强度＞0.7 MPa时方可在轨道板上承重。