CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土揭板试验及质量控制研究

陈杰

摘    要：CRTSⅢ型轨道板与底座之间填充自密实混凝土形成结构层，该结构层内设置有CRB550级冷轧带肋钢筋焊网片，因此对自密实混凝土的流动性、填充性、间隙通过性等要求严格。通过工艺性揭板试验，形成满足现场条件的施工配合比和工艺流程，总结施工时常见缺陷的控制方法，以确保大规模轨道板施工时自密实混凝土灌注质量满足设计要求。文章结合商合杭铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道线外工艺性揭板试验施工实践，闡述了自密实混凝土灌注揭板试验工作流程，提出了自密实混凝土施工注意事项和常见缺陷质量控制要点。

关键词：CRTSⅢ型板式 无砟轨道 自密实混凝土 揭板试验 质量控制

1  引言

商合杭铁路站前五标全标段长37.823km，正线铺设CRTSⅢ型板式无砟轨道，轨道板的型号有P5600、P4856、P4925、P3710四种，总板数为13694块。在CRTSⅢ型板式无砟轨道施工过程中，混凝土性能状态、灌注工艺、施工环境及人员素质等因素的影响很大，为确保高质量，高效率的线上施工，必须进行线外工艺性试验，发现并解决问题，优化施工工艺。

2  自密实混凝土揭板试验

2.1  自密实混凝土配合比设计

根据铁科院咨询单位提供的自密实混凝土初始配合比，通过现场室内试验、线外工艺性试验和揭板试验从调整掺和物、调整外加剂和降低用水量等方面开展施工配合比研究，混凝土的拌合温度、坍落扩展度、T500、泌水率和含气量等性能指标满足铁总Q/CR596-2017《高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土》的要求。自密实混凝土施工配合比相关参数如表1所示。

2.2  工艺性揭板试验设置

试验场地位于古城特大桥线路里程DK133+083处右侧，场地面积30m[×]32m。现场模拟施工桥梁地段无砟轨道，其中直线段12m（2块P5600板），曲线段12m（2块P5600板），曲线设置选取标段内最大超高值。

工艺性试验施工流程：底座板施工→隔离层施工→自密实混凝土钢筋网片及限位凹槽钢筋安装→轨道板模拟铺设→轨道板粗调、精调→轨道板封边模板及防上浮、防侧移装置安装→自密实混凝土灌注→揭板试验。

2.3  轨道板封边模板及防上浮、防侧移装置安装

封边模板采用定制钢模板，宽度为14cm，端模与轨道板弧形角结构一致。模板安装后与轨道板密贴并在四角设有排气孔，模板内侧粘贴透气模板布。端模采用X型加固件及木楔固定。

为保证在灌注自密实混凝土时轨道板不上浮、不侧移，尤其是控制曲线超高段灌注时轨道板位移，需在轨道板压紧装置上安装防侧移装置，现场轨道板防压紧装置设置5道，扣压力直线地段控制在55N·m，曲线段控制在65 N·m，在轨道板顶面和侧面四角安装百分表，对其上浮量及侧向位移数据进行收集。

2.4  自密实混凝土灌注

混凝土搅拌时采用二次投料方式，先向搅拌机投骨料、粉料，搅拌30s后，再加入减水剂、引气剂和拌合水，并继续搅拌180s，总搅拌时间不小于180s。

自密实混凝土采用8m3混凝土罐车运输，当混凝土运至灌注现场时，应使混凝土罐车罐体高速旋转20s～30s方可卸料。

自密实混凝土灌注前，应检测混凝土拌合物的温度、坍落扩张度、T500、含气量等，当混凝土性能符合设计规范要求时方可灌注。自密实混凝土灌注采用轨道板中间孔灌注形式，灌注小料斗高度控制在70cm;灌注大料斗由专人控制出料速度，按照“先快后慢”的原则控制自密实混凝土灌注速度。灌注时间控制在4min～8min，以轨道板4角排气孔出浆骨料均匀为终灌条件，及时下落闸板关闭排气孔。

2.5  揭板试验验证

灌注后12h进行拆模、揭板，检查自密实混凝土外观质量、饱满度、平整度，有无离析、露石、露筋、蜂窝现象;自密实层表面有无松软层;表面有无可见裂纹、明显水纹、泌水现象;切开断面，骨料是否分布均匀，有无骨料堆积、浆骨分离、上下贯通气孔、蜂窝现象;侧面平整，有无空洞、麻面，模板接缝处有无错台。

2.6  工艺性揭板试验总结

通过进行自密实混凝土室内试拌70次、拌合站生产混凝土33次、现场进行了26次灌注及揭板试验数据分析，自密实混凝土的稳定性是揭板试验成败的关键因素：一方面是严格控制混凝土性能指标，经试验证明，混凝土灌注时坍落扩展度为640mm～670mm，T500为3s～5s，含气量为5%～6%时，灌注效果最好;另一方面加强自密实混凝土原材料进场质量控制，严格控制混凝土原材检验，特别是河砂细度模数及含泥量、碎石含泥量及针片状含量、粉料的烧失量和细度（比表面积）、外加剂的性能，必须检验合格才能进场，所用原材料的料源要固定，要保证原材料的稳定性。

在混凝土各项指标相同的条件下，灌注施工工艺对自密实混凝土揭板试验的效果有一定的影响。自密实混凝土采用中间孔单点灌注;为降低灌注速度，使板腔内空气充分排出，减少工艺性气泡的产生，灌注导管的长度控制在70cm;灌注时间直线板宜控制在4min～8min，曲线板宜控制在5min～8min;灌注时防溢管内混凝土面高出板顶面20cm～25cm;排气孔出浆骨料均匀时，方可关闭阀门。在混凝土灌注完成后3小时后撤除灌注管和防溢管，灌注完成6h～8h后松动1/4精调爪，14h后拆除压紧装置。

3  施工注意事项及质量控制要点

3.1  施工注意事项

就自密实混凝土灌注施工质量而言，首先把好原材料进场质量检验关，对每批进场砂石料的细度模数、含泥量、针片状含量进行检测，确保原材料质量相对稳定。自密实混凝土灌注前，检测混凝土性能技术指标满足相关要求，检查轨道板四周封边模板情况，要严密不漏浆。轨道板压紧防侧移装置安装牢固，压杠两侧同时扣压，扣压力矩要保持一致。灌注前轨道板板腔润湿时，要掌握好润湿程度和技巧，既要保证轨道板底润湿均匀又要确保无积水，不影响灌注混凝土的性能。灌注时通过调节灌注大料斗阀门改变灌注速度，保持连续下料，避免从灌注小料斗处带入空气。

3.2  离缝现象控制

（1）控制原材料质量，确保原材料进场质量相对稳定。（2）灌注自密实混凝土前，板底润湿充分但不能有积水。（3）严格检查混凝土性能，控制混凝土入模状态。（4）在自密实混凝土初凝后终凝前适时拆除轨道板精调支座。

3.3  软弱层现象控制

（1）扎实做好线外试验，确定合理的施工配合比（掺入合适粘度改性材料;减水剂采用“先消后引”工艺;控制混凝土扩展度）。（2）做好混凝土性能检测工作，加强混凝土出机后、入模前的性能检测。（3）控制混凝土灌注节奏，使混凝土中的游离气体有足够的时间排出。

3.4  泌水现象控制

（1）灌注自密实混凝土前，板底润湿充分但不能有积水，更不能往混凝土内加水。（2）控制混凝土配合比中减水剂掺量。（3）已经出现离析的混凝土不得使用。

4  结束语

通过试验研究，掌握自密实混凝土原材料质量的控制要求，确定轨道板自密实混凝土灌注工艺，牢记各项规范指标，熟练操作规程和步骤，从一定程度上有效控制混凝土施工缺陷。

参考文献：

[1] Q/CR 596-2017.高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土[S].

[2] 谭盐宾，谢永江，李化建等.高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土性能研究[J].铁道建筑，2015（1））：132～136.