以河砂为骨料的自密实RPC用于CRTSⅢ型板式无砟轨道调整层的可行性研究

马麟

（四川铁道职业学院，四川 成都 611732）

1 CRTSⅢ型板式无砟轨道调整层现状

CRTSⅢ型板式无砟轨道是我国具有自主知识产权的高速铁路无砟轨道结构，先后应用在郑西、成灌、武汉城市圈城际铁路、盘营、西宝、沈丹、郑徐、京沈高铁[1]。其吸收了CRTSⅠ型板式、CRTSⅡ型板式无砟轨道的技术特点，并采用自密实混凝土（以下简称SCC）取代水泥乳化沥青砂浆（以下简称CA 砂浆）作调整层。SCC 相对于CA 砂浆有耐久性和经济性的优势，同时施工和养护维修都更加便捷。

CRTSⅢ型板式无砟轨道下部为带凹槽结构的底座，使用C35 混凝土；上部是带挡肩的轨道板，有P5600、P5350、P4925、P4856 几种规格，使用C60 混凝土预制，并设置“门”型钢筋；底座上使用聚丙烯非织造土工布用作隔离层。施工时，对轨道板定位后即开始SCC 的浇筑工作。

目前，《高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术条件》（铁总科技〔2013〕125 号）对填充层SCC 的拌合物性能和硬化体性能作了要求，即在满足自流平的情况下，达到C40 混凝土的性能。

通过对前述线路的检查、养护，发现SCC 层存在以下病害：一是与轨道板和底座板（隔离层）产生离缝；二是自身的开裂、掉块、剥落等。这使得对SCC 调整层的改良具有深远意义，而自密实活性粉末混凝土（以下简称自密实RPC）以其优良的性能为改良当前使用的SCC 提供了一种思路。

2 使用原材料

本文实验采用是四川安县中联水泥厂生产的P.O42.5R 普通硅酸盐水泥；用振动磨制备4 种细度的粉煤灰；选用普林斯公司的灰白色微硅粉；通过筛分实验得到河砂粒径分布见图1；使用KS-JS50 型聚羧酸高性能减水剂；钢纤维为表面镀铜的微丝钢纤维。

图1 河砂粒径

3 实验方法和配合比

（1）流动度测试方法：使用截锥圆模，高60mm，上口内径70mm，下口内径100mm。拌好胶砂后倒入圆模，将高出胶砂刮掉并抹平，垂直向上提起，待胶砂流动稳定后测量互相垂直的两个方向的直径，单位cm。

（2）强度测试方法：标准养护7d 和14d，参照《水泥胶砂强度检验方法》测试抗压强度、抗折强度。

（3）配合比：其他原料以水泥质量为基准，保证减水剂与胶凝材料的配合比0.015 不变，硅灰/水泥掺量在0.1-0.2 变化，粉煤灰/水泥掺量在0.25-0.35 变化，河砂砂胶比在1.6-2.4 变化，水胶比在0.26-0.34 变化，钢钎维体积掺量从0-0.025变化。

4 试验结果

4.1 硅灰掺量对流动度和强度的影响

图2 不同硅灰掺量下自密实RPC 的流动度和强度

如图2所示，随着硅灰掺量的增加，流动性先增大再减小，但均在250mm 以上，保水性和粘聚性同样较好，满足且优于SCC 的工作性能。强度在基准配合比附近时较高，在硅灰掺量过高或过低时强度均开始明显下降。在硅灰掺量较多时，7d 强度发展更快，这与硅灰早期主要发挥填充效果有关。

4.2 粉煤灰掺量对流动度和强度的影响

图3 不同粉煤灰掺量下自密实RPC 的流动度和强度

如图3所示，粉煤灰掺量变化对流动度造成的影不大，主要因其外形、结构的减水性和较小细度带来的大需水性相互影响有关。其强度在与水泥掺量比为0.28 时出现最大值；在掺量较小时，随掺量增加，填充效应起主要作用；在掺量较大后，滞后的二次反应使强度有所降低。

4.3 砂胶比对流动度和强度的影响

图4 不同砂胶比下自密实RPC 的流动度和强度

如图4所示，流动度随砂胶比的增大而减小，因为起到流动作用的主要是胶凝材料浆体。抗压、抗折强度总体随着砂胶比的增而降低，一是因为河砂在常温下并不具备火山灰活性，作为骨料仅仅起着填充作用；二是根据多组分混凝土配合比理论，混凝土强度主要由胶凝材料用量决定。

4.4 水胶比对流动度和强度的影响

图5 不同水胶比下自密实RPC 的流动度和强度

如图5所示，水胶比越大，流动性越好，强度越低。

4.5 钢纤维掺量对流动度和强度的影响

图6 不同钢纤维掺量下自密实RPC 的流动度和强度

如图6所示，掺量较低时，钢纤维能引入气泡，提高流动性；同时掺量较大所产生的纤维搭接现象又会阻碍自密实RPC 的流动效果。钢纤维掺量对自密实RPC 的影响主要体现在力学性能上，随着钢纤维掺量的增加，强度提高。

5 结论及展望

（1）使用河砂的自密实RPC 在流动性和强度方面较当前使用的SCC 具有明显优势，满足现行的CRTSⅢ型板式无砟轨道调整层施工工艺，具有一定的可行性；

（2）粉煤灰、硅灰有一个最适宜掺量，使得工作性和力学性能达到最优；水胶比可以在保证流动度的情况下尽量小；砂胶比理论上越小越好，但要综合考虑工程经济性；钢纤维掺量的增加能提高强度，但会增加配制难度。

（3）还需要对耐久性能、收缩性能等作进一步研究。