摘要：水泥瀝青砂漿是一種利用水泥吸水后水化加速乳化瀝青破乳，由水泥水化物和瀝青裹砂形成的立體網(wǎng)絡(luò)。它以乳化瀝青和水泥這兩種性質(zhì)差異很大的材料作為結(jié)合料，其剛度和強(qiáng)度比普通瀝青混凝土高，但是比水泥混凝土低。其特點(diǎn)在于剛?cè)岵?jì)，以柔性為主，兼具剛性。

關(guān)鍵詞：無(wú)砟軌道；瀝青乳液；灌板試驗(yàn)；攪拌速度；施工溫度

中圖分類(lèi)號(hào)：U214.7+5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

水泥瀝青砂漿是高速鐵路CRTS型板式無(wú)砟軌道的核心技術(shù)，是一種由水泥、乳化瀝青、細(xì)骨料、水和多種外加劑等原材料組成，經(jīng)水泥水化硬化與瀝青破乳膠結(jié)共同作用而形成的一種新型有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合材料。水泥瀝青砂漿是一種利用水泥吸水后水化加速乳化瀝青破乳，由水泥水化物和瀝青裹砂形成的立體網(wǎng)絡(luò)。它以乳化瀝青和水泥這兩種性質(zhì)差異很大的材料作為結(jié)合料，其剛度和強(qiáng)度比普通瀝青混凝土高，但是比水泥混凝土低。其特點(diǎn)在于剛?cè)岵?jì)，以柔性為主，兼具剛性。水泥瀝青砂漿填充于厚度約為50mm的軌道板與混凝土底座之間，作用是支承軌道板、緩沖高速列車(chē)荷載與減震等作用，其性能的好壞對(duì)板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的平順性、耐久性和列車(chē)運(yùn)行的舒適性與安全性以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本等有著重大影響。

板式無(wú)砟軌道是一種適用高速鐵路發(fā)展的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)，它比有砟軌道具有更加良好、穩(wěn)定的軌道結(jié)構(gòu)，且運(yùn)營(yíng)的維護(hù)工作量和維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于有砟軌道。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家輪軌式高速鐵路越來(lái)越多采用板式軌道。板式軌道結(jié)構(gòu)主要由軌道板、水泥瀝青砂漿彈性墊層、混凝土底座、凸形擋臺(tái)及鋼軌扣件等構(gòu)成。

CA砂漿是板式軌道的關(guān)鍵組成部分，它是由專(zhuān)用瀝青乳液、水泥、摻合材料、細(xì)骨料、水、鋁粉等材料在常溫下經(jīng)摻合制成的，其性能好壞直接影響到板式無(wú)砟軌道使用的耐久性與維護(hù)工作量。在國(guó)外，研究發(fā)展板式軌道較早的有日本、英國(guó)、美國(guó)、意大利、原蘇聯(lián)等國(guó)家，并以日本為代表，至2001年，日本1952km新干線投入營(yíng)業(yè)，其中1400多千米為雙軌板式軌道。在我國(guó)，2002年建成投入運(yùn)營(yíng)的秦沈客運(yùn)專(zhuān)線在狗河、雙何橋兩座特大橋上采用了板式軌道結(jié)構(gòu)，使用了國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的 CA砂漿及日本進(jìn)口的CA砂漿。試驗(yàn)表明，前者與后者在含氣量、流動(dòng)度與耐久性、抗凍性等性能還存在相當(dāng)大的差距。針對(duì)上述問(wèn)題，對(duì)自主開(kāi)發(fā)CA砂漿的性能進(jìn)行了研究。

瀝青乳液是CA砂漿最重要的組成材料，瀝青乳液直接決定CA砂漿的拌合試驗(yàn)成功與否，在性能上對(duì)可工作時(shí)間、沁水率、材料分離度、早期抗壓強(qiáng)度、抗凍性及耐候性有顯著影響，瀝青乳液的配合比例要根據(jù)乳液特點(diǎn)由試驗(yàn)確定。干料是一種用于配制高速鐵路軌道路基和道床的板式無(wú)砟軌道用CA砂漿的建筑材料，主要由水泥、細(xì)砂、粉煤灰、膨脹劑和外加劑組成。具有提高CA砂漿的流動(dòng)性、密實(shí)性，減少砂漿的泌水和離析，增強(qiáng)抗折、抗壓強(qiáng)度、增加抗沖擊性和耐磨性，使CA砂漿成品不分層，提高CA砂漿耐久性等特性。且使工業(yè)廢棄混合物料得到充分利用，節(jié)約了礦產(chǎn)資源，改善了生態(tài)環(huán)境。可以說(shuō)，板式軌道的關(guān)鍵是CA砂漿，CA砂漿的核心是瀝青乳液與干粉，它們的質(zhì)量好壞決定CA砂漿質(zhì)量和板式軌道應(yīng)用的成敗。

攪拌速度及時(shí)間對(duì)CA砂漿性能的影響也非常明顯，在進(jìn)行CA砂漿拌合時(shí)攪拌速度及時(shí)間的控制很重要，攪拌速度及時(shí)間則主要影響CA砂漿的含氣量、抗壓強(qiáng)度及彈性模量。CA砂漿含氣量隨攪拌速度的增大及攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增大。含氣量的標(biāo)準(zhǔn)值為8%～12%，相應(yīng)要求的攪拌速度及攪拌時(shí)間分別在100～140r/min及3～6min之間。因此，CA砂漿最適宜的攪拌速度及攪拌時(shí)間分別為120r/min及5min。

在正式灌板作業(yè)前，一定要做多次的灌板試驗(yàn)，在完全驗(yàn)證了配合比和掌握了灌板工藝后，才能進(jìn)行線路灌板。灌板試驗(yàn)，當(dāng)取得經(jīng)驗(yàn)后，要連續(xù)灌注5塊以上的板并邀請(qǐng)砂漿灌注專(zhuān)家進(jìn)行揭板評(píng)估。主要考查砂漿的均勻性、充盈度、氣泡、起皮、分層等。在砂漿的灌注作業(yè)中，當(dāng)中轉(zhuǎn)罐運(yùn)至灌板作業(yè)點(diǎn)位時(shí)，可把中轉(zhuǎn)罐放置在固定的架子上，也可吊在空中，人力穩(wěn)定中轉(zhuǎn)罐，進(jìn)行灌注作業(yè)。打開(kāi)中轉(zhuǎn)罐卸料閥門(mén)，在緩慢打開(kāi)輸料端灌注閥門(mén)，使中轉(zhuǎn)罐中的砂漿徐徐地連續(xù)注入灌注PVC管中，并隨時(shí)觀察灌注孔內(nèi)砂漿的液面高度，灌注的節(jié)奏是慢→快→慢。當(dāng)邊角處的排氣孔中正常的砂漿排出，且灌注孔液面高度高于軌道板底高度10-15cm時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)，停止灌注，并在軌道板寬接縫處記錄灌板結(jié)束時(shí)間。需要注意的是，當(dāng)砂漿從排氣孔溢出時(shí)，不要及時(shí)封堵，待流出正常砂漿，且是滿斷面外溢時(shí)，用塞子封堵。砂漿灌注完成后，待灌注孔和觀察孔處砂漿硬化到干稠狀態(tài)時(shí)，用勺子將多余的砂漿舀出，使得砂漿面到軌道板面的差在15cm左右。

在水泥瀝青砂漿施工中，要求灌板時(shí)施工溫度在一定的范圍內(nèi)才能進(jìn)行施工作業(yè)。國(guó)家及行業(yè)規(guī)范規(guī)定如下： （1）砂漿攪拌車(chē)上必須有能自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境溫度和水泥瀝青砂漿成品料溫度，并自動(dòng)存儲(chǔ)在每次生產(chǎn)的記錄中。（2）為了保證有足夠的施工時(shí)間和適宜的工作性，新拌制的水泥瀝青砂漿溫度應(yīng)控制在5℃～35℃；灌注時(shí)的環(huán)境溫度應(yīng)大于4℃，并且未來(lái)24小時(shí)內(nèi)的環(huán)境溫度不得低于2℃；（3）當(dāng)預(yù)測(cè)到灌注后未來(lái)24小時(shí)環(huán)境最低溫度大于-3℃時(shí)，可以不采取任何附加措施。（4）如果預(yù)測(cè)到灌注后24小時(shí)內(nèi)空氣的最低氣溫達(dá)-5℃，則軌道板在墊層灌漿后應(yīng)用保溫薄膜進(jìn)行覆蓋，如果預(yù)測(cè)到灌漿后未來(lái)24小時(shí)的最低溫度低于-5℃時(shí)，就應(yīng)放棄墊層砂漿的施工。（5）如果在灌漿后預(yù)見(jiàn)到未來(lái)24小時(shí)的環(huán)境溫度會(huì)低于預(yù)測(cè)的環(huán)境最低溫度時(shí)，則就對(duì)灌漿后的軌道板用多層保溫薄膜進(jìn)行覆蓋。

正常情況下，只要灌板存在缺陷必須揭板重新灌注。但當(dāng)板的缺陷很小或已經(jīng)鋪軌無(wú)法揭板時(shí)，也可依據(jù)實(shí)際情況對(duì)缺陷板進(jìn)行修補(bǔ)。砂漿的缺陷一般是在軌道板超高側(cè)砂漿與軌道板連接處有明細(xì)的縫隙，再者是在軌道板的邊角處砂漿為填滿，造成了砂漿不飽滿等。板與砂漿留有空隙灌板后容易產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷應(yīng)當(dāng)有下列兩種。一般地說(shuō)：在軌道板邊角部砂漿未能流到位，面積不大時(shí)，板與砂漿留有空隙，縫隙深度小于30cm時(shí)，且能夠進(jìn)行鑿除操作，可進(jìn)行補(bǔ)灌。補(bǔ)灌時(shí)先要對(duì)不飽滿的砂漿層進(jìn)行鑿除，鑿除的深度不能太淺，一般要在10cm以上。鑿除后使砂漿面成齊平狀，不得使新舊砂漿層產(chǎn)生疊加現(xiàn)象。鑿除完成后，用高壓水槍或高壓風(fēng)對(duì)鑿除的砂漿面進(jìn)行清理。在灌板24小時(shí)后，且砂漿達(dá)到2Mpa左右拆模，鏟掉板外多余的砂漿，用砂輪磨平。在灌板后要使得新舊砂漿連接密貼，飽滿且無(wú)氣泡。缺陷板修復(fù)的關(guān)鍵點(diǎn)：（1）對(duì)缺陷砂漿的鑿除深度應(yīng)在10cm以上，否則在荷載的作用下會(huì)脫落。（2）必需清除粘結(jié)面。（3）灌漿槽必需設(shè)在缺陷最深處。（4）在砂漿灌注和前硬化期(2Mpa)內(nèi)不得撓動(dòng)。

水泥乳化瀝青砂漿已逐漸成為板式無(wú)砟軌道道床材料的最佳選擇。

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