尹曉文，傅 強(qiáng)，董傳卓，趙長(zhǎng)勇，楊 建，高 源

（1．青島理工大學(xué)（臨沂）土建工程系，山東臨沂 273400；2．中南大學(xué)土木工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410075）

干濕循環(huán)對(duì)CA砂漿力學(xué)性能影響的試驗(yàn)研究

尹曉文1，傅 強(qiáng)2，董傳卓1，趙長(zhǎng)勇1，楊 建1，高 源1

（1．青島理工大學(xué)（臨沂）土建工程系，山東臨沂 273400；2．中南大學(xué)土木工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410075）

采用CSS8810－100KN電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同干濕循環(huán)等級(jí)的CA砂漿試件進(jìn)行了單軸壓縮試驗(yàn)，獲得了相關(guān)力學(xué)性能指標(biāo)隨干濕循環(huán)等級(jí)的變化規(guī)律。結(jié)果表明：CA砂漿具有較強(qiáng)的韌性，其應(yīng)力－應(yīng)變曲線分為初始?jí)好?、彈性變形、塑性變形和?yīng)變軟化4個(gè)階段；峰值應(yīng)力、彈性模量、破壞能隨干濕循環(huán)等級(jí)的增加，先增大后減小，割線模量隨軸向應(yīng)變的增加先增大后減小，其主要影響因素為初期干濕循環(huán)使CA砂漿中未水化水泥進(jìn)一步水化，砂漿結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，后期干濕循環(huán)導(dǎo)致微缺陷的產(chǎn)生和擴(kuò)展；塑性功整體隨循環(huán)等級(jí)的增加逐漸減小，干濕循環(huán)損害了CA砂漿的減振性能。通過(guò)數(shù)據(jù)變換得到了CA砂漿各力學(xué)性能指標(biāo)與自變量之間的函數(shù)關(guān)系，為研究成果在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供了便利。

CA砂漿；干濕循環(huán)；應(yīng)力－應(yīng)變；力學(xué)性能指標(biāo)；函數(shù)關(guān)系

1 研究背景

板式無(wú)砟軌道是高速鐵路廣泛采用的一種軌道結(jié)構(gòu)形式。水泥乳化瀝青砂漿，作為板式無(wú)砟軌道幾何狀態(tài)調(diào)整、彈性減震的充填層材料，隨著高速鐵路的快速建設(shè)得到了廣泛應(yīng)用［1－2］。水泥乳化瀝青砂漿（cement and asphalt mortar，簡(jiǎn)稱CA砂漿或CAM）是由水泥、乳化瀝青、砂、水和多種外加劑經(jīng)水泥水化硬化和乳化瀝青破乳膠結(jié)形成的一種有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合材料，分Ⅰ型CA砂漿和Ⅱ型CA砂漿。Ⅰ型砂漿的水泥和瀝青用量相當(dāng)，水泥在瀝青構(gòu)筑的環(huán)境中水化，瀝青乳液在水泥的堿性環(huán)境中破乳凝結(jié)。一般認(rèn)為，Ⅰ型砂漿的早期強(qiáng)度來(lái)源于瀝青乳液破乳凝結(jié)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而水泥和砂作為其填充骨料，后期強(qiáng)度來(lái)源于水泥繼續(xù)水化，產(chǎn)物間搭接形成的無(wú)機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Ⅱ型砂漿以無(wú)機(jī)材料為主，其顯微結(jié)構(gòu)的形成起始于水泥水化，水泥水化產(chǎn)物相互搭接形成剛性骨架，乳化瀝青破乳釋放水分使水泥進(jìn)一步水化，生成更多水化產(chǎn)物而使結(jié)構(gòu)密實(shí)［3－4］。

日本是世界上對(duì)CA砂漿研究最早的國(guó)家，從上世紀(jì)60年代開(kāi)始，日本結(jié)合新干線建設(shè)需求和自身環(huán)境特點(diǎn)對(duì)CA砂漿的工作性能、常規(guī)力學(xué)性能、施工工藝、耐久性和耐候性等進(jìn)行了研究，并提出了相關(guān)技術(shù)指標(biāo)［5－7］。CA砂漿在我國(guó)已有近10年的使用歷史，相關(guān)的理論研究也漸趨成熟。國(guó)內(nèi)相關(guān)專家根據(jù)CA砂漿在實(shí)際工程中的應(yīng)用情況，對(duì)CA砂漿的物理化學(xué)性能進(jìn)行了大量研究，如吸水性、流變性、膨脹性、抗凍性等，通過(guò)進(jìn)行不同配比的對(duì)比試驗(yàn)，探明各組分對(duì)CA砂漿物理性能的影響程度，確定理想的CA砂漿配合比［8－10］；根據(jù)CA砂漿在高緯度地區(qū)使用時(shí)出現(xiàn)的凍融破壞，胡曙光、胡華鋒等［11－12］通過(guò)摻加外加劑，利用凍融試驗(yàn)研究了CA砂漿的凍融破壞機(jī)理，提出了改進(jìn)CA砂漿抗凍性的技術(shù)措施。

作為板式無(wú)砟軌道緩沖、減震的結(jié)構(gòu)材料，CA砂漿的力學(xué)性能必然對(duì)板式無(wú)砟軌道的安全性、耐久性起重要作用。在實(shí)際工程中，CA砂漿除了承受上部軌道板的恒定壓力外，列車(chē)間斷性通過(guò)對(duì)CA砂漿產(chǎn)生的動(dòng)載也是CA砂漿力學(xué)研究中必須考慮的重要因素。王發(fā)洲，曾曉輝等［13－15］通過(guò)試驗(yàn)研究了CA砂漿的抗壓強(qiáng)度和疲勞特性，并建立了CA砂漿力學(xué)性能與應(yīng)變率效應(yīng)的定量關(guān)系。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于CA砂漿力學(xué)性能的研究缺乏對(duì)干濕循環(huán)因素的探討，而CA砂漿長(zhǎng)期暴露于自然環(huán)境條件下，風(fēng)雨日曬的循環(huán)作用必然對(duì)其力學(xué)性能造成一定損失。本文作者采用自制CA砂漿試件，基于干濕循環(huán)試驗(yàn)，研究了CA砂漿抗壓強(qiáng)度的劣化特征，分析了各種力學(xué)指標(biāo)隨干濕循環(huán)等級(jí)的變化規(guī)律，并建立了力學(xué)指標(biāo)與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系式。

2 試驗(yàn)方法

2．1 干濕循環(huán)試驗(yàn)

干粉料為湖南盛林建材科技有限公司生產(chǎn)的水泥乳化瀝青干粉料，細(xì)骨料最大粒徑＜1．18 mm，24 h體積膨脹率為1．45%，1 d抗壓強(qiáng)度為6．75 MPa；SBS改性陽(yáng)離子乳化瀝青，固含量為62．1%；水為自來(lái)水。乳化瀝青∶干料∶水∶消泡劑＝480∶1 100∶75∶1。經(jīng)測(cè)試，各種性能指標(biāo)均滿足《客運(yùn)專線鐵路CRTS I型板式無(wú)砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術(shù)條件》。

采用自制PVC管內(nèi)套硬質(zhì)塑料膜成型CA砂漿試件，試件尺寸為?50 mm×70 mm，澆注好的CA砂漿試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)24h后拆模，用切割機(jī)切割成?50 mm×50 mm的試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)28 d后，將CA砂漿試件放入水槽中，進(jìn)行吸濕2 d、自然風(fēng)干2 d的干濕循環(huán)試驗(yàn)，分別測(cè)試循環(huán)次數(shù)m＝0，10，20，40，60，80，100的CA砂漿試件力學(xué)性能。CA砂漿試件如圖1所示。

圖1 CA砂漿試件Fig．1 CA mortar specimens

2．2 力學(xué)性能試驗(yàn)

采用CSS8810－100KN電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同循環(huán)等級(jí)的CA砂漿試件進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，如圖2所示。采用控制應(yīng)變方式加載，加載速率為1 mm／min，初始加載階段平均每隔0．4 s采集一次應(yīng)力和應(yīng)變，峰值應(yīng)力后平均每隔0．8 s采集一次應(yīng)力和應(yīng)變。每組測(cè)試3個(gè)試件，以試件力學(xué)指標(biāo)的平均值作為最終試驗(yàn)結(jié)果。正式加載前，為防止上下壓盤(pán)的滑動(dòng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成偏差，在試件上下面分別墊一層手帕紙，并以0．05 MPa的壓力預(yù)壓3次，使試件與加載部件接觸良好。

圖2 CSS8810－100KN電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)Fig．2 Electronic universal testingmachine CSS8810－100KN

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3．1 應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系

CA砂漿的應(yīng)力－應(yīng)變曲線如圖3所示。由圖3可以看出，CA砂漿的應(yīng)力－應(yīng)變曲線具有初始?jí)好?、彈性變形、塑性變形和?yīng)變軟化4個(gè)階段，初始?jí)好茈A段隨循環(huán)等級(jí)的增加而越發(fā)明顯，這與干濕循環(huán)導(dǎo)致CA砂漿內(nèi)部微缺陷的形成密切相關(guān)。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到極限應(yīng)力的85%～90%時(shí)，CA砂漿進(jìn)入塑性變形階段。

圖3 不同循環(huán)等級(jí)CA砂漿的應(yīng)力－應(yīng)變曲線Fig．3 Stress-strain curves of CA mortar under different cycle levels

CA砂漿是一種典型的黏彈性材料，其應(yīng)力－應(yīng)變曲線與瀝青混合料等黏彈性材料具有一定的相似性，與普通水泥砂漿具有較大差別。在峰值應(yīng)力后，CA砂漿強(qiáng)度降低緩慢，應(yīng)變達(dá)到9%時(shí)結(jié)構(gòu)并沒(méi)有完全破壞，仍具有75%左右的承載能力，表現(xiàn)出較強(qiáng)的韌性和應(yīng)力硬化性能，這與CA砂漿的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。對(duì)于水泥與瀝青用量相當(dāng)?shù)蘑裥虲A砂漿，空間結(jié)構(gòu)以乳化瀝青破乳凝結(jié)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為主，水泥水化的無(wú)機(jī)產(chǎn)物對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行填充，其最終強(qiáng)度主要由水泥水化產(chǎn)物提供，但在單軸壓力作用下，CA砂漿處于縱向受壓、橫向受拉的應(yīng)力狀態(tài)，峰值應(yīng)力后，瀝青網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并未完全受到破壞，其對(duì)橫向拉力的發(fā)展具有強(qiáng)烈的約束作用，并且隨著軸向應(yīng)變的持續(xù)增加，CA砂漿與上下壓盤(pán)的接觸面積也逐漸增大，這2種情況致使CA砂漿在峰值應(yīng)力后仍具有較高的殘余強(qiáng)度，表現(xiàn)出良好的韌性和延展性。

CA砂漿的應(yīng)力－應(yīng)變曲線可以用式（1）進(jìn)行擬合，擬合結(jié)果如表1所示。

表1 應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系擬合結(jié)果Table 1 Fitting results of stress-strain relation

3．2 峰值應(yīng)力與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系

由圖4可知，峰值應(yīng)力在前20次干濕循環(huán)內(nèi)隨循環(huán)等級(jí)逐漸增加，而后呈降低趨勢(shì)，前20次干濕循環(huán)內(nèi)峰值應(yīng)力增加了6．75%。分析認(rèn)為，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d后，CA砂漿中存在未水化的水泥，在吸濕過(guò)程中，吸入水分不斷與未水化水泥進(jìn)行反應(yīng)，生成更多水化產(chǎn)物，使CA砂漿變得更加密實(shí)，并且隨著水化產(chǎn)物的增多，部分針狀或絮狀生成物與瀝青膜相互滲透交織在一起，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也隨之增大。為了驗(yàn)證分析的正確性，忽略短期循環(huán)過(guò)程中CA砂漿的質(zhì)量損失，對(duì)前20次干濕循環(huán)過(guò)程中CA砂漿的吸、失水率進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如圖5所示。前10次干濕循環(huán)的平均吸水率為1．208%，而失水率為1．083%，前20次干濕循環(huán)內(nèi)的平均吸水率為1．17%，而失水率卻只有1．015%，表明初期干濕循環(huán)內(nèi)水泥水化反應(yīng)在不斷進(jìn)行。

圖4 峰值應(yīng)力與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系Fig．4 Relation between peak stress and cycle level

圖5 含水率與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系Fig．5 Relation between moisture and cycle level

隨著干濕循環(huán)的持續(xù)進(jìn)行，干縮與濕脹變形產(chǎn)生的應(yīng)力將會(huì)對(duì)CA砂漿自身的強(qiáng)度產(chǎn)生損害，并在瀝青網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與水泥水化產(chǎn)物、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與細(xì)砂之間的軟弱界面形成應(yīng)力集中區(qū)，導(dǎo)致微孔隙和微裂縫的形成，且隨干濕循環(huán)的不斷進(jìn)行，CA砂漿的內(nèi)部損害程度逐漸增大，導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度逐漸降低。當(dāng)微缺陷擴(kuò)展到一定程度后，干縮與濕脹變形得到一定的發(fā)展空間，在CA砂漿內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)減小，微缺陷進(jìn)一步擴(kuò)展的程度便會(huì)降低，宏觀表現(xiàn)為CA砂漿抗壓強(qiáng)度減小的速率趨于穩(wěn)定。

由圖4可以看出，峰值應(yīng)力與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系很難進(jìn)行數(shù)學(xué)定義。為了建立兩者之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，本文以σp0表示循環(huán)等級(jí)為0的CA砂漿峰值應(yīng)力，m表示循環(huán)等級(jí)，通過(guò)數(shù)據(jù)變換得到σp／（m σp0）與m的關(guān)系，如圖6所示，并可用公式（2）進(jìn)行表達(dá)。

圖6 σp／（m·σp0）與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系Fig．6 Relation between σp／（m·σp0）and m

σp／（mσp0）與m數(shù)學(xué)關(guān)系式為

式中：a2＝0．009 5；b2＝0．181 5；c2為峰值應(yīng)力的干濕循環(huán)敏感因子，c2＝1／14．751 7，復(fù)相關(guān)系數(shù)R2＝0．995 6。

3．3 彈性模量與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系

彈性模量反映材料的變形恢復(fù)能力，彈性模量越高，材料的抗變形能力越強(qiáng)。以30%～50%峰值應(yīng)力之間直線的斜率作為CA砂漿的彈性模量，其隨循環(huán)等級(jí)的變化規(guī)律如圖7所示。

CA砂漿彈性模量隨循環(huán)等級(jí)的變化規(guī)律與峰值應(yīng)力相似，在前20次干濕循環(huán)內(nèi)，增加了10．39%，之后隨循環(huán)等級(jí)的增加，彈性模量逐漸減小，最后趨于穩(wěn)定。通過(guò)相關(guān)的理論研究［16］，對(duì)于水泥瀝青膠凝材料，A／C（瀝青／水泥）越小，其彈性模量越大，因此在前20次干濕循環(huán)內(nèi)，隨循環(huán)的進(jìn)行，水泥水化產(chǎn)物不斷增多，CA砂漿彈性模量相應(yīng)增大，CA砂漿的抗變形能力增強(qiáng)；隨干濕循環(huán)的持續(xù)進(jìn)行，CA砂漿內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐漸遭到損害，抗變形能力減弱，彈性模量隨之減小，與峰值應(yīng)力變化的原因類似，彈性模量的衰減速率逐漸減慢。

圖7 彈性模量與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系Fig．7 Relation between lastic modulus and cycle level

為了建立有效描述彈性模量隨干濕循環(huán)等級(jí)變化的數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)式，對(duì)彈性模量進(jìn)行與峰值應(yīng)力相似的數(shù)學(xué)變換，結(jié)果如圖8所示，數(shù)學(xué)表達(dá)式為式（3）。

圖8 E／（m·E0）與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系Fig．8 Relation between E／（m·E0）and m

E／（m·E0）與m的數(shù)學(xué)關(guān)系式為：

其中：E0為循環(huán)等級(jí)為0次時(shí)的彈性模量；a3＝0．008 7；b3＝0．202 3；c3為彈性模量的干濕循環(huán)敏感因子，c3＝1／14．131 5，復(fù)相關(guān)系數(shù)R2＝0．996 4。

3．4 割線模量與軸向應(yīng)變的關(guān)系

定義割線模量Es為應(yīng)力－應(yīng)變曲線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，其隨軸向應(yīng)變的變化規(guī)律如圖9所示。在相等應(yīng)變條件下，割線模量越大，CA砂漿抗壓強(qiáng)度越高；割線模量峰值后的下降速率代表了CA砂漿的脆性程度，下降速率越快，CA砂漿脆性越大，相反，韌性越強(qiáng)。由圖9可以看出，當(dāng)應(yīng)變相同時(shí)，在峰值割線模量之前，前20次干濕循環(huán)內(nèi)，割線模量隨干濕循環(huán)的進(jìn)行而增加，之后逐漸降低；峰值割線模量之后，峰值割線模量越高，下降速率越明顯，說(shuō)明水泥水化產(chǎn)物的增多增強(qiáng)了CA砂漿的脆性。

為了有效表達(dá)割線模量與軸向應(yīng)變的關(guān)系，以Es／ε作為函數(shù)，ε作為自變量，兩者之間的關(guān)系如圖10所示，關(guān)系式為式（4）。

圖9 不同循環(huán)等級(jí)割線模量與軸向應(yīng)變的關(guān)系Fig．9 Relation between secantmodulus and axial strain of specimens under different cycle levels

圖10 不同齡期Es／ε與ε的關(guān)系Fig．10 Relation between Es／εandεof specimens of different ages

式中：c4為割線模量的軸向應(yīng)變敏感因子。a4，b4，c4的擬合值如表2所示。

表2 a4，b4，c4的擬合值Table 2 Fitting results of a4，b4，c4

3．5 破壞能、塑性功與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系

應(yīng)力－應(yīng)變曲線包圍的面積表征材料在受力過(guò)程中外力對(duì)其所做的功。定義CA砂漿峰值應(yīng)力前的應(yīng)力－應(yīng)變曲線包圍的面積為CA砂漿的破壞能P，P代表CA砂漿破壞時(shí)所吸收的能量；峰值應(yīng)力后應(yīng)力－應(yīng)變曲線包圍的面積為CA砂漿的塑性功Q，Q代表CA砂漿破壞后的能量吸收能力，表征CA砂漿的阻尼特性。兩者與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系如圖11、圖12所示。

圖11 破壞能與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系Fig．11 Relation between damage power and cycle level

圖12 塑性功與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系Fig．12 Relation between p lastic work and cycle level

式中：P0為循環(huán)等級(jí)是0次時(shí)的破壞能；a5＝0．008 4；b5＝0．185 2；c5為破壞能的干濕循環(huán)敏感因子，c5＝1／15．453 9，復(fù)相關(guān)系數(shù)R2＝0．998 4。

破壞能在前20次干濕循環(huán)內(nèi)逐漸增加，之后迅速減小，減小速率漸趨穩(wěn)定。前20次干濕循環(huán)中，水泥水化產(chǎn)物的增加提高了CA砂漿的強(qiáng)度，破壞時(shí)外力所做的功增加，隨著干濕循環(huán)不斷進(jìn)行，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷致使CA砂漿在較小的外力功下便發(fā)生破壞。塑性功的變化規(guī)律不明顯，整體呈下降趨勢(shì)，表明干濕循環(huán)的發(fā)生降低了CA砂漿的阻尼特性，在實(shí)際工程中，不利于CA砂漿減振性作用的發(fā)揮，容易造成噪音污染。

通過(guò)數(shù)據(jù)變換可以建立破壞能、塑性功與循環(huán)等級(jí)的數(shù)學(xué)關(guān)系式，如圖13、圖14所示，數(shù)學(xué)關(guān)系如式（5）、式（6）所示，相應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系式為

式中：Q0為循環(huán)等級(jí)是0次時(shí)的塑性功；a6＝0．010 2；b6＝0．175 9；c6為塑性功的干濕循環(huán)敏感因子，c6＝1／14．187 1，復(fù)相關(guān)系數(shù)R2＝0．991 8。

圖13 P／（m·P0）與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系Fig．13 Relation between P／（m·P0）and m

圖14 Q／（m·Q0）與循環(huán)等級(jí)的關(guān)系Fig．14 Relation between Q／（m·Q0）and m

4 結(jié) 論

通過(guò)單軸壓縮試驗(yàn)獲得了CA砂漿在不同干濕循環(huán)等級(jí)下的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系，并分析了相關(guān)力學(xué)性能指標(biāo)的變化特征：

（1）CA砂漿的應(yīng)力－應(yīng)變曲線具有初始?jí)好?、彈性變形、塑性變形和?yīng)變軟化4個(gè)階段，隨干濕循環(huán)等級(jí)的增加，初始?jí)好茈A段越發(fā)明顯；峰值應(yīng)力后，CA砂漿表現(xiàn)出極強(qiáng)的應(yīng)力硬化特征，韌性非常明顯。

（2）峰值應(yīng)力在前20次干濕循環(huán)內(nèi)逐漸增加，之后隨干濕循環(huán)的進(jìn)行逐漸降低。

（3）彈性模量隨干濕循環(huán)先增大后減?。桓罹€模量隨軸向應(yīng)變先增加后減小，但割線模量變化速率隨干濕循環(huán)逐漸減小。

（4）破壞能隨干濕循環(huán)先增加后減小，CA砂漿破壞前吸收能量先增加后減?。凰苄怨﹄S干濕循環(huán)逐漸降低，CA砂漿的減振性能降低，易造成噪音污染。

CA砂漿的服役環(huán)境決定了其任何一種物理力學(xué)性能都不是受某單一因素影響，因此，綜合考慮干濕循環(huán)、時(shí)間溫度敏感性等因素的耦合作用將是未來(lái)CA砂漿理論研究主方向，是筆者下一步工作的目標(biāo)。

［1］ 曾曉輝，鄧德華，謝友均．CRTS I型水泥乳化瀝青砂漿的毛細(xì)吸水特性［J］．西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，46（2）：211－216．（ZENG Xiao-hui，DENG De-hua，XIE You-jun．Capillary Water Absorption Behavior of CA Mortar［J］．Journal of Southwest Jiaotong University，2011，46（2）：211－216．（in Chinese））

［2］ YUTAKA H，SEIICHIT，NORIYUKI I，et al．Development of Cement-asphalt Mortar for Slab Tracks in Cold Climate［J］．Quarterly Report of RTRI（Railway Technical Research Institute），1983，15（1）：62－67．

［3］ 王 濤．高速鐵路板式無(wú)砟軌道CA砂漿的研究與應(yīng)用［D］．武漢：武漢理工大學(xué)，2008．（WANG Tao．Research and Application of CA Mortar in Ballastless Slab Track of High Speed Railway［D］．Wuhan：Wuhan University of Technology，2008．（in Chinese））

［4］ 孔祥明，張艷榮，張敬義，等．新拌水泥瀝青漿體的流動(dòng)性及顯微結(jié)構(gòu)研究［J］．建筑材料學(xué)報(bào)，2011，14（4）：569－575．（KONG Xiang-ming，ZHANG Yan-rong，ZHANG Jing-yi，etal．Investigation on Flowability and Microstructure of Fresh Cement Asphalt Binder［J］．Journal of Building Materials，2011，14（4）：569－575．（in Chinese））

［5］ HARADA Y，TOTTORIS，ITAIN．Developmentof Cement Asphalt Mortar for Slab Tracks in Cold Climate［J］．Quarterly Report of RTRI（Railway Technical Research Institute），1983，15（1）：62－67．

［6］ HARADA Y．Development of Ultrarapid-hardening Cement-Asphalt Mortar for Grouted-Ballast Track Structure［J］．Quarterly Report of RTRI（Railway Technical Research Institute），1976，17（1）：6－11．

［7］ KAZUYOSIO，YOSIO I．Compressive Strength of the CA Mortar and Its Temperature-Susceptibility［J］．Memoirs ofthe Faculty of Technology，1976，10（2）：1－13．

［8］ 王發(fā)洲，王 濤，胡曙光，等．CA砂漿的流變特性［J］．武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2008，41（4）：69－72．（WANG Fa-zhou，WANG Tao，HU Shu-guang，et al．Rheological Behavior of Cement Asphalt Mortar［J］．Engineering Journal ofWuhan University，2008，41（4）：69－72．（in Chinese））

［9］ 曾曉輝，鄧德華，謝友均．CRTS I型水泥乳化瀝青砂漿的毛細(xì)吸水特性［J］．西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，46（2）：211－216．（ZENG Xiao-hui，DENG De-hua，XIE You-jun．Capillary Water Absorption Behavior of CA Mortar［J］．Journal of Southwest Jiaotong University，2011，46（2）：211－216．（in Chinese））

［10］王發(fā)洲，劉志超，胡曙光，等．摻瀝青乳液水泥體系的凝結(jié)時(shí)間對(duì)CA砂漿性能的影響［J］．建筑材料學(xué)報(bào)，2008，11（2）：162－166．（WANG Fa-zhou，LIU Zhi-chao，HU Shu-guang，et al．Influence of Setting Process of Cement System in the Presence of Asphalt Emulsion on the Properties of CAMortar［J］．Journalof Building Materials，2008，11（2）：162－166．（in Chinese））

［11］胡曙光，王 濤，王發(fā)洲，等．CA砂漿抗凍性能的影響因素研究［J］．武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（8）：30－33．（HU Shu-guang，WANG Tao，WANG Fa-zhou，et al．Influence Factors on Freezing and Thawing Durability of Cement Asphalt Mortar［J］．Journal of Wuhan University of Technology，2008，30（8）：30－33．（in Chinese））

［12］胡華鋒，邵丕彥，李海燕．嚴(yán)寒地區(qū)水泥乳化瀝青砂漿的低溫性能及疲勞性能試驗(yàn)研究［J］．中國(guó)鐵道科學(xué)，2011，32（4）：1－7．（HU Hua-feng，SHAO Pi-yan，LIHaiyan．Experimental Study on the Low Temperature Property and Fatigue Property of Cement-Emulsified Asphalt Mortar Used in Severe Cold Region［J］．China Railway Science，2011，32（4）：1－7．（in Chinese））

［13］王發(fā)洲，劉志超．高速鐵路板式無(wú)砟軌道用CA砂漿的疲勞特性［J］．武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（11）：79－81．（WANG Fa-zhou，LIU Zhi-chao．Research on the Fatigue Behavior of CA Mortar Used in Ballastless Slab Track of High Speed Railway［J］．Journal ofWuhan University of Technology，2008，30（11）：79－81．（in Chinese））

［14］王發(fā)洲，劉志超，胡曙光．加載速率對(duì)CA砂漿抗壓強(qiáng)度的影響［J］．北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，34（4）：59－65．（WANG Fa-zhou，LIU Zhi-chao，HU Shu-guang．Influence of Loading Rate on Compressive Strength of CA Mortar［J］．Journal of Beijing University of Technology，2008，34（4）：59－65．（in Chinese））

［15］謝友均，曾曉輝，鄧德華，等．鐵路無(wú)砟軌道水泥乳化瀝青砂漿力學(xué)性能［J］．建筑材料學(xué)報(bào)，2010，13（4）：483－486．（XIE You-jun，ZENG Xiao-hui，DENG De-hua，et al．Mechanical Characteristics of China Railway Track System（CRTS）IType Slab Tracks CA Mortar under Different Strain Rates［J］．Journal of Building Materials，2010，13（4）：483－486．（in Chinese））

［16］劉永亮，孔祥明，鄒 炎，等．水泥瀝青砂漿的靜動(dòng)態(tài)力學(xué)行為［J］．鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，6（3）：1－7．（LIU Yong-liang，KONG Xiang-ming，ZOU Yan，et al．Static and Dynamic Mechanical Behavior of Cement AsphaltMortars［J］．Journal of Railway Science and Engineering，2009，6（3）：1－7．（in Chinese） ）

（編輯：劉運(yùn)飛）

Influence of Drying and Wetting Cycles on the Mechanical Properties of CA Mortar

YIN Xiao-wen1，F(xiàn)U Qiang2，DONG Chuan-zhuo1，ZHAO Chang-yong1，YANG Jian1，GAO Yuan1
（1．Department of Civil Engineering，Qingdao Technological University，Linyi 273400，China；2．School of Civil Engineering，Central South University，Changsha 410075，China）

Uniaxial compression test on CA（cement-asphalt）mortar specimens in different drying and wetting cycle levels is carried out by using CSS8810-100KN electronic universal testing machine．The variation ofmechanical property indicators against drying and wetting cycle level is obtained．Results show that CAmortar has strong toughness，and it’s stress-strain curve is divided into four phases：initial compaction，elastic deformation，plastic deformation and strain softening．Peak stress，elasticmodulus and damage power first increase and then decreasewith the increase of drying and wetting cycle level．Secantmodulus first increases and then decreaseswith the increase of axial strain，because the early drying and wetting cycles further hydrate the unhydrated cement in CA mortar and densify the structure of CA mortar，and the late drying and wetting cycles give rise to the emergence and expansion ofmicro-defects in CA mortar．Plastic work gradually decreases with the increase of cycle level，and the cycles damage the vibration damping performance of CA mortar．Through data transformation，the functional relationship between themechanical properties of CAmortar and the independent variables is obtained，which facilitates the application of research results to practical engineering．

CA mortar；drying and wetting cycle；stress-strain；mechanical property indicators；functional relationship

TU525．9

A

1001－5485（2013）11－0091－06

10．3969／j．issn．1001－5485．2013．11．018

2013－03－12；

2013－04－21

尹曉文（1985－），男，山東臨沂人，碩士，主要從事巖土工程方面的研究工作，（電話）18206398205（電子信箱）407064707＠qq．com。