胡金剛 上海鐵路局寧杭鐵路有限責任公司

CRTSⅡ型水泥乳化瀝青砂漿常見問題解析及預(yù)防措施

胡金剛 上海鐵路局寧杭鐵路有限責任公司

CRTSⅡ型水泥乳化瀝青砂漿層作為高速鐵路板式無砟軌道的關(guān)鍵工程材料之一，其施工質(zhì)量影響著無砟軌道后期的維修養(yǎng)護工作量及使用壽命。從原材料、新拌砂漿、砂漿灌注、硬化砂漿等方面闡述了砂漿施工過程中常見的問題及其成因，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

無砟軌道；乳化瀝青砂漿；常見問題；預(yù)防措施

1 引言

CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿層作為軌道板和混凝土底座或支承層之間的墊層材料，主要起到填充、支撐、承力和傳力的作用，并可為軌道提供一定的剛度和彈韌性，是高速鐵路建造的關(guān)鍵工程材料之一，其施工質(zhì)量的好壞決定了無砟軌道后期的維修養(yǎng)護工作量及使用壽命。水泥乳化瀝青砂漿因其材料組成、影響因素諸多、施工工藝復雜等特點，對充填層施工控制及質(zhì)量管理提出了新的要求，為此本文對CRTSⅡ型水泥乳化瀝青砂漿常見的問題及其成因和預(yù)防措施進行了詳細介紹。

2 常見問題解析及預(yù)防措施

2.1 原材料

原材料容易發(fā)生溫度超限的問題。溫度過高，乳化瀝青的穩(wěn)定性變差，在與干粉料拌合后，因水泥水化速度加快，導致乳化瀝青快速失水甚至破乳，砂漿在攪拌鍋中變干快速失去流動性，影響正常施工。溫度過低，水泥水化的速度降低，拌合后由于其組成材料的顆粒的大小、密度相差較大，重而大的物質(zhì)下沉，輕而小的物質(zhì)上浮，后期漿體的稠度、粘度不增加，砂漿產(chǎn)生分層的趨勢增大，影響砂漿的均質(zhì)性及使用效果。預(yù)防措施：嚴格控制原材料的進場溫度，乳化瀝青儲料罐采用水循環(huán)系統(tǒng)控制溫度，并按規(guī)定進行攪拌；干粉料倉庫采用空調(diào)控溫。

2.2 新拌砂漿

2.2.1 砂漿溫度超限

造成砂漿溫度超限的原因主要是原材料或拌合水的溫度控制不當造成的。砂漿溫度超限產(chǎn)生的問題與原材料溫度超限性質(zhì)相同，預(yù)防措施也是做好原材料溫度控制。

2.2.2 砂漿工作性損失較快

砂漿工作性能損失較快指砂漿出機后快速變稠，流動度增大，擴展度減小，流平性變差。當砂漿工作性能損失較快時，砂漿在灌注口中流速減慢，無法保證充填層砂漿的充盈度，其主要與環(huán)境溫度、砂漿溫度、計量準確度、原材料品質(zhì)有密切關(guān)系。

預(yù)防措施：控制原材料溫度及砂漿溫度不超限；準確校定攪拌設(shè)備的計量系統(tǒng)；確保進場原材料合格。

2.2.3 連續(xù)生產(chǎn)時砂漿工作性能指標波動過大

連續(xù)生產(chǎn)時砂漿的工作性能指標波動過大對施工控制及灌注后砂漿的質(zhì)量將產(chǎn)生不利影響，其主要原因是計量不準確、原材料品質(zhì)發(fā)生改變等。

預(yù)防措施：對砂漿攪拌設(shè)備計量系統(tǒng)進行定期校準、檢定，保證計量系統(tǒng)的準確性、穩(wěn)定性。嚴格控制原材料的品質(zhì)，保證每一批原材料的品質(zhì)基本一致。

2.2.4 砂漿含氣量超標

含氣量過大時，砂漿的流動性、流平性變差，砂漿的強度、彈模相應(yīng)降低，砂漿灌注后上浮的氣泡會在砂漿表面聚集形成蜂窩狀的表層，對軌道板與砂漿的粘接產(chǎn)生較大影響。砂漿含氣量超標產(chǎn)生的主要影響因素有：攪拌設(shè)備、攪拌工藝、消泡劑消泡能力等。攪拌工藝主要是快速度攪拌速度及時間對砂漿含氣量產(chǎn)生影響，攪拌速度越高、攪拌時間越長，砂漿的含氣量越大。

預(yù)防措施：選定攪拌設(shè)備后，開展工藝試驗時應(yīng)要求廠家進行現(xiàn)場技術(shù)支持。在制定攪拌工藝時，在保證砂漿含氣量、灌注后的各項性能指標滿足要求的同時，應(yīng)盡量降低攪拌速度和縮短攪拌時間。另外在施工配合比可調(diào)整范圍內(nèi)通過增加消泡劑用量來解決。

2.3 砂漿灌注

2.3.1 封邊失效、砂漿溢出

采用模板封邊時，由于底座板混凝土不平整或模板變形導致模板與底座之間有離縫，不能密貼，出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象；精調(diào)爪處密封不嚴實，封堵失效，也會出現(xiàn)漏漿；漏漿會導致砂漿灌注不飽滿。

預(yù)防措施：檢查更換變形的模板；檢查并打磨處理不平整底座板；要確保模板與軌道板以及底座之間密貼。在精調(diào)爪安裝時，采用橡塑或硬度較大的海綿剪成“凹”形圍擋塊，放置在精調(diào)爪周圍。2.3.2灌滿后排氣孔無砂漿溢出

發(fā)生這種現(xiàn)象有兩種原因：一是排氣孔的設(shè)置不合理；二是排氣孔被堵住，砂漿無法正常溢出。

預(yù)防措施：排氣孔上邊緣和軌道板底平齊設(shè)置，排氣孔直徑大小一般不宜小于2cm。在水泥瀝青砂漿灌注前，檢查每個排氣孔是否通暢。

2.3.3 灌注時排氣孔有水流出

砂漿灌注時，排氣孔有水流出，這與混凝土底座潤濕過量，底座混凝土的局部地方存在明水或積水有關(guān)。板腔內(nèi)由于過預(yù)濕的明水或積水影響硬化后墊層與底座板或底座的粘結(jié)強度。

預(yù)防措施：在進行預(yù)濕作業(yè)時，應(yīng)避免水的滯留或在坑凹處形成積水。預(yù)濕的程度以在灌漿時底座板/支承層和軌道板底面潮濕為宜，預(yù)濕標準為表面潮濕但不反光。

2.4 硬化砂漿

2.4.1 砂漿表面瀝青析出聚積

砂漿表面有成片的黑色粘性瀝青析出，如圖1所示，瀝青析出減弱了砂漿與軌道板的粘結(jié)力，并導致砂漿中起彈韌性作用的瀝青量減少，降低了墊層砂漿的彈韌性。產(chǎn)生原因主要為灌注砂漿時，板腔內(nèi)仍存有較多明水，由于乳化瀝青與水的親和力更強，砂漿中的部分乳化瀝青析出至存留的水中，隨著水分的散失和乳化瀝青的破乳，砂漿表面析出黑色瀝青。

預(yù)防措施：適度預(yù)濕，下雨時不得進行砂漿灌注施工，并及時對已封邊軌道板進行覆蓋。

圖1 砂漿表面瀝青析出

2.4.2 砂漿表面大氣泡

板端觀察口位置處砂漿表面常出現(xiàn)呈扇形分布且直徑較大的氣泡。這些氣泡形成的主要原因是"前鋒"砂漿與板端橫向封邊接觸后流速驟減，并逐漸擁起且有回流趨勢，"前鋒"砂漿微高于后續(xù)而來的砂漿，該高度差導致后續(xù)還未與軌道板接觸上的砂漿與軌道板間的氣體不易排盡，隨著灌漿的不斷進行，前端砂漿將排氣孔堵死，后續(xù)砂漿與板間的氣泡就定型于觀察口附近形成表面大氣泡。

預(yù)防措施：通過控制灌注速度（不宜太快或太慢）、灌板時間（以灌板時間4 min～6min為宜）與灌注節(jié)奏（先慢再快后慢）以減少該類型氣泡的產(chǎn)生。先將管道內(nèi)氣體排盡，緩緩打開灌注頭處閥門，當砂漿沒過灌注口處軌道板底逐漸開大閥門提高灌注速度，當觀察孔中的砂漿沒過軌道板板底后，將灌注速度逐漸降低。

2.4.3 砂漿表面發(fā)泡層

砂漿表面發(fā)泡層是指硬化砂漿表面有一層密密麻麻、氣泡挨著氣泡的發(fā)泡薄弱層，該發(fā)泡層影響墊層砂漿與板間的粘結(jié)作用。產(chǎn)生發(fā)泡層的原因是砂漿體系中氣泡不穩(wěn)定，即砂漿體系或因粘稠度不夠或因乳化配方的缺陷不能夠給其中的氣泡提供穩(wěn)定存在的環(huán)境，氣泡上浮至砂漿與軌道板的接觸面，砂漿硬化后形成表面氣泡層。

預(yù)防措施：通過調(diào)整乳化配方以及砂漿的粘稠度可以避免發(fā)泡層的產(chǎn)生。

2.4.4 砂漿斷面夾層

砂漿斷面夾層是指砂漿斷面大約中間的位置規(guī)則分布著氣泡夾層，夾層下方的砂漿比較密實，而夾層上方的砂漿比較疏松，夾層問題嚴重時可沿夾層齊整的將砂漿分成兩半。出現(xiàn)該問題的主要原因是所選乳化瀝青的不良起泡性能或灌注過程中的二次灌注。

預(yù)防措施：選用合適的乳化瀝青以及正確的砂漿灌注方法可避免此類問題發(fā)生。

2.4.5 砂漿斷面半貫穿孔、貫穿氣孔及砂漿底面多孔

當具有高流動性的水泥乳化瀝青砂漿灌注到底座板表面時，砂漿中的一部分水會滲透、吸附或擴散到底座板混凝土的空隙中，并置換出之前存在于空隙中的空氣，這些空氣上竄至充填層砂漿中，并在砂漿內(nèi)部產(chǎn)生較大的半貫穿孔或貫穿孔；另外，軌道板受污染或者灌注前底座板潤濕不足，也易形成貫穿孔，如圖2所示。

圖2 砂漿半貫穿孔及貫穿孔

預(yù)防措施：底座板施工時要振搗密實，減少表面孔洞，灌漿前底座板潤濕到位，但不得出現(xiàn)積水，拌制砂漿時，砂漿粘度要控制適宜。

2.4.6 砂漿底面與底座板粘結(jié)較差

揭板時砂漿整體或全部被粘結(jié)到軌道板底面上；在鑿除剩余砂漿時，發(fā)現(xiàn)砂漿較易鑿除，且一次可鑿除的砂漿面積較大。出現(xiàn)該問題的主要原因是底座板預(yù)濕不充分或者底座板表面浮漿較多。預(yù)防措施：軌道板粗鋪前，清理干凈底座板表面污染物及浮漿；灌注前充分預(yù)濕底座板。

2.4.7 砂漿局部灌注不飽滿

砂漿充盈不飽滿是超高地帶灌板最易產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷之一，具體表現(xiàn)在邊角灌注不飽滿、內(nèi)部空鼓等。砂漿的工作性能不良是導致砂漿灌注不飽滿的主要原因之一，當砂漿擴展度過小時，砂漿很難在板下縫隙中流開，造成灌板不飽滿或者邊角處不充盈。灌漿孔漿面高度不夠、灌注速度過快，排氣不暢、排氣孔設(shè)置不正確、封邊不密實等都可能會導致水泥瀝青砂漿充填不飽滿。

預(yù)防措施：嚴格按照工藝拌制砂漿并做好灌注前的檢測工作，使砂漿性能滿足要求，并加強灌注前各項準備工作的檢查。

2.4.8 砂漿與軌道板離縫

砂漿與軌道板或底座板間的離縫具體表現(xiàn)為砂漿與軌道板或底座板間存在離縫，嚴重情況下甚至會整體貫通。一旦軌道板與砂漿層出現(xiàn)離縫，在列車荷載的作用下會造成砂漿經(jīng)受拍打或沖切，改變砂漿受力，加速砂漿的破損。產(chǎn)生的原因一是灌板時局部漏漿，處理不徹底，仍有慢性漏漿，由此產(chǎn)生較大的縫隙；二是排漿孔設(shè)置或封堵砂漿的方法不正確，導致了局部的不飽滿。

預(yù)防措施：優(yōu)化完善封邊工藝減少漏漿，漏漿時封堵處理要徹底；排漿孔設(shè)置和砂漿封堵方法要符合施工工藝要求。

3 結(jié)束語

水泥乳化瀝青砂漿施工質(zhì)量受原材料、施工工藝、氣候條件等因素影響較大，其穩(wěn)定的質(zhì)量要求原材料質(zhì)量可靠、存儲使用溫度符合要求，攪拌設(shè)備可靠，施工工藝成熟、穩(wěn)定，人員操作熟練，因此應(yīng)從原材料、施工工藝、人員培訓等方面加強施工質(zhì)量控制，建立質(zhì)量問題庫，制訂相應(yīng)的預(yù)防措施，具有重要的工程意義。

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責任編輯：萬寶安 朱繼東
來稿日期：2014-01-27