環(huán)境溫度對無砟軌道用CA砂漿灌板質(zhì)量的影響

【摘要】本文敘述了滬昆高鐵湖南段CRTSⅡ型板式用CA砂漿配合比設(shè)計(jì)，同時利用同一配合比在不同環(huán)境條件下CA砂漿各性能指標(biāo)的變化，嚴(yán)格按照揭板試驗(yàn)工藝流程進(jìn)行灌板，得出灌板時CA砂漿各性能指標(biāo)最佳環(huán)境溫度區(qū)間，科學(xué)、合理指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

【關(guān)鍵詞】CA砂漿；配合比設(shè)計(jì)；環(huán)境條件；揭板試驗(yàn)

CA砂漿是CRTSⅡ型軌道板式和混凝土支承層之間具有一定彈性的瀝青水泥砂漿層，在板式軌道結(jié)構(gòu)中主要起調(diào)平、緩沖的作用，CA砂漿灌注質(zhì)量的好壞直接影響到軌道板與支撐層的整體性，減震性。掌握預(yù)防CA砂漿灌板時最佳環(huán)境溫度區(qū)間尤為重要。

1、CA砂漿配合比設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)

CA砂漿是預(yù)制板式無砟軌道板與混凝土底座間的調(diào)整層，CA砂漿固化后能作為軌道板全面的墊層，具有足夠的強(qiáng)度、必要的彈性、可施工性、可保養(yǎng)性和可維修性， CA砂漿的配制與灌注施工技術(shù)是板式無砟軌道關(guān)鍵技術(shù)之一。

1.1 配合比設(shè)計(jì)

（1） 設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)范

《高速鐵路軌道施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》TB10754-2010、《客運(yùn)專線鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術(shù)條件》（科技基【2008】74號）等

1.2配合比設(shè)計(jì)中注意事項(xiàng)

（1） 環(huán)境溫度：在25℃以下時，建議外加劑摻量小于設(shè)計(jì)最大值的30%（或不添加外加劑），消泡劑摻量小于設(shè)計(jì)最大值的60%，盡量調(diào)整水，以滿足砂漿各項(xiàng)性能；溫度在25℃以上時，建議外加劑摻量小于設(shè)計(jì)最大值的70%，消泡劑摻量小于設(shè)計(jì)最大值的60%，調(diào)整水，以滿足砂漿各項(xiàng)性能（消泡劑的摻量不宜過大，避免揭板后表面全是小氣泡）。

（2） 材料要求：砂漿溫度主要因素為干料溫度；流動度的影響因素主要是水、外加劑，外加劑摻量確定后，調(diào)水，便能達(dá)到設(shè)計(jì)要求；擴(kuò)展度的影響因素主要是水、外加劑、拌合物溫度、室外溫度，外加劑摻多了（在高溫情況下），30min擴(kuò)展度很難達(dá)到要求；抗壓強(qiáng)度，1d的一般都比較偏低（根據(jù)室外溫度，一般1d都是室外養(yǎng)護(hù)的），但7d、28d的強(qiáng)度都普遍偏高，主要影響因素是干料（0.075mm的通過率）。

2、同一配合比在不同環(huán)境條件下各參數(shù)的變化

2.1根據(jù)上表3基本配合比參數(shù)，在不同環(huán)境下CA砂漿性能發(fā)生的變化。

2.2根據(jù)環(huán)境溫度的變化，CA砂漿各項(xiàng)性能都有所影響，按照（表4）反映出的數(shù)據(jù)，具體分析如下

（1） 編號1溫度較低，明顯流動度、擴(kuò)展度、分離度均偏大，其含氣量偏低，會導(dǎo)致氣泡較多的后果，各齡期力學(xué)性能均不能滿足設(shè)計(jì)要求，故不能作為指導(dǎo)施工的試驗(yàn)依據(jù)；

（2） 編號2溫度較編號1略高，流動度、含氣量均有明顯變化，擴(kuò)展度等指標(biāo)均偏向設(shè)計(jì)中值，力學(xué)性能均能滿足設(shè)計(jì)要求，拌合物狀態(tài)較理想，又因該區(qū)間環(huán)境溫度接近常溫，沒有明顯的高低溫差異，該特點(diǎn)正好與對溫度敏感的砂漿相適應(yīng)，使砂漿的各項(xiàng)指標(biāo)能發(fā)揮最佳效果，所以比較適合現(xiàn)場指導(dǎo)性施工；

（3） 編號3溫度稍高，通過上表顯示各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，拌合物狀態(tài)也良好，流動度、擴(kuò)展度指標(biāo)正常，力學(xué)性能指標(biāo)增長較快。但由于環(huán)境溫度高，拌合物各項(xiàng)指標(biāo)變化較明顯，因?yàn)樯皾{拌合物對溫度比較敏感，所以該溫度區(qū)間的砂漿拌合物不太利于指導(dǎo)現(xiàn)場施工；

（4） 編號4溫度較高，流動度、擴(kuò)展度值呈設(shè)計(jì)值下線，分離度偏低，含氣量較低溫有所增長，力學(xué)性能由于高溫度而同步上升。由于溫度較高，導(dǎo)致支撐層與軌道板本身的溫度亦較高，而長時間暴露在高溫下其結(jié)構(gòu)實(shí)體溫度下降較慢，導(dǎo)致板腔內(nèi)溫度高于外界，所以對溫度本身就比較敏感的砂漿各項(xiàng)指標(biāo)隨環(huán)境溫度變化不宜控制，所以該區(qū)間環(huán)境溫度不能很好的控制砂漿各項(xiàng)指標(biāo)正常，故不利于指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

從列表編號1-4各指標(biāo)分析，環(huán)境溫度越低其流動度、擴(kuò)展度、分離度愈大，不能因自身重力使其呈自流平狀態(tài)，表示拌合物黏稠，明顯其力學(xué)性能偏低；反之環(huán)境溫度愈高其流動度、擴(kuò)展度、分離度愈小，同時拌合物流動度、擴(kuò)展度、分離度隨溫度的升高指標(biāo)逐漸下降，直至不滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，但力學(xué)性能指標(biāo)在逐漸上升。當(dāng)原材料溫度均在15-20℃以內(nèi)時，室外溫度在35℃以下時，CA砂漿初始性能基本能夠滿足設(shè)計(jì)要求；室外溫度在25℃以上時，原材料溫度在35℃以上時，CA砂漿初始性能能夠滿足設(shè)計(jì)要求，但擴(kuò)展度生產(chǎn)完10min后不能達(dá)到要求；室外溫度在25℃以下時，原材料溫度在30℃以下時，CA砂漿各項(xiàng)性能指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過列表中數(shù)據(jù)的變化，反映出CA砂漿拌合物受環(huán)境溫度的影響比較明顯，同時也在大量試驗(yàn)驗(yàn)證中得出適宜CA砂漿施工的最佳環(huán)境溫度條件，有利于大面積指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

故CA砂漿的最佳施工溫度在20-25℃，原因如下：若環(huán)境溫度高于25℃，CA砂漿的各項(xiàng)指標(biāo)都不太穩(wěn)定，特別是影響施工的擴(kuò)展度，環(huán)境溫度在25℃以上時，由于軌道板都是暴露在太陽底下，這時板腔內(nèi)的溫度絕對高于環(huán)境溫度25℃以上，規(guī)范要求灌板前要對板腔內(nèi)灑水潤濕，即使灑水后，由于板腔內(nèi)溫度較高，水分很快會被混凝土吸收或蒸發(fā)掉，這時灌出來的板肯定有不密實(shí)或未灌注到位的現(xiàn)象。

3、工程實(shí)例

3.1滬昆高鐵湖南段CRTSⅡ型板式無砟軌道填充層

3.2 CA砂漿的攪拌與灌注

采用乳化瀝青水泥砂采用灌注工藝，灌注到預(yù)制混凝土軌道板與混凝土底座間約30mm厚的間隙中，凝固成滿足性能要求的砂漿墊層。

3.3 CA砂漿的攪拌

根據(jù)水泥乳化瀝青基本配合比表3，施工環(huán)境條件按照表4中編號為2的條件拌制。

⑴ 投料順序：是按乳化瀝青—水（外加劑、消泡劑）—干粉—水泥的順序進(jìn)行的。

⑵ 攪拌機(jī)旋轉(zhuǎn)速度：攪拌鍋內(nèi)溫度高于室外溫度，攪拌速度太快、時間過長會造成水分蒸發(fā)，這時砂漿的流動性和擴(kuò)展度將會降低，嚴(yán)重的會影響強(qiáng)度，這是需要注意的。

⑶ 拌和時間：先確保的技術(shù)性能，為能保證CA砂漿的質(zhì)量，攪拌機(jī)的攪拌次數(shù)、時間、注入時適當(dāng)?shù)牧鲃有?，可用參考時間、氣溫和砂漿溫度的關(guān)系等。

3.4現(xiàn)場檢測

⑴ 根據(jù)（表3）的參數(shù)，按照（表4）中編號為2的條件施工，通過現(xiàn)場隨機(jī)取樣，該CA砂漿拌合物性能見表5。

⑵ 在砂漿灌注24h后，原則上采用自然養(yǎng)護(hù)，拆除封邊材料，利用吊車進(jìn)行揭板。揭板后對逐塊CA砂漿墊層進(jìn)行觀測，并做出詳細(xì)記錄，經(jīng)專家組評判，結(jié)果各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

結(jié)語：

高質(zhì)量的CA砂漿施工，為高速鐵路的安全、平穩(wěn)通行提供了重要保障。所以，在今后的軌道工程施工中，嚴(yán)格控制各工藝流程，尤其是在灌板工藝中要嚴(yán)格控制環(huán)境溫度和原材料的溫度，確保CA砂漿與環(huán)境溫度相適應(yīng)。同時避免不必要的返工，以免影響工期，對材料造成浪費(fèi)。熟悉掌握各種工序施工要點(diǎn)，為我國高速鐵路的發(fā)展把好質(zhì)量關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙東田.高速鐵路CA砂槳的性能研究[A].第七屆全國MTS材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會議論文集（二）[C].[2007年]

[2]《客運(yùn)專線鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術(shù)條件》（科技基[2008]74號）

[3]《高速鐵路軌道施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》[TB10754-2010]

[4]《高速鐵路軌道工程施工技術(shù)指南》鐵建設(shè)[2010]241號

作者簡介：

張志權(quán)，蘇州市建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心有限公司，江蘇蘇州。