CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的含气量控制研究

水泥乳化沥青砂浆( CA砂浆)是板式无砟轨道的关键功能性材料，一定量的气泡有利于增强其抗冻性，增加其延展性。本文研究了各种因素对 CA砂浆含气量的影响，发现延长搅拌时间和提高搅拌速度均可提高CA砂浆的含气量，消泡剂和引气剂对CA砂浆含气量影响较为明显，CA砂浆中消泡剂掺量宜为30 g/m3，引气剂掺量宜为3000 g/m3。基于含气量与经济性考虑，施工时 CA 砂浆拌制工艺宜为：转速为120 r/min的情况下，高速搅拌2 min。     

砂灰比和砂的级配对CA砂浆抗压强度和流动性的影响

通过调整砂与水泥的质量比和调整2种单级配砂的质量比，研究了砂灰比和砂的级配对CA砂浆的抗压强度和流动性的影响。结果表明：随着m（S）／m（C）的增大，低强和高强CA砂浆的流动性都变差，但低强CA砂浆流动性的变化幅度较小；随着m（S）／m（C）的增大，高强CA砂浆的抗压强度降低，而低强CA砂浆的抗压强度呈升高的趋势；使用两级配砂能够提高CA砂浆的抗压强度并改善其流动性，粒径为0．42-0．21mm的砂与粒径0．85-0．30mm的砂的最佳质量比为6：4。     

CRTS Ⅰ型CA砂浆劣化对其疲劳寿命的影响分析

研究目的:CA砂浆脱空是板式轨道的典型伤损,在列车荷载作用下,CA砂浆劣化将降低其疲劳寿命。为研究CA砂浆劣化对其自身疲劳寿命的影响,本文建立CRTSⅠ型板式轨道有限元模型,以Miner线性疲劳累计损伤准则为基础,研究CA砂浆在不同劣化情况下的应力和疲劳寿命,从而为无砟轨道的养护维修提供参考。研究结论:(1)仅考虑CA砂浆性能劣化50%时,列车荷载作用下CA砂浆所受的应力及疲劳寿命均减小,但仍能满足60年的使用寿命;(2)仅考虑CA砂浆层脱空和同时考虑CA砂浆层脱空与性能劣化50%时,CA砂浆层的压应力显著增大,疲劳寿命显著降低;(3)CA砂浆层板端脱空长度达到1.225 m时,CA砂浆的疲劳寿命不再满足60年的使用寿命;(4)建议CA砂浆的脱空长度应小于1.225 m,且在CA砂浆的服役寿命内加强养护维修,防止CA砂浆发生疲劳破坏;(5)本研究成果可为板式轨道CA砂浆的养护维修提供指导。     

CA砂浆的干燥收缩及补偿研究

为保持板式无砟轨道关键弹性垫层CA( cement asphalt)砂浆的后期体积稳定性,研究了乳化沥青、水泥及水灰比对CA砂浆干燥收缩的影响规律以及CA砂浆体积稳定性的补偿技术.结果表明,提高乳化沥青用量或降低水泥用量有利于降低CA砂浆的干燥收缩,水灰比对CA砂浆的干燥收缩影响不明显.氧化钙类膨胀剂和钙矾石类膨胀剂能有效减少CA砂浆干燥收缩,且前者减缩效果优于后者.PP纤维对改善CA砂浆的干燥收缩效果不明显.     

极端温度下CRTS Ⅰ型板式无砟轨道CA砂浆受压伤损试验

CA砂浆是一种温度敏感性材料,温度变化将直接影响其受压承载的性能。为了研究极端温度对CA砂浆性能产生的影响,将CRTSⅠ型CA砂浆分别放在-50、-40、-30、20、40、60、80℃环境下进行单轴压缩试验,分析CA砂浆在不同极端温度下受压的规律以及伤损特性。结果表明:随着温度的升高,CA砂浆的抗压强度和弹性模量变小,并利用模量-温度曲线更直观地表现出CA砂浆由脆性逐渐转变为塑性,同时给出了受温度影响的CA砂浆温度-抗压强度的经验公式。以切线模量的变化来判断CA砂浆的温度损伤程度,分析CA砂浆温度损伤规律和伤损槛值随温度的变化规律,随着温度的升高,CA砂浆损伤应力槛值减小,当温度增大到一定时,CA砂浆的应力槛值与抗压强度的比值RC受温度的影响不是很明显。     

新建铁路线CA砂浆施工质量控制的研究

优选了原材料,试验确定了CA砂浆的基准配合比,提出了CA砂浆配合比的调整说明;进行大量的现场试验,根据试验结果优选了CA砂浆的搅拌速度和搅拌时间等搅拌工艺参数,优化了CA砂浆的搅拌工艺,配制了满足施工要求的CA砂浆,进行了型式试验;从原材料、配合比、搅拌工艺和施工控制等几个方面提出了CA砂浆施工质量控制要点。     

高强型CA砂浆力学性能影响因素及力学机理研究

为了解高强型CA砂浆主要组成材料对力学性能影响,研究乳化沥青与水泥质量比、砂灰比对CA砂浆强度和弹性模量的影响;并采用扫描电镜观察CA砂浆水泥沥青微观胶凝结构和CA胶浆与砂界面情况,分析CA砂浆力学性能微观机理。结果表明:随乳化沥青与水泥质量比增加,CA砂浆28d轴心抗压强度和弹性模量显著下降;随砂灰比增加,CA砂浆弹性模量无明显变化,28d轴心抗压强度开始无明显变化,之后大幅度下降;水泥沥青微观胶凝结构特征和CA胶凝材料与砂的界面黏结决定CA砂浆力学特点。因此,合适的乳化沥青与水泥比和良好流动性能是CA砂浆良好力学性能的保证。     

减振型无砟轨道对CA砂浆力学性能要求研究

为研究城市轨道交通地铁线路减振型无砟轨道的使用对CA砂浆力学性能的要求,基于有限元理论,建立减振型单元板式无砟轨道的梁－体模型。一方面,研究减振垫的刚度对CA砂浆的变形和受力影响;另一方面,研究CA砂浆自身的弹性模量对其本身变形和受力的影响。研究结果表明：由于减振垫自身刚度较小的缘故,导致CA砂浆承受较大拉应力而存在受拉破坏的危险,随减振垫刚度的减小,CA砂浆和上部结构均会出现较大变形,进而影响轨道平顺性和行车安全;随CA砂浆自身弹性模量的增大,CA砂浆层所受拉应力随之增大,因此在配制高弹性模量的CA砂浆材料的同时必须保证其抗拉强度能够满足CA砂浆抗拉的要求。     

水泥乳化沥青砂浆毛细吸水性研究

采用ISAT方法测定水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)的毛细吸水速率,研究固灰比(A/C)、孔隙率、试件干密度及拌合物含气量对CA砂浆毛细吸水性的影响。试验结果表明,CA砂浆的总孔隙率影响其强度,而CA砂浆的毛细孔特性才是其毛细吸水性的决定因素;增加固灰比、提高新拌砂浆的含气量、减小砂浆干密度及降低砂浆的毛细孔隙率均可降低CA砂浆的毛细吸水速率;阳离子乳化沥青砂浆的强度及毛细吸水速率均高于阴离子乳化沥青砂浆。     

博格板式无砟轨道CA砂浆施工技术

CA砂浆是我国新引进的一项技术，在我国铁路建设中也是首次使用，其关键环节是要掌握CA砂浆的生产和灌筑工艺以及成套设备的使用。