CA砂浆温敏性试验研究

水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)作为一种黏弹性材料,其力学性能与温度有直接关系.本文利用可控环境温度力学试验机对13℃,20℃,27℃,34℃4种温度下不同水灰比和不同沥青水泥比的 CA 砂浆力学性能进行了试验研究,结果表明:CA砂浆的峰值应力和弹性模量随着温度升高而降低,且几乎均呈线性关系.     

两种高速铁路用水泥乳化沥青砂浆力学性能比较研究

对高速铁路建设过程中使用的两种水泥乳化沥青砂浆的力学性能进行了研究。结果显示:CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆具有明显的黏弹特性、较低的弹性模量和较大的折压比,其可以通过弹性变形来实现应力缓冲;CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆具有较高的强度和弹性模量,以及较低的折压比,因其沥青含量较低,黏弹特性不明显,应力缓冲性能相对较差,结构完整性保持能力相对较低。     

温度作用天数对CRTSⅡ型CA砂浆抗压性能影响试验研究

CA砂浆是温度敏感性材料,温度变化及作用时间将直接影响其力学性能,从而影响到无砟轨道的耐久性和安全性。为研究温度作用天数对CRTSⅡ型CA砂浆抗压性能的影响,将CA砂浆放置于3种温度25、40、60℃中分别10、20、30 d,在常温中冷却6 h后采用GDS三轴仪对其进行单轴压缩试验,分析抗压强度、弹性模量和应力应变曲线的变化规律,并对其变化机理进行分析。结果表明:CA砂浆的单轴抗压强度随温度和放置天数的增长均呈线性增长,线性相关系数均在0.9以上;弹性模量随温度和放置天数的增长而增长;由于沥青高温中老化以及软化迁移,CA砂浆的应力应变曲线呈现脆性破坏特征,而且残余强度随放置温度的升高而降低。     

CRTSⅠ型CA砂浆动态压缩试验及本构关系研究

研究目的:水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)层充填在CRTSⅠ型板式无砟轨道的轨道板和底座板之间,起着支承、传载、调整、减振隔振等功能,因此需要全面研究CA砂浆的力学性能。本文以现场取样CA砂浆圆柱体试件为对象,考虑10-5s-1~10-2s-1四种不同应变率,在位移和应变率双重控制下,测试动力加载条件下单轴受压应力-应变全曲线;研究抗压强度、峰值应变、弹性模量等力学参数的应变率效应以及本构方程。研究结论:(1)应变率对CA砂浆的力学性能影响显著;(2)CA砂浆的抗压强度、弹性模量和峰值应变均随应变率的增加而增大,其中抗压强度应变率敏感性最强,在10-5s-1~10-2s-1应变率范围内,强度可提高2.5倍左右;(3)CA砂浆在不同应变率下的应力-应变曲线形状相似,不同应变率下CA砂浆的应力-应变关系可以用本文提出的有理分式表达;(4)通过与试验数据对比发现,本文提出的不同应变率下CA砂浆的本构方程与试验结果吻合较好,研究成果可为CA砂浆率型本构模型的建立提供试验基础,从而应用于板式轨道的动力设计中。     

移动荷载作用下热再生沥青路面响应分析

为分析不同RAP掺量下热再生沥青混合料最佳沥青用量及RAP掺量对混合料强度的影响,利用马歇尔室内试验确定最佳沥青用量,并通过15℃和20℃下单轴压缩试验,分析热再生沥青混合料力学性能;利用3D-MOVE Analysis有限层软件分析移动非均布荷载作用下的再生沥青路面力学响应及RAP掺量对力学响应的影响。研究结果表明:RAP掺量增加,沥青混合料抗压性能有所提高;移动非均布荷载作用下,热再生沥青路面面层动力响应具有拉压应变交替变化现象及应变集中现象,易造成疲劳开裂;前后轮作用在计算点位时动力响应峰值相近,但基层及其下各层存在残余应变的影响;RAP掺量增加结构层内弯拉应变及竖向压应变有所减小,但沥青再生层层底剪应力有所增加。     

CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆的施工性能试验研究

CA 砂浆的性能指标包括施工性能、力学性能和耐久性能,对 CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆的温度适应性、流动性、匀质性和含气量稳定性及其影响因素进行了研究.研究结果表明,该砂浆在5℃~40℃温度范围内具有合适的流动度和较长的工作时间,在40℃时,1 h 内的流动度变化<4 s;砂浆的分离度均可控制在0.5%以下,远小于1%的规定值,实现了砂浆的零泛浆率;砂浆的含气量可稳定地控制在8%~12%的范围内,在1 h 的拌合时间内含气量变化<1%.     

严寒地区水泥乳化沥青砂浆的低温性能及疲劳性能试验研究

运用试验方法,进行严寒地区用水泥乳化沥青砂浆抗冻性、低温力学性能和低温抗裂性的低温性能及疲劳性能研究。结果表明,该种砂浆的抗冻性可达600次以上;随着温度的降低,砂浆的抗压强度、抗折强度逐渐增加,-40℃下砂浆的折压比在0.2以上;砂浆出现裂纹时钢球的压入深度均大于1.2 mm;模拟行车条件下砂浆的受力情况,进行10~40 Hz频率350万次疲劳试验,砂浆的累积变形量均小于0.07 mm。结合试验结果和严寒地区试验段的运营考察,考虑到严寒地区-40℃的极端温度条件和350 km.h-1的运营速度,提出严寒地区水泥乳化沥青砂浆的低温性能指标为-40℃砂浆出现裂纹时钢球的压入深度不小于1.0 mm,低温折压比不小于0.20;疲劳性能指标为12 Hz加载频率下经100万次疲劳试验的砂浆累积变形量不大于0.10 mm。     

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。     

化学外加剂对高弹模水泥沥青砂浆性能影响研究

在高弹模水泥沥青砂浆的配制试验研究中,乳化沥青中掺加葡萄糖酸钠,可使乳化沥青满足水泥适应性的要求,但会导致CA砂浆1 d强度不足;掺加Cacl2可适当提高CA砂浆1 d强度,但会增加CA砂浆流动度经时损失;乳化沥青中掺加JSS-1或SJQA-1高效减水剂,均能显著提高乳化沥青的水泥的适应性,该两种高效减水剂组合所配制的CA砂浆,可同时满足砂浆用水量、砂浆工作性能和砂浆1 d强度指标的要求.     

循环荷载历史下CA砂浆的动态受压试验研究

研究目的:为研究历经不同循环荷载历史和不同应变速率对铁路轨道系统CRTSI型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的抗压强度、弹性模量和峰值应变的影响规律,进行CA砂浆圆柱体试件历经循环加载历史后,在应变速率为1×10~(-5)~1×10~(-2)s~(-1)时的单轴受压特性试验。研究结论:(1)应变速率和循环荷载历史对CA砂浆的力学性能影响显著;(2)CA砂浆的抗压强度、弹性模量和峰值应变均随应变速率的增大而提高;(3)在相同的应变速率下,CA砂浆的抗压强度随循环荷载次数和循环荷载幅值的增加而降低,最大降低幅度为8.34%;(4)当循环荷载幅值较小时,CA砂浆的弹性模量随循环荷载次数的增加而增大,最大增加幅度为59.17%;(5)在相同的应变速率下,CA砂浆的峰值应变随循环荷载次数及循环荷载幅值的增大呈降低趋势,且应变速率对峰值应变的影响小于循环荷载历史的影响;(6)该研究成果为进一步了解历经循环加载历史后板式无砟轨道的力学性能提供必要的试验依据,进而应用于指导CA砂浆材料优化设计中。     

聚合物乳液对水泥乳化沥青砂浆性能的影响

本文考察了聚合物乳液对水泥乳化沥青砂浆可工作性能、力学性能、抗冻性、耐候性等的影响.试验结果表明:聚合物乳液的加入显著减少了水泥乳化沥青砂浆的拌合用水量以及体系总水量,降低了砂浆的吸水率;聚合物乳液减缓了砂浆初期抗压强度的发展,但有利于砂浆后期抗压强度的增长;聚合物乳液提高了砂浆折压比,改善了砂浆的弹韧性;聚合物乳液在保持砂浆良好耐候性的同时,改善了砂浆的抗冻性.     

砖混再生细骨料再生砂浆性能及工程应用

为研究砖混再生细骨料基本性能及其对砂浆工作性能、力学性能和应用性能的影响,制备砖混再生细骨料掺量不同的再生砂浆,进行砂浆流动性、力学强度、保水性以及稠度试验,并结合试验结果进行了工程应用.研究结果表明,砖混再生细骨料的密度低于标准砂、而空隙率、压碎指标、坚固性指标和需水量比均大于标准砂.砖混再生细骨料的掺入降低了砂浆流动性和抗压抗折强度,相比标准砂浆,当掺量为100％时,采用不同工地取样的砖混再生细骨料B和C制备的再生砂浆抗压强度分别降低22.1％和35.0％,抗折强度分别降低29.0％和15.2％,再生砂浆的强度并不随掺量的增加而一直降低.保持砂浆稠度基本不变,随砖混再生细骨料掺量增加,砂浆需水量增加,保水性增大,但强度并未降低.工程实践表明:砖混再生细骨料制备的水泥粉煤灰内墙抹灰砂浆可以满足相关规范中抹灰砂浆的技术要求.     

CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆用聚合物乳液的选择研究

为了选择与CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆相匹配的聚合物乳液,研究了不同种类聚合物乳液的水泥混合性,以及制得水泥乳化沥青砂浆的性能,并考察了5℃,20℃,35℃温度下砂浆的可工作性能。结果表明:满足使用要求的聚合物乳液必须与水泥及乳化沥青等原材料以及砂浆之间具有良好的相容性,并且应具有良好的温度适应性,即能保证5℃～35℃时制得的砂浆具有良好的工作性能。     

沪宁城际铁路CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆工艺试验研究

在沪宁城际铁路CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆工艺性试验过程中,首先对砂浆搅拌车计量系统进行校准,保证了砂浆配合比的准确性,然后对水泥乳化沥青砂浆的搅拌制备、性能测试、灌注、养护和揭板等过程进行试验研究。结果表明:自行研制的CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆施工性能、力学性能良好;垫层砂浆灌注饱满,表面平整,断面材料分布均匀、无分层离析以及起皮等,灌注效果良好,满足沪宁城际铁路水泥乳化沥青砂浆大规模施工的要求。砂浆的制备和施工工艺对后续施工质量控制有一定指导意义。     

水泥乳化沥青砂浆微观结构分析

1 概述 材料的宏观性能是其微观性能的具体反映,是内在微观性能的外在表现[1-3].水泥乳化沥青砂浆材料的微观结构及性能决定了无机-有机复合水泥乳化沥青砂浆材料的力学行为和耐久性能.通过对水泥乳化沥青砂浆材料的孔结构分析、SEM分析,以及水泥乳化沥青砂浆与混凝土界面结合方式的分析研究,得出水泥乳化沥青砂浆材料微观结构和组成砂浆材料与种类密切相关.研究结论有助于加深对水泥乳化沥青砂浆复合材料微观性能的认识,进一步提高该材料的技术开发与应用水平.     

温度作用下轨道板与CA砂浆离缝对CRTSⅡ型板式轨道的影响分析

轨道板与水泥乳化沥青砂浆离缝是CRTSⅡ型板式无砟轨道的主要伤损形式之一,水泥乳化沥青砂浆具有支承、缓冲、传载等作用,离缝将影响无砟轨道的变形与受力。基于弹性地基梁体理论和有限元方法,建立了路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道有限元模型,分析在温度荷载和自重作用下不同离缝长度以及产生离缝后CA砂浆层参数对轨道结构的影响。结果表明:轨道板的翘曲位移及纵向应力均随着离缝长度增大而增加;当离缝长度超过1.95 m时,轨道板的翘曲变形及纵向应力都急剧增大,建议轨道板与CA砂浆层离缝长度不宜超过1.95 m。     

砂的材质对CA砂浆力学性能的影响

CA砂浆是高速铁路无砟轨道的关键工程材料之一,其性能与高速铁路的运营、维护密切相关。文章分别采用大理石、方解石、玄武岩、花岗岩、石英岩作为砂的原料,研究了不同砂的CA砂浆力学性能。研究表明,砂的材质对CA砂浆的力学性能有较大的影响,对于大理石、方解石类的碳酸钙质砂,使用阴离子乳化沥青拌制的CA砂浆其强度与耐水性均高于阳离子乳化沥青;而对于玄武岩、花岗岩、石英岩类的二氧化硅质砂,其规律恰好相反,这可能与砂所带电荷类型有关;研究还发现不管是阳离子乳化沥青还是阴离子乳化沥青,采用大理石作为砂原料时,其强度均远低于其他岩石,对提高无砟轨道耐久性等均有一定的指导意义。     

CRTS Ⅰ型水泥乳化沥青砂浆各组成对其性能的影响

基于CRTS(China railway track system)Ⅰ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的施工特性和使用条件,砂浆需具有优良的施工性能、力学性能和耐久性能。通过分析砂浆5部分组成(水泥和细骨料、乳化沥青、聚合物乳液、铝粉和膨胀剂、消泡剂和引气剂)对其性能的影响。研究结果表明:乳化沥青和水灰比是主要影响因素。     

温度变化对水泥土力学性能的影响

为了研究养护温度对水泥土力学性能的影响,对水泥掺入比为0.2,养护龄期为7,14,28,60和90 d,养护温度为5,20,40和60℃的水泥土试样进行无侧限抗压强度试验,获得相应的应力-应变全过程曲线、无侧限抗压强度和变形模量E50,并根据试验结果分析不同温度下水泥土无侧限抗压强度和变形模量E50随龄期变化规律。基于化学反应动力学中质量作用定理推导出无侧限抗压强度演化方程为指数函数形式,并据此通过回归分析分别建立考虑温度影响的无侧限抗压强度和变形模量E50的演化方程。探讨了无侧限抗压强度与变形模量E50之间的关系。研究结果表明：水泥土应力-应变全过程曲线表现出明显应变软化特征,峰值应力随养护温度增加而增长,峰值应变受温度影响较小,基本在1%～2%之间。无侧限抗压强度随养护龄期增加而增长,养护温度越高其增长速度越快;无侧限抗压强度随养护温度增加呈非线性增长,当养护温度从40℃提高到60℃时,强度增幅最大。无侧限抗压强度和变形模量E50随龄期的演化规律基本相同,建立的演化方程与试验数据吻合较好。无侧限抗压强度和变形模量E50两者基本呈线性关系。研究成果可为工程设计提供参考。     

可再分散沥青粉末改性水泥砂浆性能试验研究

研究了可再分散沥青粉末掺量对水泥砂浆的强度、吸水率、收缩性能以及孔结构的影响。试验结果表明:当沥青粉末掺量不超过水泥砂浆胶凝材料总量的30%时,随着沥青粉末掺量的增加,砂浆的抗压强度、抗折强度、弹性模量均降低,砂浆的折压比增大,韧性提高,收缩率减小;沥青粉末的掺入改变了砂浆的孔结构,随着沥青粉末掺量的增加,砂浆的总孔隙率增加;由于沥青的憎水作用,掺沥青粉末砂浆的吸水率比不掺沥青粉末砂浆的吸水率低。