温度循环下CA砂浆力学特性与微观结构试验研究

对-20～80℃环境温度循环下的CA砂浆试件开展单轴压缩试验,分析其力学性能与循环次数的关系,并应用CT扫描技术分析循环过程中砂浆各组分的变化,进而从微观结构解释其力学性能变化机理。试验结果表明:砂浆力学性能在循环初期较为稳定,35次循环后弹性模量开始增大,120次循环后砂浆已基本失去塑性。CT扫描结果表明:温度循环下砂浆中乳化沥青不仅发生了老化作用,还发生了软化迁移,这种微观结构的物理化学变化导致砂浆弹性模量快速增长。     

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。     

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。     

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.     

山砂CA砂浆的正交试验研究

利用机制山砂(MFA)代替河砂进行了板式无砟轨道用CA砂浆的配制研究工作,通过对山砂CA砂浆(MCAM)的以抗压强度和流动性为验证指标的正交试验,初步证明了机制山砂应用于CA砂浆中的可能性和各原材料之间的相适性。试验结果表明:"乌江"水泥与专用沥青乳液是相适的;对山砂CA砂浆28 d抗压强度影响因素由大到小依次为水泥、乳化沥青和山砂;水泥与乳化沥青的比值C/A值宜控制在0.6～0.7之间;山砂CA砂浆28 d抗压强度可以达到1.8 MPa以上,甚至达到3.0 MPa。     

纤维对CA砂浆塑性开裂的影响

为研究纤维对CA砂浆抗塑性开裂性能的影响规律,采用自制开裂试验装置结合图像分析法研究了纤维品种、掺量及长径比等参数对CA砂浆抗塑性开裂性能的影响。结果表明,PVA纤维对CA砂浆抗裂性的影响最为显著,并略优于PET纤维,PP纤维最次;三角形截面的PP纤维抗裂性优于圆形截面的PP纤维;CA砂浆的抗塑性开裂性能随纤维掺量的增大逐渐提高,当体积掺量超过0.14%后,抗裂性增幅趋缓;纤维的长径比对其抗裂性有一定影响,直径相同的情况下,12 mm及3 mm长的PP纤维抗裂性优于6 mm长的PP纤维。研究结果可为CA砂浆用纤维的技术标准提供一定的理论与技术支撑,具有一定的理论和工程意义。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道用CA砂浆的温度疲劳研究

CRTSⅡ型板式无砟轨道充填层CA砂浆与轨道板接触面之间常见脱粘、离缝情况。为探讨CA砂浆在温度疲劳作用下与轨道板脱粘、离缝规律,采用-20℃到60℃的温度循环对试件进行疲劳试验,并对疲劳后的试件进行微观结构分析和热分析。结果表明:由于沥青基体在温度疲劳作用下的迁移、老化、黏性降低,CRTSⅡ型CA砂浆和轨道板混凝土经过16次循环后即出现脱粘,产生裂缝。     

板式轨道弹性垫层CA砂浆的研究

研究了板式轨道弹性垫层CA砂浆的基本配合比,分析了CA砂浆的流动度、含气量等性能影响因素,开发出适合板式轨道施工的CA砂浆垫层,对其性能进行了对比测试。结果表明,此种CA砂浆垫层具有早期强度高、不泌水、不分层,抗冻融性及耐候性能优异等特点,完全能用于板式轨道的施工。     

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.     

沥青乳液加料顺序影响CA砂浆早期强度的机理研究

采用水化热-时间曲线和电阻率-时间曲线研究沥青乳液加料顺序引起CA砂浆早期强度不同的原因，研究结果表明，先加沥青乳液对水泥具有较强的缓凝作用，而后加沥青乳液的缓凝作用较弱，这是导致后加沥青乳液能显著提高CA砂浆早期强度的根本原因。     

CRTSⅠ型板式无砟轨道CA砂浆疲劳寿命分析

根据CRTSⅠ型板式无砟轨道的结构特征与受力特征,将钢轨假设为点支撑梁,扣件和基础的弹性假设为弹簧,轨道板、CA砂浆和底座板分别假设为实体,建立CRTSⅠ型板式无砟轨道的有限元模型,以Palmgren-Miner线性疲劳累计损伤准则为基础,采用全寿命分析方法对CA砂浆在不同列车荷载作用下的疲劳寿命进行分析,得到CA砂浆层的疲劳寿命分布和危险点的寿命值。     

无砟轨道CA砂浆研究及其施工工艺和工装

研究目的:寻找满足具有流动度好、工作时间长、早期有膨胀、后期收缩小等优点,可以满足高速铁路运行的高平顺性、稳定性和耐久性标准要求的CA砂浆配合比以及施工工艺和工装。研究结果:选定的CA砂浆配合比的各项性能指标符合标准要求,施工工装及工艺操作简单,工作效率高,施工成本低,经统计分析,可节约成本近40%。     

CRTS-Ⅱ型板式轨道CA砂浆配合比设计研究

研究了水泥品种、Ma/Mc（沥青与水泥质量比）、Ms/Mc（砂与水泥质量比）、聚羧酸减水剂掺量对CRTS-Ⅱ型板式无砟轨道CA砂浆流动性和强度,膨胀组分铝粉和U型膨胀剂掺量对CA砂浆体积稳定性和强度,Ms/Mc以及消泡剂DF掺量对CA砂浆容重和含气量的影响规律。研究结果表明：采用PⅠ52.5水泥作为主要胶凝材料,Ma/Mc值0.4,Ms/Mc值1.3,聚羧酸减水剂掺量1.2%,铝粉掺量0.04‰,U型膨胀剂掺量10%,消泡剂掺量1.6%,稳定剂掺量1.29%时,制备出了满足性能指标要求的CA砂浆。     

地铁减振型无砟轨道CA砂浆应力匹配研究

地铁减振型无砟轨道结构中,CA砂浆层位于轨道板和隔振垫之间,起着支承、传载和调整的功能。由于隔振垫的存在,CA砂浆层极易发生破坏,因此需要全面地研究轨道结构参数对CA砂浆的应力影响规律。基于弹性地基梁体模型,研究轨道板的混凝土等级、CA砂浆弹性模量、隔振垫刚度及轨道板长度4个轨道结构参数对CA砂浆应力的影响规律,并通过应力匹配图得到合理的轨道结构参数匹配。得到的结论是CA砂浆弹性模量是对CA砂浆应力影响最敏感的参数;轨道板的混凝土等级、CA砂浆弹性模量、隔振垫刚度及轨道板长度4个轨道结构参数对CA砂浆最大拉应力的影响远大于对CA砂浆最大压应力的影响;通过应力匹配图,提出较为合理的轨道结构参数匹配:轨道板使用C80等级的混凝土、CA砂浆取中低弹模3 000 MPa、隔振垫刚度取0.04 N/mm~3、轨道板长度取4.097 m。     

京沪高铁桥上无砟轨道CA砂浆施工技术

京沪高铁桥上首次采用板式无砟轨道新技术,该项技术最为重要的是CRTSII CA砂浆（即水泥乳化沥青砂浆）技术,其性能指标能否达到设计要求是满足今后高速铁路运营要求的关键。对CRTSII CA砂浆施工关键技术进行介绍。     

某线框架板式轨道CA砂浆伤损动力试验研究

为进一步明确无砟轨道部件伤损对轨道结构受力和行车安全的影响,需要对典型病害类型展开现场动力学试验。本次现场试验主要针对框架板式轨道CA砂浆伤损进行动力测试试验,从而分析CA砂浆伤损(碎裂、掉块等)修复前后钢轨及轨道板的动力学响应,评估CA砂浆伤损对轨道结构受力和行车安全的影响,以及针对现场CA砂浆碎裂等病害的现有修复技术加以评估。     

无砟轨道用CA砂浆材料的技术经济性能分析

我国京津城际铁路首次采用博格板式无砟轨道,无砟轨道的混凝土底座和轨道板之间采用具有弹性的CA砂浆垫层,该垫层的选料、配制和施工是板式无砟轨道的核心技术之一,对保证轨道线路的平整度和安全运行起到重要作用。此文针对使用CA砂浆的重要性,阐述CA砂浆的配比设计原则和原材料的选用,论述CA砂浆在硬化过程中强度形成机理及影响强度的主要因素。同时对配制和使用CA砂浆的经济性能进行分析,对CA砂浆施工质量提出建议。     

高速铁路板式无砟轨道CA砂浆研究现状与展望

水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)是高速铁路板式无砟轨道的关键结构层之一,起着支承、调整、传载、减振和隔振的作用。结合单元板式无砟轨道CA砂浆的应用情况,总结分析当前国内外CA砂浆的配合比设计、静动态力学性能、耐久性及CA砂浆与板式轨道动力学匹配的研究现状,指出在这些研究方面的不足,在此基础上对CA砂浆的研究方向作出了展望。