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1、浅析CRTS型板水泥乳化沥青砂浆施工质量控制 摘 要：随着铁路的快速发展，有砟轨道已满足不了快速铁路的运营要求，而无砟轨道在高速运营的条件下所具有的轨道稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强、维修工作量显著减少和技术相对成熟的突出优点越显突出，也是世界高速铁路发展的主要结构形式，目前我国无砟轨道主要是双块式无砟轨道和板式无砟轨道，其中CRTSI型（单元板）和CRTS型（纵连板）是我国已确立的两种板式无砟轨道结构，均是在混凝土支撑层或混凝土底座与轨道板之间填充一定厚度的水泥乳化沥青砂浆，以达到一种稳定性高、刚度均匀性好，结构耐久性强的整体结。为保证广大作业人员掌握技术标准，严格按照操作规程进行作业
2、，确保水泥乳化沥青（简称“CA砂浆”）搅拌及灌注质量，本文从原材料性能、原材料的质量控制、施工准备、施工工器具及人员安排、施工过程操作控制等角度分别对其进行了解，充分保证施工质量控制及施工顺利进行。 关键词：水泥乳化沥青；原材料性能；配合比；施工质量控制 1 概述 由中铁十一局集团第二工程有限公司施工的沪杭铁路客专六标一分部，施工里程为DK125+732DK135+152，设计时速350公里，设计为板式无砟轨道中的CRTS型（纵连板），为了现场水泥乳化沥青砂浆的顺利灌注及后续施工中的有效指导，本文对水泥乳化沥青中各种原材料的质量控制、CA砂浆的配合比、CA砂浆施工性能、外界环境对CA砂浆性能的
3、影响以及CA砂浆现场灌注时的质量控制等各方面进行了总结，以便日后施工中起着指导作用。 2 水泥乳化沥青砂浆灌注施工工艺性试验 CA砂浆现场灌注质量与砂浆配合比、原材料、设备、环境温湿度、现场施工板的曲线程度等有一定的关系。所以在灌注之前需要在施工现场选取一个地点，结合施工实际情况，制作符合现场实际情况的模拟工作台，对每台砂浆车进行工艺性揭板试验，总结砂浆车的搅拌参数、投料工艺、验证CA砂浆配合比可工作性，只有灌注后揭板情况符合现行标准要求、气孔少、无沥青破乳现象发生的才可实际施工，灌注工艺见图1。 2.1 轨道板底和底座板面冲洗和预湿 根据气候条件的不同，对底座板及轨道板底进行预湿，根据该部采
4、用的角钢封边方式和天气情况，在灌浆前2-4小时进行预湿，预湿和板底及底座砼表面清洗同步进行。轨道板吊起进行铺设时，用高压水枪对底座砼和轨道板进行冲洗，冲洗完成后，对底座板上的明水和轨道板底的水珠用棉布进行清除，然后铺设轨道板。也可以轨道板铺设后，采用高压水枪对轨道板底进行湿润，然后用吸水棉布在板腔内拉动，消除明水。立即进行封边，并对排气孔和灌浆孔进行遮盖，使蒸发的水分始终在板腔内，以保证板腔内的湿度，如图2所示。 图2 轨道板润湿处理 2.2 轨道板边缝密封 在轨道板精调工作完成且进行预湿后立即对轨道板边进行密封。 轨道板横缝密封采用普通砂浆，按配合比人工拌合。砂浆的注入量应超出轨道板底边至少
5、1cm。为保证横缝砂浆的强度，横缝密封应在灌浆前12小时完成。灌浆时注意标志点不能被砂浆掩盖，用5cm直径的PVC短管保护标志点。 图3 排气孔安装 纵向密封采用角钢安装及固定，先将8mm厚封边布放在封边位置，然后将角钢压在土工布条上，安装时要注意也轨道板密贴，不起皱。在规定的排气孔位置以45度倾角焊长为12cm内径为3cm的钢管（如图3所示）。角钢安装好后，使用U型架从板面向下倒扣固定角钢，通过U型架上的螺栓进行紧固。（如图4所示） 图4 固定装置示意图 2.3 安装PVC管和防污布 为了保证灌浆时不污染轨道板面，在灌浆前（宜在预湿前）在轨道板的三个灌浆孔中插入预制好的PVC管，并在中间灌浆
6、孔覆上防污布，在边缝密封后立即对灌浆孔和排气孔进行封堵，保证润湿水分不被蒸发。 PVC管直径为16cm，长度为30cm，在一端7cm处切开，并用透明胶带缠绕，以保证跟圆锥体形的灌浆口很好地接合。 2.4 轨道板固定 为减小在砂浆灌注时轨道板的上浮量，在轨道板封边后，对轨道板安装压紧装置。在轨道板两端和两侧中部进行扣压。轨道板两侧中部扣压时，采用钻孔锚杆固定。 扣压固定装置安装，在指定位置装上扣压装置以后，用翼形螺母拧紧，以防轨道板移动。 2.5 砂浆灌注 CA砂浆拌制完成并取样检测合格后，从砂浆车搅拌仓中置入中间存储仓，中间存储仓需有搅拌器，使砂浆保持在搅动状态。 使用25T吊车直接吊装中转仓
7、到灌浆位置。灌浆时确保中转仓上出料口高于轨道板表面0.5-1.0m之间，经过漏斗注入板腔。灌浆速度按慢-快-慢进行，时间控制在3到5分钟，同时对侧面封边6个排气孔进行观测，当排气孔处均匀满孔冒出砂浆且无气泡时，用木塞或海绵堵住排气孔，所有排气孔冒出砂浆，将排气孔全部堵住，灌浆过程即告结束。灌浆孔内砂浆表面高度至少应达到轨道板的底边以上，而不能回落到底边以下。灌完一块板后，中转仓返回，等待下一次新拌砂浆。 2.6 揭板 当砂浆强度达到1MPa以上时，采用顶升精调爪，使轨道板与砂浆层分离，然后用25T吊车揭板。 揭板后，按规范及沪杭客运专线水泥乳化沥青砂浆灌注工艺要求，对水泥乳化沥青砂浆是否泌水，
8、表面流动痕迹、表面沥青聚积、砂浆表面轨道板的拉毛痕迹、表面气泡、断面夹层、断面内气泡、表面是否起皮发泡：砂浆是否分层，其均匀度，轨道板下砂浆的充盈程度，砂浆与轨道板的精结情况等进行检查，并做好文字和图像记录。 2.7 现场施工 经多次试验，达到质量稳定，工艺成熟后方能进行现场施工。现场施工中必须严格按照工艺试验中总结的各项参数及各工艺流程施工。 3 水泥乳化沥青砂浆质量问题分析及控制 3.1 水泥沥青砂浆拌制质量控制 3.1.1 水泥沥青砂浆拌制 水泥沥青砂浆采用砂浆车搅拌，把投料顺序和搅拌工艺输入砂浆车电脑控制系统，每次输入配合比和搅拌量后，由砂浆车自动进行搅拌。 根据厂家给定的配合比范围在
9、室内对施工配合比进行微调整，使各项性能符合施工规范及现场要求，表1是本施工标段施工配合比调整及搅拌工艺的要求。 表1 CA砂浆的基本配合比（kg/m3） 项目&干料&乳化沥青&水&减水剂&消泡剂&调整范围 基本&1500 1490&250 265&120-160 140&2-5 2.9&0.2-1 0.6& 投料顺序和搅拌工艺：先投液料（乳化沥青、减水剂等），再投干粉料。液料全部投完后，然后在持续转速下投入干粉料，搅拌转速为80转/分，待干料全部投完后进行高速搅拌，转速为120转/分搅拌150秒，最后减速至30转/分的慢搅并维持60秒，至此搅拌过程结束，卸料至中转罐。 3.1.2 水泥沥青砂浆
10、指标检测 泥沥青砂浆搅拌完成以后，首先进行砂浆工地试验指标检测，如流动度、初始扩展度、含气量和容重及成品砂浆温度等，检测后格后方可进行砂浆灌注，如检测不合格应倒入废浆池，并根据不合格指标，适当调节外加剂后，再重新搅拌砂浆，严禁对不合格的CA砂浆混合料进行再搅拌使用。具体指标如下：初始流动度标准为80-120s；初始扩展度为a5280mm和t28016s、30分钟扩展度为a30280mm和t28022s；含气量测定：标准为1800kg/m3；新拌砂浆温度测定：5-35，采用精度不大于0.5的温度计测量。 3.2 影响水泥乳化沥青砂浆性能的因素分析 水泥乳化沥青砂浆的拌合物性能受很多因素的影响，尤
11、其是干料、乳化沥青、减水剂、消泡剂等原材料成分的影响，其次总搅拌时间、搅拌转速、材料与环境温度等对混合砂浆性能影响见图5。 水泥乳化沥青砂浆含气量、流动度、扩展度受搅拌投料顺序、快速搅拌转速、搅拌总时间、材料与环境温度影响较大，图5是在其他条件一样的情况下分别从搅拌时间、快速搅拌转速、材料及环境温度三个方面进行试验，从试验结果综合方面考虑及现场实际灌注揭板试验得出结论如下：新拌乳化沥青砂浆流动度为80-90s、含气量在6%-8%、温度控制在5-30时满足现场灌注要求。 图5 快速搅拌转速、搅拌总时间、材料与环境温度对 扩展度、含气量、流动度的影响 3.3 CA砂浆原材料质量控制 CA砂浆是由乳
12、化沥青、干料（其中干料中含有砂、水泥、铝粉等材料）、减水剂、水、消泡剂等多种材料混合搅拌而成。在选定各种原材料之前需对各厂家进行调查，选择信誉好、生产规模大的、质量稳定的厂家。每种材料进场后需根据标准要求按批对各种材料的性能进行检验，各种材料的性能指标满足客运专线铁路CRTSII型办事无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件要求。 3.3.1 干料运输和存储注意事项： 干燥配料运输、保存和存放时须保持干燥状态，温度为530，存放时采取下垫上盖措施，严禁受潮、受冻、阳光直射或直接暴露在太阳底下。 由于干料是由水泥、砂、铝粉等材料组成，所以干料在运输和贮存时间不得超过6周。 3.3.2 乳化沥青运输和
13、存储注意事项： 液体配料在运输、保存和存放时温度需控制在530，存放时严禁受潮、受冻、阳光直射或直接暴露在太阳底下。 运输和存储时必须保持干净。禁止污物、油或清洁剂等污染。 只允许采用合适的泵送沥青乳化剂，为了避免沥青的沉淀，乳化剂必须每天搅动或者回泵。 不同厂家的沥青不得混装，确保沥青性能。 3.3.3 减水剂、消泡剂运输和存储中必须严格按照现行有效的国家标准和行业标准控制执行，以免失效。 3.4 封边及加固冲击装置安装注意事项 精调爪必须安装在规定位置，不得移位，否则角钢无法安装。 封边布与轨道板和底座板必须密贴。 角钢上圆管位置里边的封边布上需做一个3cm的孔，便于砂浆排出。 角钢封边时
14、，要轻拿轻放，禁止破坏轨道板表面，且不可对轨道板产生扰动。 3.5 灌浆过程注意事项 除灌浆作业人员，其他人员禁止踩踏轨道板。 灌浆时，排气孔封堵人员要注意观察是否漏浆，要及时堵塞。 严格按照慢-快-慢的速度进行灌浆。 4 总结 CA砂浆灌注质量受很多因素影响，如：混合料搅拌车的转速、搅拌时间、成品料运输时间、轨道板与混凝土支撑层或混凝土底座板之间的干湿程度、环境气候、原材料质量等，另CA砂浆灌注过程中现场大型设备较多，交叉作业，需做好现场设备调度问题，现将有关情况总结如下： 施工前所有参加人员（施工员、安全员、调度等）需进行岗前培训，考核合格后持证上岗； 施工灌注前，认真调查施工现场情况、施
15、工图纸、配合比在选定过程中的各项注意事项、严格按照程序向各级各层上报审批； 施工之前所有砂浆车均须进行揭板试验，总结投料顺序、搅拌转速、环境与材料温度、搅拌时间等对性能的影响后才能正式上道施工； 严格按规范要求，采取先进的机械设备、高精密的测量和试验仪器进行质量控制。 施工之前需对各种原材料厂家进行调查，如产能、质量控制、信誉等，进场后对各种材料进行检测，检验合格后方可按照贮存要求条件进行贮存管理。 施工中CA砂浆的搅拌工艺需严格按照揭板过程中参数进行投料、搅拌、运输等。 由于CA砂浆施工对轨道板精度要求很高，所以要求一般在灌注之前24h内进行精调，而施工中部分路段工作面有限，为施工正常有序进行必须进行有效配合，制定严格的安全管理制度和措施，定期分析安全生产形势，研究解决施工中存在的问题，建立、健全各级安全责任制，责任落实到人。充分发挥各级专职安检人员的检查和监督作用，及时发现和排除安全隐患。 参考文献： 1客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准（铁建设200785号）. 2客运专线铁路CRTS型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件（科技基200874号）.