水泥乳化瀝青砂漿施工技術課件

1、水泥乳化瀝青砂漿施工技術CRTS型板低彈模水泥乳化瀝青砂漿第一節(jié)水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能第三節(jié)水泥乳化瀝青砂漿現(xiàn)場施工設備、工裝與勞動力組織第四節(jié)水泥乳化瀝青砂漿現(xiàn)場拌制第五節(jié)水泥乳化瀝青砂漿灌注施工第六節(jié)水泥乳化瀝青砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點第二節(jié)水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測前言 前言填充材料的種類與功能 我國的板式無砟軌道是在引進、消化、吸收的基礎上經(jīng)過再創(chuàng)新研發(fā)的，具有我國完全自主知識產權的新型軌道，是無砟軌道的主要結構形式之一。板式無碴軌道與傳統(tǒng)有碴軌道相比，具有結構高度低、維修保養(yǎng)工作量少、高速行車道碴不飛濺，穩(wěn)定性好、適用性強、耐久性強和使用壽命長、軌道橫向阻力大等特點。

2、主要由混凝土底座、彈性砂漿墊層、預制混凝土軌道板、板間連接構件、鋼軌扣件等構成。板式無砟軌道主要分為如下兩種型式：CRTS型板式無砟軌道CRTS型板式無砟軌道 砂漿墊層組成：瀝青乳液、 水泥、 細骨料、其它添 加劑功能：支撐、調整，提供彈韌性凸臺樹脂組成：聚醚、異氰酸酯、填料功能：與凸臺一起限制軌道板的縱橫向位移，同時提供合適的彈性和剛度。 灌注袋組成：聚脂無紡布功能：模板、定位、保護充填墊板組成：注入袋及樹脂澆鑄體 功能：精調鋼軌高度CRTS I 型CRTS 型前言填充材料的種類與功能普通A型板式軌道 框架型板式軌道前言水泥乳化瀝青砂漿功能 支撐調整、緩沖協(xié)調、阻斷裂紋、提供彈性。（1）支撐

3、調整 保證軌道的平順性：砂漿墊層厚度一般為50mm左右，砂漿太薄對耐久性有影響，過厚則不經(jīng)濟，所以厚度限制在40100mm之間。 保證軌道結構的耐久性和乘車的舒適性。砂漿的彈性由砂漿的彈性模量表征，彈性模量高低影響其緩沖效果，延展性標志砂漿的變形性能，影響砂漿墊層的變形協(xié)調能力。因此，應同時關注墊層砂漿的彈性模量和延展性。（2）緩沖協(xié)調（彈性、延展性）前言填充材料的種類與功能水泥乳化瀝青砂漿功能 混凝土底座板允許開裂而軌道板不允許開裂，CRTS型板式無砟軌道結構中用低彈模水泥乳化瀝青砂漿，有一定的阻斷裂紋向上反射的功能。（3）阻斷裂紋（彈模、延展性） 由上可知，CRTS型板式無砟軌道結構中水泥

4、乳化瀝青砂漿墊層的重要功能是支撐調整和緩沖協(xié)調。（4）提供（有限）彈性 水泥乳化瀝青砂漿墊層提供的彈性對軌道整體彈性十分有限，扣件彈性比砂漿大得多，而且，砂漿彈性對軌道總體彈性的影響也較小。前言填充材料的種類與功能凸臺樹脂功能 凸形擋臺填充聚氨酯樹脂（簡稱凸臺樹脂）是CRTS I 型板式無砟軌道的重要組成部分，它填充在軌道板與凸形擋臺之間的縫隙中，灌注狀態(tài)如圖1所示，主要起到軌道板的縱橫向定位及減振緩沖作用。 圖1 圖臺及填充樹脂示意圖前言填充材料的種類與功能日本CA砂漿(Cement Asphalt Mortar)的研發(fā)始于1965年，從1975年至今共鋪設2600km ，分為A配合以及B配

5、合，適用范圍見下表 板型、地區(qū)區(qū)間明亮區(qū)間(包括從隧道口至200m的區(qū)間)隧道區(qū)間(不包括從隧道口至200m的區(qū)間)平板框架板平板框架板溫暖地區(qū)ABA寒冷地區(qū)B表1 日本A、B配方的使用情況德國BZ砂漿 (Bitumen Zement Mortar)由于應用時間和里程較短，其使用壽命還有待進一步考察。前言國外應用情況1979年，在北京西北環(huán)線軍莊至三家店間 40m 1981年，在皖贛線溶口隧道 25m 2002年， 秦沈客運專線國產和日本 2.8km前言國內應用情況2004年，贛龍線楓樹排隧道 719m 2005年， 北京東郊環(huán)形試驗基地 100m 8000多萬噸運營考驗 前言國內應用情況20

6、06年，遂渝線無砟軌道技術綜合試驗 8km2007年， 京津城際采用BZ砂漿， 224 km 2006年，臺灣高鐵應用日本CA砂漿技術鋪設了600km前言國內應用情況2008年，武廣線武漢綜合試驗段 40km；2008年，石太客運專線 95 km；2008年，濱綏線嚴寒地區(qū)成高子試驗段 500m。前言國內應用情況CRTS型板低彈模水泥乳化瀝青砂漿第一節(jié)水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能第三節(jié)水泥乳化瀝青砂漿現(xiàn)場施工設備、工裝與勞動力組織第四節(jié)水泥乳化瀝青砂漿現(xiàn)場拌制第五節(jié)水泥乳化瀝青砂漿灌注施工第六節(jié)水泥乳化瀝青砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點第二節(jié)水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測前言 乳化瀝青 乳化瀝

7、青是將瀝青或改性瀝青加熱熔融，和乳化皂液（包括乳化劑、穩(wěn)定劑、電解質等）與水一起，經(jīng)乳化機的機械作用，以細小微粒分散于水中形成的水包油型乳化瀝青，因此，乳化瀝青含有基質瀝青、乳化劑、穩(wěn)定劑、電解質和水（如圖1.1所示）?；疽笫侨榛癁r青在強堿性的水泥漿體中是穩(wěn)定的，乳液類型可以是陽離子型，陰離子型或非離子型。乳化劑主要是一些常用的表面活性劑，如季銨鹽、高元醇的硫酸酯、聚乙氧基烷基醚等。 水泥乳化瀝青砂漿是由乳化瀝青和水泥膠結砂子形成的具有優(yōu)良彈韌性的砂漿，其主要組成有：1.1 水泥乳化瀝青砂漿的組成1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能 乳化瀝青 工程應用中，低彈性模量 CA砂漿主要采用陽離子型乳

8、化瀝青，其固體含量要求在60%左右。1.1 水泥乳化瀝青砂漿的組成1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能圖1.1 乳化瀝青結構示意圖（左）及顯微照片（右）水泥 主要是硅酸鹽水泥和摻混合材的復合硅酸鹽水泥，為提高凝結硬化速度，也采用快硬水泥，如硅酸鹽水泥與鋁酸鹽水泥組成的混合水泥。1.1 水泥乳化瀝青砂漿的組成細骨料 河砂或機制硅砂，細度模數(shù)為1.41.8。膨脹劑 主要采用煅燒合成的硫鋁酸鈣和氟鋁酸鈣或二者混合的礦物粉末，石灰粉末，其細度要求為400010000cm2/g。發(fā)泡劑 有鋁粉、氮化鋁、鋅粉、錫粉、硅鈣合金等粉末或其混合物。 此外，還有消泡劑和聚合物乳液（P乳劑）等。 所以，水泥乳化瀝青砂漿

9、是一種多組分、多物相的混合砂漿，新拌砂漿是一種介穩(wěn)懸浮漿體。1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能（1） 水泥乳化瀝青砂漿的基本性能 1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 為使砂漿墊層滿足板式無砟軌道結構的要求，水泥乳化瀝青砂漿必須具有以下四方面的性能： 施工性能：流動性、穩(wěn)定性、勻質性、可工作時間等 物理性能：單位體積質量、含氣量、膨脹率等 力學性能：抗壓強度、彈性模量、延展性等 耐久性能：抗凍性、耐候性、抗水性等 這些性能是相互關聯(lián)、相互影響的，彈性砂漿墊層的力學性能與耐久性能不但取決于水泥乳化瀝青砂漿的組成與配比，而且在很大程度上取決于施工性能與現(xiàn)場施工質量控制。CRTS型板式無砟軌道用水泥乳化瀝青

10、砂漿暫行技術條件（簡稱暫行技術條件）規(guī)定的技術性能指標要求如表1.1所示。1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能（1） 水泥乳化瀝青砂漿的基本性能 1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 CRTS型板式無砟軌道用水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件（簡稱技術條件）規(guī)定的技術性能指標要求如表1.1所示。1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能序號項 目單位指標要求試驗方法1砂漿溫度540棒狀溫度計法2流動度s1826附錄A3可工作時間min304含氣量812附錄B5單位容積質量kg/l 1.36抗壓強度1dMPa 0.10附錄C7d 0.7028d 1.80 7彈性模量(28d)MPa100300附錄D8材料分離度 1.0附

11、錄E9膨脹率1.03.0附錄F10泛漿率0附錄G11抗凍性300次凍融循環(huán)試驗后，相對動彈模量不得小于60，質量損失率不得大于5。附錄H12耐候性無剝落、無開裂、相對抗壓強度不低于70%。附錄I表1.1 技術條件（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 施工性能 新拌水泥乳化瀝青砂漿的施工性能主要有流動性、保持流動性的能力、勻質性和穩(wěn)定性等，其評價指標主要有流動度、可工作時間、泛漿率、分離度和砂漿溫度。 流動性 灌注施工工藝要求新拌水泥乳化瀝青砂漿具有自流平的特性，能在漿體高度差產生的重力作用下流動并充滿灌注袋或軌道板與底座板間的間隙，因此，砂漿必須具有很好的流

12、動性。砂漿的流動性用流動度指標來評價，它是容積約為600ml的漿體流出圓錐形J型漏斗所需的時間，所需時間越小，則砂漿的流動性越好。暫行技術條件要求流動度為1826秒。 新拌砂漿的流動度主要取決于砂漿中液體（乳化瀝青和水）的用量，液體用量越大，流動性越好，流動度越小。但砂漿的用水量是有一定限制的，用水量太大，會降低砂漿及其墊層的耐久性和強度，因此，必要時可以添加合適的減水劑，以獲得較低用水量下的較小流動度。所以，拌制砂漿時，可以通過選取合適的用水量和減水劑品種與用量，獲得灌注施工所需的流動度。1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能測定流動度和砂漿溫度測定攪拌后的CA砂漿溫度測定攪拌后的CA砂漿的流動度

13、（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 施工性能 可工作時間 水泥乳化瀝青砂漿拌制后，其流動性會因水泥的水化反應而不斷降低，即流動度（時間）會增加；另一方面，目前施工中采取砂漿定點拌制，再由拌制點轉運到灌注工點，這一轉運過程需要一定的時間，因此，為了新拌砂漿到達灌注工點時還有良好的流動性，砂漿應有保持流動性不變或損失較小的能力，該能力用可工作時間表示，它是砂漿拌制后流動度仍保持在26秒所經(jīng)歷的時間，“暫行技術條件”要求砂漿的可工作時間為30分鐘。 水泥乳化瀝青砂漿可工作時間的主要影響因素有砂漿中液體或水的用量、水泥的水化速度、環(huán)境與砂漿的溫度： 砂漿中液體或水

14、的用量越大，可工作時間會延長； 水泥的水化速度越快，可工作時間會越短，必要時可適當添加調凝劑來延長； 環(huán)境與砂漿溫度越高，可工作時間會越小，應嚴格控制砂漿溫度，滿足可工作時間的要求。1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 施工性能 勻質性 水泥乳化瀝青砂漿是由多組分、多物相混合而成的，其中有液相、固相和氣相，有密度較小的空氣、有機材料和水等，有密度較大的水泥顆粒和砂，各相的密度相差較大，在重力作用下，密度較大的物相會在新拌砂漿中下沉，而密度較小的物相會上浮，造成新拌砂漿勻質性差。為了保證灌注施工后的砂漿墊層是均勻的，要求這些物相

15、均勻分布在新拌水泥漿體中，即新拌砂漿應具有很好的勻質性，不分層離析，用泛漿率與分離度表征和評價，其要求分別為0和小于1.0。1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 施工性能 泛漿率表征新拌砂漿中液相與固相分離的程度，新拌砂漿中的液相主要是被稀釋的乳化瀝青，其密度略大于1。如果新拌砂漿靜置時，液相上浮到砂漿的表面，形成液相層或水膜，則稱為泛漿現(xiàn)象。造成泛漿現(xiàn)象的主要原因有液相含量較多、粘稠度太小、乳化瀝青發(fā)生破乳和水泥與乳化瀝青相容性不好等，因此，減小新拌砂漿的泛漿率的措施有：改善乳化瀝青與水泥的相容性；調節(jié)液相或水的用量和添加增

16、稠劑來提高液相粘稠度。1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能泛漿率攪拌后的CA砂漿砂漿的注入注入后在適當?shù)牡胤綉覓?，一天后目測（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 施工性能 分離度表征新拌砂漿中固、液和氣相分離的程度，用分段密度法測量硬化后砂漿的圓柱體試件上下兩段的密度差的百分率表征。當新拌砂漿靜置時，水泥與砂子顆粒下沉，而液相和氣孔上浮，凝結硬化后試件的上段密度小，下端密度大，即出現(xiàn)分層現(xiàn)象。其主要影響因素有漿體的粘稠度、含氣量、氣孔尺寸、砂的粒徑和固液相的相對比例等。 液相含量越大，漿體的粘稠度越小，分層現(xiàn)象會越嚴重，可提高漿體粘稠度來減小分離度； 含氣量與氣

17、孔尺寸越大，氣泡越容易上浮，分層越嚴重，可控制含氣量、采用消泡劑消除新拌砂漿中尺寸大于0.2mm的氣孔，減小分離度； 砂的粒徑越大越容易下沉，應選用級配良好的砂子。1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能分離度測試（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 施工性能 穩(wěn)定性 水泥乳化瀝青砂漿的穩(wěn)定性主要指新拌砂漿保持勻質性直到凝結硬化的能力，穩(wěn)定性不良主要包括乳化瀝青破乳、砂漿的勻質性隨時間變差、砂漿的流動性對時間和溫度很敏感等，是一個綜合性能。目前，還沒有性能指標來評價。影響穩(wěn)定性的主要因素有： 各組分材料的相容性，如水泥與乳化瀝青的相容性、添加劑與乳化瀝青的相容性等，

18、選取相容性很好的各組分材料，可保持新拌砂漿的穩(wěn)定性； 原材料和新拌砂漿在儲運過程中是否被有害物質污染，因此，選用潔凈的水，保證原材料和新拌砂漿在儲運中不被污染，可保證新拌砂漿的穩(wěn)定性。1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 砂漿溫度 新拌砂漿的溫度不但影響砂漿的可工作時間，而且還影響新拌砂漿的穩(wěn)定性?！皶盒屑夹g條件”要求新拌砂漿的溫度在540之間。 新拌水泥乳化瀝青砂漿的溫度主要取決于環(huán)境溫度和原材料的溫度，這兩項溫度越高，新拌砂漿的溫度越高，因此，應嚴格控制原材料（乳化瀝青、干料和水）的溫度。原材料的溫度可以通過原材料儲存溫度

19、和砂漿攪拌車中的料倉溫度來控制。 施工性能 1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 物理性能 含氣量 由于水泥乳化瀝青砂漿中含有瀝青乳化劑，因此，在攪拌過程中，容易產生一定量的氣泡；另一方面，為了改善硬化砂漿墊層的抗凍性，還添加了少量引氣劑，因而，砂漿中含有較多氣泡。砂漿中含有一定量和較小孔徑的氣泡對砂漿的流動性、抗離析分離性能和硬化砂漿的抗凍性是有益的，而過多的含氣量會降低砂漿的強度，因此“暫行技術條件”要求砂漿的含氣量為812之間，但氣泡孔徑應盡可能小于0.2mm。 水泥乳化瀝青砂漿的物理性能有密度和體積變化，其評價指標為含

20、氣量、表觀密度和膨脹率。 1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能含氣量注入一定量的容器CA砂漿計量重量算出實測密度密度表觀密度密度含氣量（）100（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 物理性能攪拌機的形式，一般來說，臥式攪拌機引入的含氣量大于立式攪拌機；攪拌速度與時間，攪拌速度越快，高速攪拌時間越長，砂漿的含氣量會越大；砂漿中的瀝青乳化劑、引氣劑等表面活性劑組分越多，含氣量會越大；消泡劑可減少含氣量，尤其可減少孔徑較大的氣泡含量，但必須將消泡劑加入到液相中才有較好的消泡效果；添加發(fā)泡劑可增加微小氣孔的含量；低速攪拌可減少含氣量；砂漿的流動度越小，含氣量會越大，尤其

21、是孔徑較大的氣泡會較多。影響砂漿的含氣量和氣泡孔徑的因素有：1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 物理性能 表觀密度 水泥乳化瀝青砂漿的表觀密度影響到砂漿的強度和彈性模量，因此，用于不同板式軌道結構的砂漿表觀密度不同，用于單元板式軌道結構的砂漿表觀密度要求大于1.3。砂漿的表觀密度主要取決于砂漿的組成配比和含氣量。 水泥乳化瀝青砂漿的物理性能有密度和體積變化，其評價指標為含氣量、表觀密度和膨脹率。 砂漿中液相（乳化瀝青和水）含量越大，表觀密度越?。?砂漿的含氣量越大，表觀密度越小。1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能（2） 水泥乳

22、化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 物理性能 膨脹率 水泥乳化瀝青砂漿在凝結硬化過程中會有一定的體積變化，為了使砂漿在軌道板與底座板間灌注飽滿充盈，砂漿應具有一定的體積膨脹性，用24小時的膨脹率指標評價。砂漿的膨脹率主要與砂漿的組成材料種類與配比、溫度等有關。 硅酸鹽水泥水化會有較大的體積收縮，在砂漿中添加發(fā)泡劑，在硅酸鹽水泥水化產生的高堿性環(huán)境下發(fā)泡劑反應產生微小氣孔，引起處于流態(tài)的砂漿產生體積膨脹； 砂子可限制水泥水化的體積收縮，砂子含量較大時，砂漿的體積收縮會減??；膨脹劑可在砂漿凝結硬化中產生一定的體積膨脹，可使處于塑性階段的砂漿產生一定的體積膨脹，或補償水泥水化

23、引起的收縮； 在組成與配比相同時，溫度越高，砂漿膨脹率會越大； 如果砂漿出現(xiàn)泛漿與分層現(xiàn)象，砂漿會產生較大的體積收縮。1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能膨脹率攪拌后的CA砂漿注入到量筒的250ml位置注入后立刻測定從上口到CA砂漿的深度（H0）1天后再測定深度（H24），按照H0和H24測定膨脹率靜置24個小時（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 力學性能 強度和彈性模量 其評價指標為抗壓強度、受壓彈性模量，用于縱連扳式軌道結構的砂漿還有抗折強度與粘結強度。砂漿的強度與彈性模量主要取決于砂漿的組成材料與配比、含氣量等。砂漿中乳化瀝青與水泥和砂的質量比越大，其強

24、度和彈性模量越低；水與水泥的質量越小，即用水量越小，其強度和彈性模量越高；水泥的水化速度越快，砂漿的早期強度（17天）會越高，反之亦然；砂子含量較小時，會降低彈性模量和強度，尤其是彈性模量；含氣量越大，表觀密度越小，其強度和彈性模量越低。1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能壓縮強度攪拌后的砂漿采壓縮試驗專用試塊（55）壓縮把材齡1天、7天、28天的試塊用壓縮試驗機測定壓縮強度（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 耐久性能 抗凍性 由于水泥乳化瀝青砂漿也是一種多孔性材料，飽水狀態(tài)下受凍融循環(huán)作用也會發(fā)生類似于水泥混凝土的凍融破壞，因此，采用混凝土快速凍融試驗方法檢

25、驗與評價砂漿的抗凍性。實際上，由于砂漿中含有較多的彈塑性組分瀝青，其抗凍性優(yōu)于水泥砂漿或混凝土。砂漿的抗凍性主要取決于砂漿的組成與配比、微小氣孔含量：砂漿拌制時用水量越小，砂漿的吸水率將較小，其抗凍性越好；砂漿中瀝青含量越大，瀝青的低溫柔性越好，其抗凍性越好；硬化砂漿中微?。ㄐ∮?.2mm）氣孔含量較多，對抗凍性有利。 水泥乳化瀝青砂漿的耐久性能必須滿足使用環(huán)境條件的要求，目前對于單元板式軌道結構用砂漿的耐久性能只要求了抗凍性和耐候性。 1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能1 水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能（2） 水泥乳化瀝青砂漿性能的主要影響因素1.2 水泥乳化瀝青砂漿的性能 耐久性能工作室空氣溫

26、度602；相對濕度：705RH；模擬降雨周期：試樣每照射1小時，降雨9分鐘；試驗周期為100h、300h、500h。 耐候性 耐候性是評價砂漿耐久性的重要指標，通過模擬自然環(huán)境中水-熱-光對砂漿的交替作用，采用人工加速老化的試驗方法，與同齡期正常養(yǎng)護試件的抗壓強度進行對比，其降低幅度表征砂漿的耐候性能。 試驗方法：CRTS型板低彈模水泥乳化瀝青砂漿第一節(jié)水泥乳化瀝青砂漿的組成與性能第三節(jié)水泥乳化瀝青砂漿現(xiàn)場施工設備、工裝與勞動力組織第四節(jié)水泥乳化瀝青砂漿現(xiàn)場拌制第五節(jié)水泥乳化瀝青砂漿灌注施工第六節(jié)水泥乳化瀝青砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點第二節(jié)水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測前言 水泥乳化瀝青砂

27、漿由乳化瀝青、水泥、細骨料（砂）、聚合物乳液、膨脹劑、消泡劑、引氣劑、鋁粉等多種組分構成，材料組成涵蓋了有機材料和無機材料，材料眾多，性能各異；配制過程涉及到有機化學、無機化學、界面化學和膠體化學等學科，水泥乳化瀝青砂漿的性能是各組分相互作用、相互影響的結果，即砂漿的組成原材料之間具有一定的相互適應性。原材料的性能指標除了滿足各自規(guī)定的要求外，必須以滿足最終砂漿的性能為前提。 水泥乳化瀝青砂漿的原材料種類較多，但其基本組分材料主要有乳化瀝青、水泥、砂和水，其它組分材料有各種調節(jié)或改善砂漿性能的添加劑，如發(fā)氣劑、引氣劑、P乳劑（聚合物改性乳液）、膨脹劑等。當采用雙組分的砂漿組成方案時，主要有乳化

28、瀝青和干料。下面分別敘述這些組分材料的組成、性能要求和作用，以及質量檢驗方法等。2 水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測水泥的主要作用有：2.1 水泥 為了保證水泥乳化瀝青砂漿的施工性能，所用水泥必須與乳化瀝青有很好的相容性。目前我國主要采用普通硅酸鹽水泥，由于生產原材料勻質性差、生產工藝控制有差異，水泥的細度、化學組成有較大的不同，導致同一廠家不同批次普通硅酸鹽水泥用水量變動較大。為保證水泥瀝青砂漿施工質量控制，結合國外相關標準要求，客運專線鐵路CRTS I型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件規(guī)定，水泥應采用強度等級不低于42.5的硅酸鹽水泥或快硬硫鋁酸鹽水泥，其技術要求應符合GB175和

29、JC933的規(guī)定。此外，還應按照JTJ052- T0657中的方法，進行水泥與乳化瀝青的相容性試驗，只有相容性合格的水泥才能用于配制水泥乳化瀝青砂漿。 膠結作用，通過水泥水化反應，生成的水化物與砂子等一起賦予砂漿以強度等力學性能； 改性作用，可提高瀝青的耐高溫性能和水泥乳化瀝青砂漿的耐久性。2 水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測(1) 乳化瀝青的組成2.2 乳化瀝青 乳化瀝青是將瀝青或改性瀝青加熱熱融，和乳化皂液（包括乳化劑、穩(wěn)定劑、電解質等）與水一起，經(jīng)乳化機的機械作用，以細小微粒分散于水溶液中形成的水包油型分散體。 乳化瀝青是砂漿最關鍵的組成材料，它的性質在很大程度上決定了砂漿的性能。乳化瀝

30、青不僅要滿足常規(guī)的性能指標要求，還要與水泥砂漿體系配合良好，不影響水泥的固化，還要與骨料結合良好，具有優(yōu)良的綜合性能。 乳化瀝青的組成包括瀝青、乳化劑、穩(wěn)定劑、電解質和水等。2 水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測乳化瀝青是由什么構成的？瀝青（石油的蒸餾物）乳化液（水表明面活性劑等）在水和油的界面，有“表面張力”，兩個物質難以混合均勻例如：色拉的調味品瀝青在常溫時，是半固體的材料不易使用使用方法是1）加熱，使其粘度變小。瀝青鋪裝就是用這種方法2）混合進溶劑，使其粘度變小。3）使其成為乳液，使粘度變小。我們身邊的乳化產品牛奶蛋黃醬化妝品水性漆 等水包油（水中油滴型）或油包水（油中水滴型）在顯微鏡下觀

31、察乳化瀝青瀝青表面活性劑的作用兩個物質的邊界稱為界面，降低這個界面“界面張力”（盡量使界面縮小的力）的物質，稱為“表（界）面活性劑”。 陽離子系乳化液在水中分解親油性親水性乳化瀝青的分類表面的電荷大致分為陽離子、陰離子、非離子按用途分類浸透用混合用灑布用乳化瀝青的生產工藝乳化液瀝青乳化瀝青A:轉子B:定子乳化機乳化劑 水 酸乳化液瀝青添加劑水泵瀝青泵控制閥控制閥水表瀝青表乳化瀝青發(fā)貨檢查儲藏乳化瀝青為什么相對穩(wěn)定？陽離子型非離子型靜電排斥力空間位阻什么是乳化瀝青 乳化瀝青是構成CA砂漿中具有彈性性質瀝青部分的材料。制作乳化瀝青所使用的瀝青是石油精煉后將針入度調整為80/100直餾瀝青（stra

32、ight asphalt）。乳化液所選用的乳化劑、添加劑應易于與水泥、砂混合且不阻礙CA砂漿強度的增長。乳化瀝青的功能與水泥和各種混合材料具有良好的混合性且可充分水化。攪拌后的乳化瀝青能確保CA砂漿的流動性并減少材料的分離，保證良好的施工性和充填性。有助于初期、長期強度的增長和彈性的增強。改善韌性、變形能力和抗裂性能。增強耐沖擊性、耐透水性以及耐化學藥品性。與收縮補償用的混合材、消泡劑、AE劑、P乳劑等具有良好的相容性，與這些材料相輔相成，形成減水作用，以助于減少干燥收縮。還應具有協(xié)助導入微小氣泡的效果，以改善抗凍性。(2) 乳化瀝青的性能2.2 乳化瀝青 恩氏粘度 為使乳化瀝青在砂漿中起到很

33、好的作用，其性能必須滿足一定的指標要求。乳化瀝青的性能指標主要有瀝青微粒電荷、固體含量、恩氏粘度、篩（1.18mm）上剩余量、儲存穩(wěn)定性、與水泥的混合性，以及蒸發(fā)殘留物的含量、三氯乙烯中的溶解度、針入度、延度和軟化點等。 顆粒電荷 瀝青乳化瀝青中所含顆粒的電荷。在乳液中通過直流電，瀝青顆粒向陰極方向移動時，表明它帶正電（），向陽極方向移動時，表明它帶負電（）。 在規(guī)定的溫度中使規(guī)定量的乳化瀝青從試驗裝置的小孔流下去所需的時間與在同樣的溫度中使等量的蒸餾水從試驗裝置的小孔流下去的時間之比，它表示乳化瀝青的粘度。2 水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測(2) 乳化瀝青的性能2.2 乳化瀝青 貯存穩(wěn)定性

34、 篩余物 將500g乳化瀝青注入規(guī)定的篩子中，用水沖洗后，將篩上殘留物在1055條件下干燥、稱重，得出殘留物與乳化瀝青的質量比，用質量百分率表示。由該值可判斷乳化瀝青中是否產生了瀝青的粗顆粒或塊狀物。 乳化瀝青在規(guī)定的容器和條件下，貯存規(guī)定的時間后，豎直方向上試樣濃度的變化程度，以上、下兩部分乳液蒸發(fā)殘留物質量百分率的差值表示，以判斷乳化瀝青貯存后的穩(wěn)定性能。 低溫貯存穩(wěn)定性 在規(guī)定條件下，使乳化瀝青凍結融解，進行兩次循環(huán)，然后過1.18mm篩檢查乳液中有無粗顆粒或塊狀物，觀察其在貯存階段對凍融的表現(xiàn)，判斷其能否使用。2 水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測(2) 乳化瀝青的性能2.2 乳化瀝青

35、蒸發(fā)殘留物 與水泥混合性 在規(guī)定的條件下，硅酸鹽水泥與乳化瀝青的混合料過篩后的殘留物質量占水泥與乳化瀝青總質量的百分率。由該值判斷水泥與乳化瀝青混合后的均勻程度。 將乳化瀝青中的水分蒸發(fā)后所得到的殘留物的量，用質量百分率表示。 針入度 在規(guī)定的溫度和時間內，附加一定質量的標準針垂直貫入瀝青試樣的深度，以0.1mm表示。2 水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測(3) 乳化瀝青的質量檢測2.2 乳化瀝青 根據(jù)客運專線鐵路CRTS I型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件規(guī)定，乳化瀝青的各項性能指標分別按照JTJ0522000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程中規(guī)定的方法進行測試與檢驗，其性能指標應滿

36、足表2.2的要求。表2.2 乳化瀝青性能指標序號項 目單位指標要求試驗方法1外 觀淺褐色液體、均勻、無機械雜質JC/T7972顆粒電荷JTJ052- 20003恩氏粘度（25）5154篩上剩余量（1.18mm） 0.15貯存穩(wěn)定性（1天，25） 1.0貯存穩(wěn)定性（5天，25） 5.06低溫貯存穩(wěn)定性（-5）1無粗顆?；驂K狀物7水泥混合性 97延度 (15) cm502 水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測恩氏粘度 2525用右圖的裝置、使用蒸餾水測定3次的平均値為（TW）、使用乳化瀝青的測定值為（TS）、算出恩氏粘度。ETWTSE：恩氏粘度TW：使用蒸餾水測定3次的平均値TS：使用乳化瀝青的測定值

37、 篩余物 測定在乳化瀝青中的顆粒含量。1.18mm篩選1.18mm1.18mm篩選計量取出500g通過1.18mm的篩子沖洗容器，讓殘留乳化瀝青通過把在篩子上殘留的殘留物，干燥，計量，算出篩余物 水泥混合性測定水泥和乳化瀝青的混合均一性。計量水泥1.18mm1.18mm干燥加上計量的乳化瀝青毎分120轉攪拌2分鐘。毎分60轉攪拌3分鐘。過篩DCAB 100D：水泥混合的殘留率（）C：篩子上的殘留物量A：采水泥量B：采乳劑的蒸發(fā)殘留物量 蒸發(fā)殘留物含量 測定乳化瀝青中含有的瀝青率。計量300g乳化瀝青加熱使水分蒸發(fā)測定固形重量、算出蒸發(fā)殘留物含量 蒸發(fā)殘留物的針入度測定蒸發(fā)殘留物的針入度。試驗蒸

38、發(fā)殘留物的試樣不起泡地注入規(guī)定的容器待試樣到常溫后，用右圖裝置測定針入度。蒸發(fā)殘留的溶解度 測定蒸發(fā)殘留成物的可溶成分。注入上部漏斗試樣測量蒸發(fā)殘留物的試樣取出2g使用三氯乙烯100ml溶解 上部漏斗 最小保留顆粒直徑0.6m試驗用過濾器 過濾器固定臺 下部漏斗 耐溶劑性橡膠塞 金屬夾 抽吸瓶 儲存穩(wěn)定性 將乳化瀝青注入到穩(wěn)定管中24小時靜置測定和部分的蒸發(fā)殘留含量按照和部分的蒸發(fā)殘留物含量的差異，算出穩(wěn)定性2.3 聚合物乳液 采用高分子聚合物乳液的目的，是為了提高砂漿的綜合性能尤其是耐久性能。與乳化瀝青混合時，應具有良好的相容性，不得產生凝聚、破乳等現(xiàn)象。其主要性能指標應符合表2.3 的要求

39、。表 2.3 聚合物乳液的主要性能指標要求序號項 目單位指標要求試驗方法1密 度g/cm31.00.1GB/T11175-20022不揮發(fā)物4533水泥混合性 1JTJ052-T06574Tg不低于5GB/T11175-20022 水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測2.4 細骨料（砂） 采細骨料應采用河砂或機制砂，其粒徑對水泥瀝青砂漿的分層度產生較大的影響，直接影響砂漿的使用性能。如果細度模數(shù)過小，則細砂含量較高，為獲得足夠的流動度所需的水量也就大；如果細度模數(shù)過大，則大顆粒砂含量高，砂子就容易沉降，兩種結果都會對CA砂漿的分離度及耐久性產生不利的影響。同時，砂子應保持潔凈、堅硬、耐久，不應含有

40、泥土和有機質等有害雜質，含水量也應控制在較小的范圍內。 細骨料應為最大粒徑小于2.50mm的巖石顆粒，不得包含軟質巖、風化巖石的顆粒。細骨料的其它技術要求應符合表2.4的規(guī)定。 細骨料宜烘干后使用，顆粒級配宜符合表2.5的規(guī)定。在貯存和運輸過程中，應采取措施防止雨淋、雜物混入。2 水泥乳化瀝青砂漿原材料與質量檢測2.4 細骨料（砂）表2.4細骨料的技術指標序號項 目單位指標要求試驗方法1細度模數(shù)1.41.8JGJ52-20062表觀密度g/cm32.553吸水率 3.04泥塊含量 1.05含泥量 2.06有機物（比色法）比標準色淺7氯化物含量 1.36抗壓強度1dMPa 0.10附錄C7d 0

41、.7028d 1.80 7彈性模量(28d)MPa100300附錄D8材料分離度 1.0附錄E9膨脹率1.03.0附錄F10泛漿率0附錄G11抗凍性300次凍融循環(huán)試驗后，相對動彈模量不得小于60，質量損失率不得大于5。附錄H12耐候性無剝落、無開裂、相對抗壓強度不低于70%。附錄I表6.1 水泥乳化瀝青砂漿的性能指標要求6 砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點6.2水泥乳化瀝青砂漿的質量檢驗類型分為型式檢驗、原材料進場檢驗、現(xiàn)場檢驗。 (1) 型式檢驗 在以下情況下應進行一次型式檢驗，檢驗項目和檢驗結果應滿足本技術條件的規(guī)定：進行配合比選定時、首次施工時、原材料發(fā)生變化時、水泥乳化瀝青砂漿施工達50

42、00m3時（不足時按一次計算）。 型式檢驗包括原材料型式檢驗及水泥乳化瀝青砂漿性能型式檢驗。型式檢驗應委托具有相應資質的檢驗單位進行。 原材料進場時，應對原材料的品種、數(shù)量、以及質量證明書等進行核查驗收，乳化瀝青質量證明書中應有采用的瀝青或改性瀝青的質量證明文件，干料質量證明書應有采用的水泥、細骨料等的相關質量證明文件，還應提供干料的密度。(2) 原材料進場檢驗6 砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點6.2水泥乳化瀝青砂漿的質量檢驗類型(3)現(xiàn)場檢驗表6.2 水泥乳化瀝青砂漿現(xiàn)場檢驗項目及頻率序號項 目試驗時間/頻率1砂漿溫度1次/罐2流動度1次/罐3含氣量1次/罐4泛漿率1次/工班5膨脹率1次/工班

43、6抗壓強度1次/工班7分離度1次/工班8彈性模量第一次灌注時6 砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點6.3水泥乳化瀝青砂漿的檢測內容(1) 施工性能 砂漿溫度 新拌水泥乳化瀝青砂漿的施工性能包括砂漿溫度、流動度、可工作時間、分離度、泛漿率等，施工性能不但影響到砂漿墊層的施工質量，更重要的是對硬化后砂漿的力學性能、砂漿墊層的耐久性能有重大影響。砂漿溫度用棒狀溫度計測量。 在攪拌過程中，因水泥水化放熱、顆粒狀組分材料間的摩擦、機械運轉等因素會使砂漿溫度升高，溫度太高，會使水泥水化加快，溫度會進一步升高，這會嚴重影響新拌砂漿的流動性、勻質性、穩(wěn)定性和可工作時間；砂漿溫度太低，也會影響到新拌砂漿的流動性和穩(wěn)定

44、性。因此，應嚴格控制砂漿溫度在540C之間，以1530C最佳。技術措施有：控制組分材料的溫度，添加水泥水化速度調節(jié)劑等。6 砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點6.3水泥乳化瀝青砂漿的檢測內容 流動度 流動度是衡量砂漿粘稠性的指標，以640ml砂漿從底部有1cm直徑通道孔的J型漏斗中流出的時間（s）表示，要求控制在1826s之間。由于CRTS型板式軌道用水泥乳化瀝青砂漿采用袋注法施工，砂漿的粘稠度對灌注質量有重大影響。流出時間太小，砂漿的粘稠性較小，會影響灌注后砂漿墊層的穩(wěn)定性與勻質性，嚴重時會造成分離度和泛漿率過大，或在砂漿墊層與軌道板低的界面上形成大面積氣泡；流出時間太大，砂漿的粘稠性較大，會增加

45、袋注法施工難度，延長灌注時間，嚴重時會造成砂漿不能充滿軌道板與混凝土底座間的間隙，在砂漿墊層與軌道板間留下縫隙，影響砂漿墊層的使用性能和耐久性能。砂漿流動度采用J型漏斗及其方法檢測。 可工作時間 新拌水泥乳化瀝青砂漿保持規(guī)定的流動度（26s）可持續(xù)的時間為可工作時間，以分鐘計。新拌砂漿的粘稠度會因水泥的水化反應而不斷增加，因而砂漿的流動度會隨著攪拌到灌注完成雖經(jīng)歷的時間延長而提高，要求砂漿流動度小于26s的可持續(xù)時間60min，為了保證砂漿墊層的灌注質量。6 砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點6.3水泥乳化瀝青砂漿的檢測內容 分離度 分離度是衡量新拌水泥乳化瀝青砂漿勻質性與穩(wěn)定性離析的指標，用分段法

46、測得的尺寸為50mm50mm的圓柱形試件上下兩段的密度差占平均密度的百分率（）表示。由于水泥乳化瀝青砂漿中的組分材料的密度相差很大，密度最大的水泥顆粒為3.1，而水的密度約為1，因此，如果砂漿的粘稠度不合適、砂子粒徑較大，會造成灌注后的砂漿墊層出現(xiàn)分層現(xiàn)象，上部分中水和瀝青組分多，而下部分中水泥和砂子顆粒較多，這會嚴重影響砂漿墊層的力學性能和耐久性能，嚴重時會造成無砟軌道結構不平順。所以，必需嚴格控制砂漿的分離度在1.0以下，分離度越小，砂漿的勻質性越好。 泛漿率 泛漿率是衡量新拌水泥乳化瀝青砂漿勻質性與穩(wěn)定性泌水的指標，用靜置24小時后砂漿表面泛漿水體積占砂漿原始體積的百分率（）表示。造成泛

47、漿率不合格的主要原因有：砂漿中各組分材料的相容性、砂漿的用水量、砂漿的粘稠度等，控制措施主要有組分材料種類和砂漿配比。6 砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點6.3水泥乳化瀝青砂漿的檢測內容(2) 物理性能 單位體積容量（濕表觀密度） 水泥乳化瀝青砂漿的物理性能包括單位容積質量(表觀密度)、含氣量和膨脹率，前2項指標衡量砂漿的配比與密實性，后1項指標衡量砂漿的體積變化率。 新拌水泥乳化瀝青砂漿的單位容積質量是指1升體積的砂漿質量，采用固定體積（1升三口燒瓶）法測量，它包括了砂漿中的孔隙體積，也稱為表觀密度。由于砂漿中水泥、砂、瀝青和水的密度不同，因此，通過這項指標測量可控制砂漿的配比，如果乳化瀝青與水

48、的含量較少，則砂漿的表觀密度較小，反之亦然。另一方面，砂漿的表觀密度與其力學性能密切相關，表觀密度小，則抗壓強度和彈性模量較低。6 砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點6.3水泥乳化瀝青砂漿的檢測內容(2) 物理性能 在水泥乳化瀝青砂漿攪拌過程中，不可避免地會夾入一些氣泡。含氣量不但影響砂漿的表觀密度，而且影響砂漿的力學和耐久性能。一定體積的含氣量，可降低砂漿的彈性模量，改善砂漿的抗凍性；但含氣量過大，會導致砂漿的抗壓強度太低，嚴重時會引起氣泡在灌注后的砂漿墊層上表面聚集，形成強度很低的大面積氣泡層，嚴重影響到砂漿墊層的飽滿度與耐久性。 砂漿含氣量受組成配比、砂漿稠度、投料順序、攪拌速度與時間等多種因

49、素的影響，施工時，應嚴格遵守攪拌操作規(guī)定，控制含氣量在812之間。必要時，可加入消泡劑，或適當延長低速攪拌時間，以消除氣泡。 含氣量含氣量是指新拌水泥乳化瀝青砂漿中氣孔所占體積的百分率，由下式計算獲得：6 砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點6.3水泥乳化瀝青砂漿的檢測內容(2) 物理性能 為了板式無砟軌道結構中的彈性砂漿墊層起到很好的功能，保證砂漿墊層的耐久性，避免列車運行中的沖擊荷載對砂漿墊層的沖擊作用，要求水泥乳化瀝青砂漿能完全填滿軌道板與混凝土底座間的間隙，不留任何縫隙。 但在砂漿灌注過程中，砂漿墊層與上部軌道板間可能存在縫隙。另一方面，硅酸鹽類水泥在凝結硬化過程均會產生一定的體積收縮，這會造

50、成砂漿灌注后的凝結硬化過程中在砂漿墊層與上部軌道板間出現(xiàn)縫隙。因此，為了消除可能出現(xiàn)的縫隙，要求砂漿灌注后能產生13的體積膨脹。 膨脹率膨脹率是指新拌砂漿在24小時內的體積增加百分率，采用量筒法測量。 砂漿的體積膨脹率與發(fā)泡劑的種類、摻量與投料時間、砂漿攪拌時間與稠度、溫度等有關。施工時主要通過控制這些因素，使含氣量達到指標要求。6 砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點6.3水泥乳化瀝青砂漿的檢測內容(3)力學性能 抗壓強度 硬化后的水泥乳化瀝青砂漿的力學性能主要是1、7、28天齡期的抗壓強度和28天齡期的彈性模量，要求3個齡期的抗壓強度分別大于0.10、0.70和1.8MPa，彈性模量在100300

51、MPa之間。 抗壓強度主要衡量硬化后砂漿墊層的承載能力，砂漿墊層不但要承受軌道板、鋼軌、扣件等部件的靜荷載，還要承受列車運行中的動荷載。如果砂漿墊層承載力不夠，將影響軌道結構的平順性。砂漿墊層的抗壓強度主要受組成材料種類、配比、勻質性和含氣量和灌注飽滿度等因素影響。 彈性模量 彈性模量主要衡量硬化后砂漿墊層的變形能力延展性，彈性模量越高，在荷載作用下變形越小，延展性越低。根據(jù)板式軌道結構動力學要求，砂漿墊層應具有良好的彈韌性和延展性，這不但有利于高速運行中列車的舒適性，而且也能保證砂漿墊層對列車運行中動荷載作用的抵抗能力，提高抗裂性和耐久性。現(xiàn)場應按規(guī)定取砂漿樣制備50mm50mm的圓柱體試件

52、供抗壓強度、彈性模量測試。6 砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點6.4 灌注施工質量（1）充填飽滿度 單元板式無砟軌道結構中水泥乳化瀝青砂漿墊層的灌注施工質量主要有砂漿墊層的充填飽滿度、勻質性和密實性等，但現(xiàn)在還沒有相應的評價指標和檢驗方法。目前，現(xiàn)場施工時，可以采取揭板檢測或觀察的方法進行檢驗和評價。 充填飽滿度是指軌道板與底座板間隙或灌注袋內中砂漿充填的飽滿程度，要求100的充填，墊層與軌道板或底座板接觸面不流任何縫隙，灌注袋四周邊緣成半圓形，并給人以脹鼓感，不能有皺褶。揭板后，軌道板下表面和底座板上表面的粗糙紋理清晰地印在墊層的表面，灌注袋內沒有任何空隙，如圖6.1所示。另一種現(xiàn)場評價飽滿度的方法是測量軌道板支撐螺栓卸除前后軌道板的標高，要求卸除螺栓前后軌道板標高的變化在測量誤差范圍(00.5mm)，不得大于1mm。圖6.1 砂漿墊層充填飽滿情形6 砂漿性能的現(xiàn)場檢測與控制要點6.4 灌注施工質量 砂漿墊層充填飽滿度的影響因素主要是新拌砂漿的流動度、可工作時間、砂漿的膨脹率、一次性灌注的砂漿量、墊層厚度和平整度等。 為了保證飽滿度，要求