水泥乳化瀝青砂漿技術總結

1、CRTS型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿技術總結編寫委員會中鐵十二局集團京滬高速鐵路四標段二十一項目部前 言水泥乳化瀝青砂漿充填層是CRTS型板式無砟軌道的重要結構層，主要起著填充、支撐、承力和傳力的作用，并可為軌道提供一定的剛度和彈韌性。水泥乳化瀝青砂漿作為CRTS型板式無砟軌道結構當中的關鍵工程材料，其質量直接影響到無砟軌道的使用壽命和列車行駛的安全性、舒適性，以及運營后的維護成本。本文在總結別人的基礎上，充分結合自己在京滬高速鐵路現場的施工經驗，著重從水泥乳化瀝青砂漿的原材料質量控制、現場砂漿配制技術、水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工藝三大方面詳細闡述各自的控制要點、難點及解決辦法。目 錄1、工

2、程概況 12、水泥乳化瀝青砂漿原材料質量控制 12.1、原材料質量控制主要要點 12.2、原材料質量控制難點及解決措施 13、現場水泥乳化瀝青砂漿的配制 23.1、水泥乳化瀝青砂漿配制過程的主要控制要點 23.2、水泥乳化瀝青砂漿配制過程的難點及解決措施 34、水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工藝 44.1、水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工藝控制要點 45、水泥乳化瀝青砂漿質量評定 56、結語 71、工程概況本項目部起迄里程DK924+801.78DK938+482.76，全長13.68km,共計4208塊軌道板。其中直線段軌道板3872塊，曲線軌道板336塊,最大超高12.5厘米。圖1為水泥乳化瀝青砂漿施

3、工工藝流程圖。2、水泥乳化瀝青砂漿原材料質量控制水泥乳化瀝青砂漿的原材料包括干料、乳化瀝青、減水劑、消泡劑、水。干料主要組成部分為水泥、砂、鋁粉和膨脹劑、增稠劑、保水劑等。乳化瀝青主要組成部分為瀝青或改性瀝青、水和乳化劑、穩(wěn)定劑等。因水泥乳化瀝青砂漿原材料的特殊性，其質量控制與儲存管理必須采取行之有效的管理措施與辦法，否則將直接影響成品砂漿質量，造成經濟損失。各種材料若生產批次不同，應及時取樣檢測，通過試驗發(fā)現其是否有變化，以便現場及時根據原材料的變化及時調整施工配合比，避免因施工配合比調整不及時而造成浪費。水泥乳化瀝青砂漿對拌合用水較為敏感，因此必須保證有固定的水源，且水質滿足規(guī)范要求；拌合

4、用水宜采用地下水，禁止使用含消毒劑的自來水充當拌合用水。水泥乳化瀝青砂漿性能對原材料的溫度也較為敏感。如原材料溫度過高，那么體現到砂漿性能上最明顯的特征就是在配制砂漿時，單位用水量提高，砂漿稠度損失過快，可工作性時間縮短；以及乳化瀝青破乳時間加快，有可能造成砂漿出現泌水。溫度過低也會影響乳化瀝青的穩(wěn)定性，還會造成砂漿強度增長緩慢，影響施工進度。因此，合格的原材料是保證水泥乳化瀝青砂漿質量的首要條件。2.1、 原材料質量控制主要要點1) 所有進場原材料需建立詳細的臺賬，包括進場日期、品種、規(guī)格、數量、廠家、檢測報告編號等信息。2) 材料應按品種、批次、生產廠家分別儲存，堅決杜絕混堆、混用現象。3

5、) 干料采用袋裝貯存時必須采取遮陽、防水、防潮措施；當采用貯存罐的方式存儲時，應設置有防離析、保溫隔熱、防水防潮的措施。干粉存儲時間不應超過1個半月；干料倉庫放置溫濕度計，及時觀察、記錄。4) 乳化瀝青宜采用專用的貯存罐存儲，且貯存罐須配備保溫、隔熱、降溫、攪拌、溫度測試等裝置；乳化瀝青每天必須循環(huán)攪拌一次，每次不少于10分鐘。乳化瀝青貯存時間不宜大于3個月。5) 干料、乳化瀝青、消泡劑、減水劑貯存時均應避免陽光直射，并確保所有材料儲存溫度保持在530范圍內。6) 所有原材料必須按規(guī)定的頻率進行取樣檢測，做到數據真實、可靠。杜絕不合格材料進入施工現場。2.2、原材料質量控制難點及解決措施1)

6、防止干料防潮。干粉料貯存地點宜選取在密封性較好的倉庫儲存，四周墻壁采用塑料薄膜隔離，干料放置區(qū)域應距離墻壁12米，且在干料放置區(qū)域下面設置10cm方木加竹膠板做防潮處理；2) 防止干料混堆、混裝。嚴禁不同批次及廠家的干粉堆放在一起；應在干料貯存?zhèn)}庫內設置若干個小區(qū)域，并且放置標示標牌。在卸貨與出貨時，對裝卸工人交底，避免混裝；干料的使用遵循“先到先用，后到后用”的原則，避免存放時間過長，干料回潮。3) 防止干料溫度超標。干料有可能在出廠時溫度過高，則運送到施工單位時材料還存在較高的溫度，此時應在倉庫安裝制冷空調，采取及時有效的降溫措施，確保材料溫度降低到30以下。4) 防止乳化瀝青溫度超標及沉

7、淀。乳化瀝青貯存罐可采用在周圍砌筑水槽，利用水槽里的循環(huán)水降低乳化瀝青溫度；無自動定時攪拌裝置的貯存罐，應設專人負責此項工作，每次攪拌時間必須達十分鐘以上；貯存罐安裝時可設置4%左右的坡度，防止沉淀面積過大。5) 保證穩(wěn)定的水源和良好的水質。乳化瀝青砂漿對拌合用水有著非常敏感的反應；拌合用水宜采用地下水，不得使用含消毒劑的自來水。如改變水源，則需重新進行工藝試驗。6) 現場原材料存放與管理。為保證砂漿灌注施工的連續(xù)性，需要在現場存放一定數量的原材料?，F場存放干料地點需做到“下墊上遮”，下面鋪墊厚實的雨布，上面搭設移動式遮陽棚；瀝青存放地點也需搭設遮陽棚，防止太陽直射。原則上，現場不得存放過多的

8、原材料，物資部門應配合現場做到用多少，送多少，避免因天氣及其它原因影響材料性能；現場還需準備防雨物資，技術人員應及時關注天氣變化，做到有備無患，防止材料遭受損失。3、現場水泥乳化瀝青砂漿的配制在水泥乳化瀝青砂漿配方提供單位提供的理論配合比基礎上，通過工藝試驗、性能測試與揭板檢查，并經建設單位指定試驗室的常規(guī)檢驗和型式檢驗驗證合格后得到基本配合比。現場砂漿的配制就是指灌注施工前，現場試驗人員在基本配合比的基礎上，配制出性能指標符合規(guī)范要求且滿足現場灌注施工的砂漿。試驗人員應熟練掌握配制技術，理解每項性能指標對砂漿質量的影響。如砂漿過稀會導致砂漿灌注后出現分層，表面氣泡面積超標，與軌道板的粘著力降

9、低；砂漿過稠則會導致板腔砂漿灌注不飽滿。圖2為配制砂漿的流程圖。3.1、水泥乳化瀝青砂漿配制過程的主要控制要點1) 砂漿攪拌車加料。加料前應檢查原材料的品質、溫度是否符合要求，加料時因有專人對加料過程進行檢查。干料加入時一定要檢查干料是否受潮，但凡受潮的干料不得使用；加干料時防止包裝袋混入料倉內，避免揚塵，防止環(huán)境污染。乳化瀝青加入時，應對加料的管道先用清水清洗后，再用乳化瀝青清洗后才能使用。雨天不得進行干料、乳化瀝青加料作業(yè)。2) 砂漿攪拌車的檢查。每天開盤之前，應對砂漿車進行全面的檢查，及時發(fā)現問題，防止在施工過程中出現意外情況，特別是計量系統與攪拌系統的檢查。砂漿車的計量系統，每周須進行

10、自校；砂漿車的攪拌主機與成品倉應及時清理，防止剩余砂漿硬化后影響使用性能。3) 砂漿需求數量的控制。在進行砂漿拌制之前，應預先計算好每塊板大致需求的方量，防止灌注后剩余過多，導致浪費；當中轉倉內的砂漿不足灌注一塊板時，應廢棄該倉里的砂漿，重新拌制足夠數量的砂漿。4) 試驗檢測。試驗人員必須按照規(guī)范要求及時準確的檢測砂漿性能指標，以確保砂漿質量。流動度與擴展度的試驗儀器應濕潤充分，防止因過濕和欠濕，影響試驗結果，造成判斷失誤。如遇到原材料及砂漿車性能不穩(wěn)定的情況，還須提高檢測頻率；時刻關注砂漿性能是否存在變化，防止不合格砂漿灌入軌道板內。5) 施工配合比的調整。施工配合比的調整范圍必須在基本配合

11、比的允許范圍之內；施工配合比的調整應根據原材料的性能、軌道板底座的類別、板腔厚度、板腔溫度、濕潤等情況來調整。京滬高鐵正線區(qū)間，路基軌道板底座型式為支承層，采用低塑性素混凝土結構，強度為1218MPa，厚度30cm（直線段）；橋梁及端刺軌道板底座型式為底座板，采用低彈模鋼筋混凝土，強度為30MPa，彈性模量不大于31500MPa，厚度19cm(直線段)。因底座所采用的混凝土標號不同，其內部孔隙結構也不相同，因此混凝土的吸水性能也不相同，在同樣的原材料及板腔濕潤良好的情況下，灌注支承層上的砂漿時，較底座板上，砂漿的流動度要增大；板腔厚度越厚，砂漿流動度應降低；板腔溫度越高，砂漿流動度則越小。表1

12、為我項目在京滬線上經過大量的揭板試驗、總結經驗后，得到的數據。表1板腔 厚度 （cm）支承層底座板板腔 溫度（）灌注速度控制流動度(s)擴展度 （s/mm）流動度 (s)擴展度 （s/mm）見漿-掛壁的 間隔時間(s)完成 時間(s)2.02.5855/315936/300103010210S±10S2.53.0905/310986/3001015240S±10S3.03.5956/3001057/3001520270S±10S3.54.01007/3001108/2902025300S±10S注：1、以上數據均在原材料穩(wěn)定、板腔濕潤良好的情況下測得。

13、2、流動度、擴展度均為砂漿運送至灌注現場灌注時的指標。3.2、水泥乳化瀝青砂漿配制過程的難點及解決措施1) 防止結塊、雜物進入砂漿攪拌車料倉。防止結塊的干料進入料倉，應在干料加料口設置5mm的篩網；瀝青加料口設置2mm的篩網。2) 保證計量系統的精度。水泥乳化瀝青原材料應嚴格按照施工配合比要求進行準確稱量。干料、乳化瀝青、水稱量最大允許偏差為±1%，消泡劑、減水劑稱量最大允許偏差為±0.5%。砂漿車電子計量系統應每周標校，防止因砂漿車的頻繁挪動，引起電子傳感器松動，導致計量偏差過大。3) 用水量與減水劑的配合。當材料有變動，砂漿性能發(fā)生變化時，特別是稠度有變化時，在需要調整

14、砂漿稠度時，應綜合考慮，采用減水劑與單位用水量相結合的方式進行調整，同時遞增或同時遞減。根據我們現場施工經驗，一般拌制大方（0.3m3以上）每降低5kg水與降低0.2kg減水劑的效果基本相同。根據現場試驗，一般情況下，每降低5kg水或降低0.2kg減水劑，砂漿流動度增加10S左右，擴展度達到280mm的時間延長12S，最終擴展度減少510mm。表2為我在京滬線使用的原材料廠家和基本配合比及施工配合比。表2材料名稱 材料生產廠家基本配合比用量（kg）施工配合比（kg）干料江蘇華奧高科技發(fā)展有限公司15001500乳化瀝青北京冶建特種材料有限公司245245減水劑北京冶建特種材料有限公司2.24.

15、02.8消泡劑北京藍海黑石科技有限公司0.31.00.6水地下井水1451701604) 砂漿含氣量的控制。規(guī)范要求含氣量在0%10%都是合格，有專家提出，CRTS型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿含氣量宜控制在5%左右。含氣量過小，會降低砂漿抗凍融破壞能力，影響其耐久性，提高砂漿的彈性模量，降低了其彈韌性。在配合比確定的情況下，當出現含氣量過大或過小時，應著重在攪拌工藝與消泡環(huán)節(jié)上進行調整，不建議對材料用量進行調整。如含氣量過大，則可視情況延長低速攪拌時間，根據我們現場施工的大量試驗結果來看，一般情況下每延長10S低速時間可降低1%左右的含氣量。圖3為一般攪拌工藝流程。5) 成品砂漿質量的保護。

16、在砂漿中轉倉的入料口放置5mm孔徑的篩網，防止未攪拌均勻的結團干料進入成品砂漿內。砂漿運輸至灌注現場需要一段時間，在此段時間里，砂漿中轉倉電機必須保持低速的攪拌，防止砂漿沉淀，影響勻質性。在晚上施工時，施工現場存在許多蚊蟲，砂漿的中轉倉應及時覆蓋，成品倉應及時復位，防止蚊蟲因燈光的吸引，飛落到砂漿內。6) 嚴格按照配方提供單位提供的攪拌工藝，生產參數進行生產。如砂漿性能有變化，需改動生產參數，應事先與配方提供單位進行溝通，征求意見。4、水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工藝CRTS型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工藝包括：機具、設備、人員的準備、軌道板及底座的清洗、安裝軌道板壓緊裝置、封邊、底座預

17、濕、安裝灌注用的PVC管、灌注前二次補水濕潤、砂漿灌注、拆除封邊及精調爪、砂漿養(yǎng)護，圖4為砂漿灌注施工工藝流程圖。水泥乳化瀝青砂漿灌注工藝水平的高低決定著砂漿質量的好壞。在正式灌注之前施工單位應建立試驗段（一般為四直兩曲），進行工藝性試驗。通過模擬現場灌注施工，熟悉灌注工藝，了解灌注程序，確定工藝參數、人員組成及分工。工藝試驗一般須經建設單位組織驗收合格后才能正式上路或上橋施工。水泥乳化瀝青砂漿灌注工藝最為關鍵的工序有兩道，一是灌注前底座濕潤狀態(tài)的控制，二是灌注時灌注速度的控制。最為理想的濕潤狀態(tài)為底座混凝土吸水飽和且表面無明水，底座若過濕，則底座混凝土表面會存在明水，這些明水無法再灌注過程中

18、全部排出，則必然會導致砂漿成型后表面存在明顯的流水痕跡，形成水槽，如圖5所示。底座若過干，則砂漿在灌注時，砂漿里面的水在流動過程中就被底座混凝土吸收，影響砂漿流動性，導致灌注不飽滿；底座混凝土在吸收水的同時會置換出混凝土內的空氣，容易在砂漿斷面內形成貫穿孔。如圖6所示。砂漿在灌注時，如果速度過快，導致砂漿不能以全斷面的方式推進，同時因速度過快，排氣孔也無法迅速排出空氣，那么必然會在軌道板兩頭形成較多的窩孔。如圖7。 圖5 砂漿表面因存在明水而產生的水槽 圖6 砂漿斷面存在貫穿孔 圖7 板端存在窩孔4.1、水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工藝控制要點1) 充分的準備工作。因為水泥乳化瀝青砂漿的可工作時間

19、過短，其可靠的工作性一般情況下只能保證在3060分鐘左右，所以在灌注之前，施工技術人員必須對準備工作做仔細的檢查，包括人員是否到位、機械設備是否齊全、機械設備的運作狀態(tài)是否良好，經逐一檢查達到要求后才能通知開盤。如存在問題，應及時解決，保證灌注施工的連續(xù)性。2) 軌道板及底座的清洗。經過粗鋪和精調后，軌道板底面及底座表面肯定會存在灰塵及雜物，此時應采用高壓風槍配合高壓水槍進行沖洗。防止因灰塵雜物影響砂漿與軌道板和底座的粘結性。如圖8、9所示。 圖8 高壓水槍沖洗板腔 圖9 高壓風槍吹洗板腔3) 軌道板壓緊裝置的安裝。為保證軌道板在不因砂漿灌注施工導致精調成果的破壞，需對軌道板安裝壓緊裝置。壓緊

20、裝置采取長度55厘米16的鋼筋植入底座板或支撐層15厘米。直線段一般采用四個壓緊裝置，橫向兩個，縱向兩個。如圖10所示。曲線段一般采用六個壓緊裝置，縱向兩個，橫向四個。如圖11所示。軌道板軌道板 圖10 直線段壓緊裝置示意圖 圖11 曲線段壓緊裝置設置示意圖4) 底座預濕及二次預濕。預濕直接決定了砂漿的質量，所以需特別重視。第一次預濕須做到潤濕充分，使混凝土表面充分吸水飽和；二次濕潤是在灌注之前視板底濕潤情況進行補水處理，此方法應謹慎操作，若控制不好，則會導致軌道板觀察口周圍積水過多。預濕完后，應在觀察孔內塞進濕土工布，防止水分蒸發(fā)過快，影響濕潤效果。5) 封邊。封邊包括縱向與橫向封邊。型板縱

21、向封邊方式大概有五種，包括砂漿封邊法、支架封邊法、填充封邊法、模板封邊法、角鋼加無紡布封邊法?，F場可操作性較強，應用較為普遍的有兩種，一種是砂漿封邊法，一種是支架封邊法。京滬線建設單位要求采用支架封邊法。如圖12所示。支架封邊法優(yōu)點在于它封邊速度快，可以選在底座濕潤在良好的狀態(tài)下立即封邊，立即灌注，而且施工速度快，灌注現場容易清理。缺點是如果底座平整度不好，容易出現漏漿的現象。封邊時機一般為底座濕潤后等待23小時開始，在夏季施工，環(huán)境溫度過高，封邊時機應根據現場實際情況選擇。支承層較底座板封邊時間約提前30分鐘至60分鐘，因為支承層混凝土孔隙較底座板混凝土孔隙大，吸水速度要快。橫向封邊一般采用

22、竹膠板加水泥砂漿的方式，該法操作簡單、快捷，可以比縱向封邊提前施工，而且能夠有效的防止發(fā)生串漿。如圖13所示。 圖12 縱向支架封邊 圖13 橫向水泥砂漿封邊 圖14 灌注漏斗6) 水泥乳化瀝青砂漿灌注速度的控制。砂漿灌注速度應遵循慢-快-慢-補的原則。先慢是為了避免開始灌注時將管道中的氣體帶入灌注孔中。為了減少灌漿開始時因灌注產生的沖擊帶入氣泡，應盡量減少中轉料斗與灌注口之間的高差，可以采取加裝灌漿漏斗的方法消除此影響，如圖14所示。同時灌注時應盡量使?jié){體順管壁或灌注孔流出，當管道中的氣排除后，灌注口有一定高度時再快速灌注。當砂漿運動到觀察孔時（見漿），此時砂漿應為全斷面推進，而不能已翻滾得

23、方式前進（即后面的砂漿不斷覆蓋前面的砂漿），以保證氣泡不被裹入砂漿中，而被整體排除。當砂漿接近軌道板底面時（掛壁）再慢速灌注，這時主要是為了避免過快的速度從觀察孔卷入氣泡，同時也保證砂漿在快接近板端時，氣泡不會被快速回流的砂漿擋回去，而能通過排氣孔排除。此時灌注孔內需維持穩(wěn)定的液面高度，保證砂漿勻速流動，能夠充滿整個板腔。慢-快-慢灌注速度轉換要平穩(wěn)，切忌灌注過程忽快忽慢，時斷時續(xù)。7) 砂漿灌注過程中的注意事項。檢查壓緊裝置有無松動和變形。檢查排氣孔是否堵塞，確保砂漿能順利滿斷面流出。目視檢查灌注口、觀察孔中是否有雜物、積水等情況，如有雜物必須清理，如有少量積水可通過增加灌注量對其進行排出。

24、灌注過程中，液面高度不宜過大，高度宜控制在15厘米左右，液面高度過大容易引起軌道板上浮量過大，導致軌道板被擾動。8) 拆除封邊裝置、壓緊裝置及精調爪。待砂漿凝固后即可拆除封邊裝置，一般12小時之后。砂漿膨脹及充分硬化完成后，可拆除壓緊裝置，一般在48小時之后。待砂漿強度達到1MPa后，即可拆除精調爪；待砂漿抗壓強度達到3MPa后才允許在軌道板上承重；砂漿強度根據同條件養(yǎng)護試件的強度確定。9) 砂漿養(yǎng)護。為避免砂漿出現裂紋，需對硬化的砂漿進行適當的養(yǎng)護。一般采用曬水加覆蓋土工布的方式進行養(yǎng)護，養(yǎng)護7天。當環(huán)境溫度低于0時，防止砂漿被凍壞，需要對砂漿采取保溫措施。4.2、水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工

25、藝控制難點及解決措施1) 穩(wěn)定的施工工藝。穩(wěn)定的施工工藝，能夠有效的提高施工進度，保證施工質量。采用架子隊管理模式，定人定崗，各崗位人員一經確定不得隨意調動，特別是關鍵崗位。如灌漿閥門操作手、濕潤操作手等。2) 防止漏漿、串漿現象。漏漿、溢漿會導致砂漿灌注后，在漏漿、溢漿處出現砂漿不飽滿及凹槽現象。支架封邊方式對底座平整度要求較高，容易發(fā)生漏漿現象，因此，灌注砂漿之前應仔細檢查，如發(fā)現有封邊不嚴實的地方，可以采用塞布條的方式進行封堵?？v向串漿會導致軌道板兩頭出現離縫，因此，在橫向封邊時，必須仔細查看封邊砂漿是否壓實。3) 防止軌道板兩頭出現離縫。經分析研究，離縫產生的原因有：軌道板橫向封邊不嚴

26、，由串漿造成的離縫，此現象一般出現在線路下坡方向，且離縫寬度、長度、深度較大；精調千斤頂拆除時間過晚，因砂漿收縮，導致精調千斤頂架空軌道板，由此產生的離縫寬度較窄、長度與深度較大。個別封邊位置有輕微漏漿，因灌注過程中檢查不仔細，有個別輕微漏漿處未發(fā)現，由此產生的離縫位置不確定，寬度較大、深度與長度短。軌道板因溫度變形產生的離縫，由此產生的離縫寬度窄、深度與長度較短。當發(fā)現有離縫產生后，應立即分析原因，采取相應的措施進行補救。離縫深度、寬度、長度很少時可不做處理，反之則需鑿除補灌或者揭板重灌。典型的離縫，如圖15、16所示。 圖15 離縫 圖16 離縫4) 防止底座過濕或欠濕。底座濕潤的是否合適

27、，直接關系到砂漿的質量，濕潤情況的把握體現了水泥乳化瀝青砂漿灌注工藝水平高低。濕潤最佳效果為底座混凝土表面吸水飽和且表面無明水存留，此時目測混凝土表面顏色較深，無反光，用手觸摸溫度較低。灌注前仔細檢查，濕潤不合格時，不得灌注，需經二次濕潤達到良好狀態(tài)后再行灌注。5) 環(huán)境溫度（板腔溫度）超過40或低于5時不得進行灌注施工，當天最低氣溫低于-5時，全天不允許砂漿灌注施工；成品砂漿出機溫度超過35時不得用于灌注施工，需分析原因，解決后再進行灌注。6) 安全環(huán)保。因施工產生的污水、廢料要集中存放，及時妥善處理，防止污染環(huán)境。水泥乳化瀝青砂漿中含有較多的化學物質，施工時須采取相應的保護措施，避免人體皮膚直接接觸。5、水泥乳化瀝青砂漿質量評定依據京滬高速鐵路無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿現場工藝性試驗管理實施細則，水泥乳化瀝青砂漿質量，必須按頻率進行揭板檢查，揭板頻率一般為1/500。經揭板檢查出現不合格者，則應提高頻率，在該不合格板附近再揭六塊，進行評定；若還存在不合格者，應認真分析原因