CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工技术

摘要: 本文结合京沪高速铁路的实际施工情况，较为详细地阐述了CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆填充层灌注的施工工艺及质量控制要点。

关键词：板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆灌注工艺

Abstract: combining with the jinghu high speed railway actual construction, more detailed description to the Ⅱ CRTS type plate frantic jumble no cement emulsified asphalt fill orbit mortar layer perfusion the construction technology and quality control points.

Keywords: board type without a frantic jumble of cement mortar perfusion emulsifying asphalt track process

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1概况

CRTSⅡ型板式无砟轨道结构主要由钢轨扣件系统、轨道板、水泥乳化沥青砂浆填充层及底座板（支承层）四部分组成。水泥乳化沥青砂浆填充层做为无砟轨道的重要组成部分，是轨道板与支承层之间的连接层，主要起到填充、支撑、承力和传力的作用，是承受列车冲击的重要减振层，因此水泥乳化沥青砂浆灌注施工是无砟轨道施工技术的关键核心技术之一。水泥乳化沥青砂浆是一种多组分、多物相的复合材料，其质量的好坏与原材料的质量及自身性能、施工工艺及质量控制关系密切，本文结合京沪高铁施工情况，详细阐述了水泥乳化沥青砂浆的施工工艺及质量控制要点。

2施工准备

2.1原材料管理

（1）防水、防潮要求

乳化沥青、干料、减水剂、消泡剂等应遮光储存，避免阳光直射。干料的储存要采取相应的防水、防潮措施。为防止干料受潮，要求仓储站地面需用木板垫高，且储存仓库屋面墙体不得漏雨。

（2）温度要求

规范要求乳化沥青、干料的贮存、使用温度宜控制在5～30℃，因此，当环境温度低于5℃或高于30℃时，应对原材料采取必要的保温措施。

为保证乳化沥青的温度，储存罐须放置在地下并加盖房子，做好房子的保温等措施。也可在储存罐的外侧加设降温管道，以循环水的方法对沥青罐进行降温。

为确保干料的温度在允许范围内，可考虑加设橡塑保温板隔离外界对干料罐的影响，或在配备大型空调。

2.2施工设备

水泥乳化沥青砂浆必须采用专用设备―移动式水泥乳化沥青砂浆搅拌车进行拌合，设备进场后需进行计量系统的准确度和转速等方面的验证检查。其计量误差应符合：乳化沥青±1%；干料±1%；外加剂、消泡剂、引气剂为±0.5%；拌合用水为±1%。正常使用过程中，每周校验不少于一次。搅拌机转速应在0～200r/min范围内可调。同时应对使用安全等方面进行检查。同时对施工过程中相关检验项目所需的检验设备、仪器进行到位和计量准确性等方面的检查工作。

2.3岗前培训

施工单位针对设计要求及现场施工环境等具体情况，制定详细的质量控制及保证措施。应对相关施工班组进行技术和施工方案交底，做到正式开始施工前对所有参建人员进行岗前培训，经考试合格后才能上岗。

2.4验证揭板试验

根据施工现场不同的产品、不同的施工机械（如砂浆搅拌车）、不同环境条件或不同季节进行施工前的实际灌注试验，至少连续灌注10块板，同时对灌注效果进行揭板检查。检查轨道板、底座板与水泥乳化沥青砂浆的粘结情况，检查水泥乳化沥青砂浆表面的状态、砂浆的饱满充盈程度情况，以此确定水泥乳化沥青砂浆的灌注工艺及参数。

3水泥乳化沥青砂浆灌注施工工艺

水泥乳化沥青砂浆灌注施工工艺流程如下图所示：

3.1压紧、封边方法与工艺

3.1.1 精调爪的封堵

为防止砂浆从精调爪的空隙中流出，造成砂浆灌注不饱满，同时损害精调爪，施工中采用硬度较大的“凹”形海绵，在精调爪安装时，放置在精调爪周围。

3.1.2安装压紧装置

（1）直线板安装四个压紧装置，分别在原定位锥锚固钢筋上使用横向压紧装置，在轨道板中间一维精调千斤顶处使用纵向压紧装置，共四处。

（2）曲线板安装六至八个压紧装置，在直线段四个压紧装置基础上，在两块轨道板接缝（板端部）处都要安装固定装置，以防止灌浆时轨道板上浮。

图1压紧装置

3.1.3横向封边

横向封边材料是永久工程的一部分，必须确保封边质量。横向封边有两种方法，第一种方法：采用同设计水泥沥青砂浆相同配方的材料拌合，然后放置，待砂浆的稠度达到可塑状态时，进行封堵。第二种方法：采用同水泥沥青砂浆相同力学、耐久性能的水泥砂浆进行封边。

为防止蹿浆，横向封边时必须将砂浆掏实，使其与底座有良好接触，横向封边后24h才能进行砂浆的灌注。

图2 横向封边

3.1.4 纵向封边

为提高施工效率，有效解决底座板的湿润问题，纵向封边应在灌板前3h湿润底座板后进行，封边材料采用角钢加内衬土工布。

漏浆是角钢加内衬土工布封边方式的主要缺陷之一。漏浆不但会污染底座板，砂浆灌注不饱满，还会造成砂浆分层。因此，封边完成后要对封边质量进行细致检查，以防止漏浆。检查方法为用手轻拉轨道板边部和底座板边部外露的土工布，以检查土工布是否压紧。如果土工布压紧程度不够，则采用平口螺丝刀或其它工具补塞土工布直到足够压紧为止。

图3 纵向封边

3.1.5 排气孔与排水孔的设置

（1）排气孔设置

超高板共设置4个排气孔，四个角各设置一个；直线板共设置8个排气孔，四个角各设置一个，横向封边中部各设置2个。

（2）排水孔设置

为了排出底座润湿多余的明水，在四个角设置四个排水缝，长度为5cm，厚度为角钢内衬的土工布的厚度。设置方法为将靠近四个角的土工布剪短5cm即可。

3.2润湿方法与工艺

润湿是水泥乳化沥青砂浆灌注的关键工艺，润湿工作的好坏直接影响砂浆的灌注质量。预湿不够，乳化沥青砂浆在灌注过程中水分易被底座板吸收，砂浆变稠，影响砂浆流动性，同时底座板吸水后，其混凝土孔中的空气被置换出来，会在砂浆中形成贯穿气孔。若预湿太多，底座板上有明水，砂浆中的沥青易析出，且易在砂浆中形成夹层。

3.2.1铺板前润湿

为保证砂浆与底座板（支承层）有良好的粘结，铺板前应采用高压水枪冲洗底座板（支承层），清除表面的浮浆与灰尘。

3.2.2封边前润湿

封边宜在砂浆灌注前3h进行，封边前采用高压水枪清除轨道板底和底座板表面的灰尘，同时对底座板（支承层）进行充分湿润使其处于保水状态，当底座板（支承层）凹凸不平有较多积水时应采用风力灭火机或有效措施将积水清除。封边完毕后应对灌注口和观察口进行有效覆盖，防止水分散失。

在对底座板进行湿润时要特别注意对保护精调爪的泡沫塑料部位的底座板进行充分湿润。

3.2.3灌注前湿润

在灌浆前30min打开观察口和灌注口观察底座板的湿润情况，如底座潮湿，则不需进行湿润；如底座板干燥，则需再次进行湿润。润湿方法为采用高压旋转雾化喷头从观察口和灌注口对底座板进行湿润。对于曲线板，由于底座排水顺畅，可对底座进行充分湿润，在每个观察口或灌注口的润湿时间为15~30s。对于直线板，每个观察口或灌注口的预湿时间为3~5s。

预湿后应对灌注孔和观察孔覆盖，防止水分失散。灌注砂浆前10min再检查一次轨道板下方的混凝土底座板表面状况。

此外，为了防止横向封边砂浆吸水导致砂浆发黑的现象，在灌板前还应对横向封边砂浆进行湿润。

图4 旋转喷头

3.3灌注工艺

3.3.1安装防污染布和灌注用的PVC管

为防止灌浆时砂浆泄漏造成轨道板的污染，在轨道板灌浆口处覆盖一层土工布，在土工布上掏一Ø20cm的孔洞安装灌注用的PVC管。对于直线板，灌注口PVC管高度要求高出轨道板顶面25cm，对于曲线板，PVC管高度要求高出轨道板顶面30cm，观察口的PVC管高出轨道板顶面20cm即可。

3.3.2量测板腔厚度

由于底座板的高程控制误差，每块板的板腔厚度存在差异，砂浆灌注量也不相同，为确保砂浆的一次性灌注，在灌板之前要对板腔厚度进行一次量测，掌握每块板的砂浆灌注量，便于砂浆生产。每块板所需砂浆的方量需在计算方量的基础上再加75升。

3.3.3对环境温度、板腔温度和砂浆温度的测量

灌板前应测量环境温度、板腔温度和砂浆温度，并做好记录。当砂浆温度超过35℃时，不允许进行灌注。

3.3.4砂浆搅拌与运输

水泥乳化沥青砂浆的拌和工艺严格按照工艺参数进行，否则会对砂浆的质量产生一定的影响，基本的加料顺序为：水（开动机器低速搅拌）――乳化沥青――减水剂――（提高搅拌速度，但以不带入空气为度）均匀的加入干料――消泡剂（低速拌和）。

每次灌注施工前均应进行水泥乳化沥青砂浆的试拌合，测量新拌水泥乳化沥青砂浆的扩展度、流动度、含气量及温度等指标，根据实验结果，微调并最终确定水泥乳化沥青砂浆配合比。各项指标合格后，方可进行轨道板填充层灌注施工。水泥乳化沥青砂浆的性能指标见表3.1。

砂浆运输过程中要做好防雨、防晒工作，当气温超过35℃或低于5℃时，还需对转运罐进行保温。为防止砂浆中铝粉的膨胀作用失效以及砂浆损失导致无法灌注的情况出现，水泥乳化沥青砂浆拌和好后40min内必须完成灌注，超过40min后不得进行灌注。

表3.1水泥乳化沥青砂浆的性能指标要求

3.3.5砂浆灌注

水泥乳化沥青砂浆应一次连续灌注完成，若分次灌注，会产生分层，影响砂浆的整体性。

砂浆灌注时应顺着漏斗壁注入，否则易带入大量气泡，易在砂浆表面形成很多大气孔，造成灌注不饱满。

砂浆灌注速度宜适中，一块板灌注用时约3~4分钟，速度过快易在砂浆表面形成大气泡，过慢易形成夹层。砂浆灌注时易先快后慢，待观察孔中砂浆快接近板底时，降低灌注速度，以便排气完全，有利于板底砂浆饱满。

灌注时首先打开中转罐卸料阀门，待灌注软管中砂浆充满且气体充分排出后，再缓慢打开灌注阀门，直至灌注口砂浆面高出轨道板顶约20cm，此后随时观察灌注孔内砂浆的液面高度，并维持砂浆面高度进行连续灌注，待四角排气孔流出砂浆后及时关闭灌注阀门。

砂浆灌注时，除灌浆操作人员外，不允许闲杂人员上轨道板。灌注完成后，在精调爪和压紧装置拆除前，不允许行人上板，应设置显著标志，专人负责检查。

当砂浆从排气孔溢出时，不要立即封堵，待积水充分排出，流出正常砂浆，且是满断面外溢时，用海绵团封堵。

当温度高于40℃或低于5℃时，不允许进行砂浆灌注施工，当天最低气温低于-5℃时，全天不允许进行砂浆施工，雨天不允许进行砂浆施工。砂浆出机温度控制在35℃以下，同时应检查轨道板底温度，超过35℃时，也不许进行砂浆灌注施工。

3.4养护

水泥乳化沥青砂浆养护原则上按自然养护进行，当日气温可能在零度以下时，应对新灌注的砂浆采取适当的保温措施。

当水泥乳化沥青砂浆本身膨胀完成后，可拆除压紧装置，当水泥乳化沥青砂浆抗压强度达到1.0 MPa后可拆除精调千斤顶，当水泥乳化沥青砂浆抗压强度达到3.0 MPa以上后方可在轨道板上承重。

4结语

乳化沥青砂浆是CRTSⅡ型板式无砟轨道结构弹性调整层的关键组成部分，其性能的好坏直接影响到结构使用的耐久性，我们要从乳化沥青砂浆的拌制、运输、灌注、养护等各个环节层层把关，严格操作程序，避免不利因素影响，确保砂浆最终灌注质量。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部 科技基【2008】74 号 客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件[S] 北京 中国铁道出版社，2008

[2]中华人民共和国铁道部 铁建设【2009】218 号 高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道施工质量验收暂行标准北京 中国铁道出版社，2009

[3]京沪高速（安）[2010]21号 京沪高速铁路水泥乳化沥青砂浆质量管理实施细则

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。