1、 1 水泥乳化沥青砂浆施工技术 2 CRTS型板低弹模水泥乳化沥青砂浆第一节第一节 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能水泥乳化沥青砂浆的组成与性能第三节第三节 水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织第四节第四节 水泥乳化沥青砂浆现场拌制水泥乳化沥青砂浆现场拌制第五节第五节 水泥乳化沥青砂浆灌注施工水泥乳化沥青砂浆灌注施工第六节第六节 水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点第二节第二节 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测前言前言 3 前言前言填充材料的种类与功能 我国的板式无砟
2、轨道是在引进、消化、吸收的基础上经过再创我国的板式无砟轨道是在引进、消化、吸收的基础上经过再创新研发的，具有我国完全自主知识产权的新型轨道，是无砟轨道的新研发的，具有我国完全自主知识产权的新型轨道，是无砟轨道的主要结构形式之一。板式无碴轨道与传统有碴轨道相比，具有结构主要结构形式之一。板式无碴轨道与传统有碴轨道相比，具有结构高度低、维修保养工作量少、高速行车道碴不飞溅，稳定性好、适高度低、维修保养工作量少、高速行车道碴不飞溅，稳定性好、适用性强、耐久性强和使用寿命长、轨道横向阻力大等特点。主要由用性强、耐久性强和使用寿命长、轨道横向阻力大等特点。主要由混凝土底座、弹性砂浆垫层、预制混凝土轨道板
3、、板间连接构件、混凝土底座、弹性砂浆垫层、预制混凝土轨道板、板间连接构件、钢轨扣件等构成。板式无砟轨道主要分为如下两种型式：钢轨扣件等构成。板式无砟轨道主要分为如下两种型式：CRTSCRTS型板式无砟轨道型板式无砟轨道CRTSCRTS型板式无砟轨道型板式无砟轨道 4 砂浆垫层组成：沥青乳液、水泥、细骨料、其它添 加剂功能：支撑、调整，提供弹韧性凸台树脂组成：聚醚、异氰酸酯、填料功能：与凸台一起限制轨道板的纵横向位移，同时提供合适的弹性和刚度。灌注袋组成：聚脂无纺布功能：模板、定位、保护充填垫板组成：注入袋及树脂浇铸体 功能：精调钢轨高度CRTS I CRTS I 型CRTS CRTS 型前言前
4、言填充材料的种类与功能 5 普通普通A A型板式轨道型板式轨道 框架型板式轨道框架型板式轨道前言前言 6 水泥乳化沥青砂浆功能水泥乳化沥青砂浆功能 支撑调整支撑调整、缓冲协调缓冲协调、阻断裂纹阻断裂纹、提供弹性提供弹性。（1 1）支撑调整）支撑调整 保证轨道的平顺性：砂浆垫层厚度一般为保证轨道的平顺性：砂浆垫层厚度一般为50mm左右，砂浆太薄对耐久性左右，砂浆太薄对耐久性有影响，过厚则不经济，所以厚度限制在有影响，过厚则不经济，所以厚度限制在40100mm之间。之间。保证轨道结构的耐久性和乘车的舒适性。砂浆的弹性由砂浆的弹性模量表保证轨道结构的耐久性和乘车的舒适性。砂浆的弹性由砂浆的弹性模量表
5、征，弹性模量高低影响其缓冲效果，延展性标志砂浆的变形性能，影响砂浆垫征，弹性模量高低影响其缓冲效果，延展性标志砂浆的变形性能，影响砂浆垫层的变形协调能力。因此，应同时关注垫层砂浆的弹性模量和延展性。层的变形协调能力。因此，应同时关注垫层砂浆的弹性模量和延展性。（2 2）缓冲协调（弹性、延展性）缓冲协调（弹性、延展性）前言前言填充材料的种类与功能 7 水泥乳化沥青砂浆功能水泥乳化沥青砂浆功能 混凝土底座板允许开裂而轨道板不允许开裂，混凝土底座板允许开裂而轨道板不允许开裂，CRTS型板式无砟轨道结型板式无砟轨道结构中用低弹模水泥乳化沥青砂浆，有一定的阻断裂纹向上反射的功能。构中用低弹模水泥乳化沥青
6、砂浆，有一定的阻断裂纹向上反射的功能。（3）阻断裂纹（弹模、延展性）阻断裂纹（弹模、延展性）由上可知，由上可知，CRTS型板式无砟轨道结构中水泥乳化沥型板式无砟轨道结构中水泥乳化沥青砂浆垫层的重要功能是青砂浆垫层的重要功能是支撑调整支撑调整和和缓冲协调缓冲协调。（4）提供（有限）弹性）提供（有限）弹性 水泥乳化沥青砂浆垫层提供的弹性对轨道整体弹性十分有限，扣件弹性比水泥乳化沥青砂浆垫层提供的弹性对轨道整体弹性十分有限，扣件弹性比砂浆大得多，而且，砂浆弹性对轨道总体弹性的影响也较小。砂浆大得多，而且，砂浆弹性对轨道总体弹性的影响也较小。前言前言填充材料的种类与功能 8 凸台树脂功能凸台树脂功能
7、凸形挡台填充聚氨酯树脂（简称凸台树脂）是凸形挡台填充聚氨酯树脂（简称凸台树脂）是CRTS I 型板式无砟轨道型板式无砟轨道的重要组成部分，它填充在轨道板与凸形挡台之间的缝隙中，灌注状态如图的重要组成部分，它填充在轨道板与凸形挡台之间的缝隙中，灌注状态如图1所示，主要起到轨道板的所示，主要起到轨道板的纵横向定位及减振缓冲作用纵横向定位及减振缓冲作用。图图1 图台及填充树脂示意图图台及填充树脂示意图前言前言填充材料的种类与功能 9 日本日本CACA砂浆砂浆(Cement Asphalt Mortar)(Cement Asphalt Mortar)的研发始于的研发始于19651965年，从年，从19
8、751975年至今共铺设年至今共铺设2600km 2600km，分为，分为A A配合以及配合以及B B配合，适用范围见下表配合，适用范围见下表 板型、地区区间明亮区间(包括从隧道口至200m的区间)隧道区间(不包括从隧道口至200m的区间)平板框架板平板框架板温暖地区ABA寒冷地区B表1 日本A、B配方的使用情况德国德国BZBZ砂浆砂浆 (Bitumen Zement Mortar)(Bitumen Zement Mortar)由于应用时间和里程较短，由于应用时间和里程较短，其使用寿命还有待进一步考察。其使用寿命还有待进一步考察。前言前言国外应用情况 10 1979年，在北京西北环线军庄至三家
9、店间年，在北京西北环线军庄至三家店间 40m 1981年，在皖赣线溶口隧道年，在皖赣线溶口隧道 25m 2002年，年，秦沈客运专线国产和日本秦沈客运专线国产和日本 2.8km前言前言国内应用情况 11 2004年，赣龙线枫树排隧道年，赣龙线枫树排隧道 719m 2005年，年，北京东郊环形试验基地北京东郊环形试验基地 100m 8000多万吨多万吨运营考验运营考验 前言前言国内应用情况 12 2006年，遂渝线无砟轨道技术综合试验年，遂渝线无砟轨道技术综合试验 8km2007年，年，京津城际采用京津城际采用BZ砂浆，砂浆，224 km 2006年，台湾高铁应用日本年，台湾高铁应用日本CA砂浆
10、技术铺设了砂浆技术铺设了600km前言前言国内应用情况 13 2008年，武广线武汉综合试验段年，武广线武汉综合试验段 40km；2008年，石太客运专线年，石太客运专线 95 km；2008年，年，滨绥线滨绥线严寒地区严寒地区成高子试验段成高子试验段 500m。前言前言国内应用情况 14 CRTS型板低弹模水泥乳化沥青砂浆第一节第一节 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能水泥乳化沥青砂浆的组成与性能第三节第三节 水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织第四节第四节 水泥乳化沥青砂浆现场拌制水泥乳化沥青砂浆现场拌制第五节第五节 水泥乳化沥青砂浆灌注施
11、工水泥乳化沥青砂浆灌注施工第六节第六节 水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点第二节第二节 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测前言前言 15 乳化沥青乳化沥青 乳化沥青是将沥青或改性沥青加热熔融，和乳化皂液（包括乳化乳化沥青是将沥青或改性沥青加热熔融，和乳化皂液（包括乳化剂、稳定剂、电解质等）与水一起，经乳化机的机械作用，以细小微粒分散于水剂、稳定剂、电解质等）与水一起，经乳化机的机械作用，以细小微粒分散于水中形成的水包油型乳化沥青，因此，乳化沥青含有基质沥青、乳化剂、稳定剂、中形成的水包油型乳化沥青，因此，乳化沥青含有基
12、质沥青、乳化剂、稳定剂、电解质和水（如图电解质和水（如图1.1所示）。基本要求是乳化沥青在强碱性的水泥浆体中是稳所示）。基本要求是乳化沥青在强碱性的水泥浆体中是稳定的，乳液类型可以是阳离子型，阴离子型或非离子型。乳化剂主要是一些常用定的，乳液类型可以是阳离子型，阴离子型或非离子型。乳化剂主要是一些常用的表面活性剂，如季铵盐、高元醇的硫酸酯、聚乙氧基烷基醚等。的表面活性剂，如季铵盐、高元醇的硫酸酯、聚乙氧基烷基醚等。水泥乳化沥青砂浆是由乳化沥青和水泥胶结砂子形成的具有优良水泥乳化沥青砂浆是由乳化沥青和水泥胶结砂子形成的具有优良弹韧性的砂浆，其主要组成有：弹韧性的砂浆，其主要组成有：1.1 水泥乳
13、化沥青砂浆的组成水泥乳化沥青砂浆的组成1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 16 乳化沥青乳化沥青 工程应用中，低弹性模量工程应用中，低弹性模量 CA砂浆主要采用阳离子型乳化沥青，其砂浆主要采用阳离子型乳化沥青，其固体含量要求在固体含量要求在60%左右。左右。1.1 水泥乳化沥青砂浆的组成水泥乳化沥青砂浆的组成1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能图图1.1 乳化沥青乳化沥青结构示意图（左）及显微照片（右）结构示意图（左）及显微照片（右）17 水泥水泥 主要是硅酸盐水泥和掺混合材的复合硅酸盐水泥，为提高凝结硬化速度，主要是硅酸盐水泥和掺混合材的复合硅酸盐水泥，为提高凝结硬化速度，也采用快硬水泥，如硅酸盐
14、水泥与铝酸盐水泥组成的混合水泥。也采用快硬水泥，如硅酸盐水泥与铝酸盐水泥组成的混合水泥。1.1 水泥乳化沥青砂浆的组成水泥乳化沥青砂浆的组成细骨料细骨料 河砂或机制硅砂，细度模数为河砂或机制硅砂，细度模数为1.41.8。膨胀剂膨胀剂 主要采用煅烧合成的硫铝酸钙和氟铝酸钙或二者混合的矿物粉末，石灰主要采用煅烧合成的硫铝酸钙和氟铝酸钙或二者混合的矿物粉末，石灰粉末，其细度要求为粉末，其细度要求为400010000cm2/g。发泡剂发泡剂 有铝粉、氮化铝、锌粉、锡粉、硅钙合金等粉末或其混合物。有铝粉、氮化铝、锌粉、锡粉、硅钙合金等粉末或其混合物。此外，还有消泡剂和聚合物乳液（此外，还有消泡剂和聚合物
15、乳液（P乳剂）等。乳剂）等。所以，水泥乳化沥青砂浆是一种多组分、多物相的混合砂浆，新拌砂浆是一种所以，水泥乳化沥青砂浆是一种多组分、多物相的混合砂浆，新拌砂浆是一种介稳悬浮浆体。介稳悬浮浆体。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 18（1）水泥乳化沥青砂浆的基本性能水泥乳化沥青砂浆的基本性能 1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 为使砂浆垫层满足板式无砟轨道结构的要求，水泥乳化沥青砂浆必须具有以为使砂浆垫层满足板式无砟轨道结构的要求，水泥乳化沥青砂浆必须具有以下四方面的性能：下四方面的性能：施工性能：流动性、稳定性、匀质性、可工作时间等施工性能：流动性、稳定性、匀质性、可工作时间等
16、 物理性能：单位体积质量、含气量、膨胀率等物理性能：单位体积质量、含气量、膨胀率等 力学性能：抗压强度、弹性模量、延展性等力学性能：抗压强度、弹性模量、延展性等 耐久性能：抗冻性、耐候性、抗水性等耐久性能：抗冻性、耐候性、抗水性等 这些性能是相互关联、相互影响的，弹性砂浆垫层的力学性能与耐久性能不这些性能是相互关联、相互影响的，弹性砂浆垫层的力学性能与耐久性能不但取决于水泥乳化沥青砂浆的组成与配比，而且在很大程度上取决于施工性能与但取决于水泥乳化沥青砂浆的组成与配比，而且在很大程度上取决于施工性能与现场施工质量控制。现场施工质量控制。CRTS型板式无砟轨道用水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件型板式无
17、砟轨道用水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件（简称暂行技术条件）规定的技术性能指标要求如表（简称暂行技术条件）规定的技术性能指标要求如表1.1所示。所示。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 19（1）水泥乳化沥青砂浆的基本性能水泥乳化沥青砂浆的基本性能 1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 CRTS型板式无砟轨道用水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件（简称技术条件）型板式无砟轨道用水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件（简称技术条件）规定的技术性能指标要求如表规定的技术性能指标要求如表1.1所示。所示。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能序号序号项项 目目单位单位指标要求指标要求试验方法试验方法1砂浆温度砂浆
18、温度540棒状温度计法棒状温度计法2流动度流动度s1826附录附录A3可工作时间可工作时间min304含气量含气量812附录附录B5单位容积质量单位容积质量kg/l 1.36抗压强度抗压强度1dMPa 0.10附录附录C7d 0.7028d 1.80 7弹性模量弹性模量(28d)MPa100300附录附录D8材料分离度材料分离度 1.0附录附录E9膨胀率膨胀率1.03.0附录附录F10泛浆率泛浆率0附录附录G11抗冻性抗冻性300次冻融循环试验后，相对动弹模量不得小于次冻融循环试验后，相对动弹模量不得小于60，质量损失率不得大于，质量损失率不得大于5。附录附录H12耐候性耐候性无剥落、无开裂、
19、相对抗压强度不低于无剥落、无开裂、相对抗压强度不低于70%。附录附录I表表1.1 技术条件技术条件 20（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 施工性能施工性能 新拌水泥乳化沥青砂浆的施工性能主要有流动性、保持流动性的能力、匀质性和稳新拌水泥乳化沥青砂浆的施工性能主要有流动性、保持流动性的能力、匀质性和稳定性等，其评价指标主要有定性等，其评价指标主要有流动度流动度、可工作时间可工作时间、泛浆率泛浆率、分离度分离度和和砂浆温度砂浆温度。流动性流动性 灌注施工工艺要求新拌水泥乳化沥青砂浆具有自流平的特性，能在浆
20、体高灌注施工工艺要求新拌水泥乳化沥青砂浆具有自流平的特性，能在浆体高度差产生的重力作用下流动并充满灌注袋或轨道板与底座板间的间隙，因此，砂浆必须度差产生的重力作用下流动并充满灌注袋或轨道板与底座板间的间隙，因此，砂浆必须具有很好的流动性。砂浆的流动性用流动度指标来评价，它是容积约为具有很好的流动性。砂浆的流动性用流动度指标来评价，它是容积约为600ml的浆体的浆体流出圆锥形流出圆锥形J型漏斗所需的时间，所需时间越小，则砂浆的流动性越好。暂行技术条件型漏斗所需的时间，所需时间越小，则砂浆的流动性越好。暂行技术条件要求流动度为要求流动度为1826秒。秒。新拌砂浆的流动度主要取决于砂浆中液体（乳化沥
21、青和水）的用量，液体用量越大新拌砂浆的流动度主要取决于砂浆中液体（乳化沥青和水）的用量，液体用量越大，流动性越好，流动度越小。但砂浆的用水量是有一定限制的，用水量太大，会降低砂，流动性越好，流动度越小。但砂浆的用水量是有一定限制的，用水量太大，会降低砂浆及其垫层的耐久性和强度，因此，必要时可以添加合适的减水剂，以获得较低用水量浆及其垫层的耐久性和强度，因此，必要时可以添加合适的减水剂，以获得较低用水量下的较小流动度。所以，拌制砂浆时，可以通过选取合适的用水量和减水剂品种与用量下的较小流动度。所以，拌制砂浆时，可以通过选取合适的用水量和减水剂品种与用量，获得灌注施工所需的流动度。，获得灌注施工所
22、需的流动度。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能测定流动度和砂浆温度测定流动度和砂浆温度测定搅拌后的测定搅拌后的CA砂浆砂浆温度温度测定搅拌后的测定搅拌后的CA砂浆砂浆的流动度的流动度 22（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 施工性能施工性能 可工作时间可工作时间 水泥乳化沥青砂浆拌制后，其流动性会因水泥的水化反应而不断降水泥乳化沥青砂浆拌制后，其流动性会因水泥的水化反应而不断降低，即流动度（时间）会增加；另一方面，目前施工中采取砂浆定点拌制，再由拌制点低，即流动度（时间）会增加；另一方面，目前施工中采取砂
23、浆定点拌制，再由拌制点转运到灌注工点，这一转运过程需要一定的时间，因此，为了新拌砂浆到达灌注工点时转运到灌注工点，这一转运过程需要一定的时间，因此，为了新拌砂浆到达灌注工点时还有良好的流动性，砂浆应有保持流动性不变或损失较小的能力，该能力用可工作时间还有良好的流动性，砂浆应有保持流动性不变或损失较小的能力，该能力用可工作时间表示，它是砂浆拌制后流动度仍保持在表示，它是砂浆拌制后流动度仍保持在26秒所经历的时间，秒所经历的时间，“暂行技术条件暂行技术条件”要求砂要求砂浆的可工作时间为浆的可工作时间为30分钟分钟。水泥乳化沥青砂浆可工作时间的主要影响因素有砂浆中液体或水的用量、水泥的水水泥乳化沥青
24、砂浆可工作时间的主要影响因素有砂浆中液体或水的用量、水泥的水化速度、环境与砂浆的温度：化速度、环境与砂浆的温度：砂浆中液体或水的用量越大，可工作时间会延长；砂浆中液体或水的用量越大，可工作时间会延长；水泥的水化速度越快，可工作时间会越短，必要时可适当添加调凝剂来延长；水泥的水化速度越快，可工作时间会越短，必要时可适当添加调凝剂来延长；环境与砂浆温度越高，可工作时间会越小，应严格控制砂浆温度，满足可工作时间环境与砂浆温度越高，可工作时间会越小，应严格控制砂浆温度，满足可工作时间的要求。的要求。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 23（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要
25、影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 施工性能施工性能 匀质性匀质性 水泥乳化沥青砂浆是由多组分、多物相混合而成的，其中有液水泥乳化沥青砂浆是由多组分、多物相混合而成的，其中有液相、固相和气相，有密度较小的空气、有机材料和水等，有密度较大的水泥颗相、固相和气相，有密度较小的空气、有机材料和水等，有密度较大的水泥颗粒和砂，各相的密度相差较大，在重力作用下，密度较大的物相会在新拌砂浆粒和砂，各相的密度相差较大，在重力作用下，密度较大的物相会在新拌砂浆中下沉，而密度较小的物相会上浮，造成新拌砂浆匀质性差。为了保证灌注施中下沉，而密度较小的物相会上浮，造成新拌砂浆匀质性差。为了
26、保证灌注施工后的砂浆垫层是均匀的，要求这些物相均匀分布在新拌水泥浆体中，即新拌工后的砂浆垫层是均匀的，要求这些物相均匀分布在新拌水泥浆体中，即新拌砂浆应具有很好的匀质性，不分层离析，用泛浆率与分离度表征和评价，其要砂浆应具有很好的匀质性，不分层离析，用泛浆率与分离度表征和评价，其要求分别为求分别为0和小于和小于1.0。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 24（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 施工性能施工性能 泛浆率泛浆率表征新拌砂浆中液相与固相分离的程度，新拌砂浆中的液相主要表征新拌砂浆中液相与固相分离
27、的程度，新拌砂浆中的液相主要是被稀释的乳化沥青，其密度略大于是被稀释的乳化沥青，其密度略大于1。如果新拌砂浆静置时，液相上浮到砂。如果新拌砂浆静置时，液相上浮到砂浆的表面，形成液相层或水膜，则称为泛浆现象。造成泛浆现象的主要原因有浆的表面，形成液相层或水膜，则称为泛浆现象。造成泛浆现象的主要原因有液相含量较多、粘稠度太小、乳化沥青发生破乳和水泥与乳化沥青相容性不好液相含量较多、粘稠度太小、乳化沥青发生破乳和水泥与乳化沥青相容性不好等，因此，减小新拌砂浆的泛浆率的措施有：等，因此，减小新拌砂浆的泛浆率的措施有：改善乳化沥青与水泥的相容性；改善乳化沥青与水泥的相容性；调节液相或水的用量和添加增稠剂
28、来提高液相粘稠度。调节液相或水的用量和添加增稠剂来提高液相粘稠度。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能泛浆泛浆率率搅拌后的搅拌后的CA砂浆砂浆砂浆的砂浆的注入注入注入注入后在后在适当适当的地方的地方悬挂，一天后目测悬挂，一天后目测 26（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 施工性能施工性能 分离度分离度表征新拌砂浆中固、液和气相分离的程度，用分段密度法测量硬表征新拌砂浆中固、液和气相分离的程度，用分段密度法测量硬化后砂浆的圆柱体试件上下两段的密度差的百分率表征。当新拌砂浆静置时，化后砂浆的圆柱体试件上下两段的
29、密度差的百分率表征。当新拌砂浆静置时，水泥与砂子颗粒下沉，而液相和气孔上浮，凝结硬化后试件的上段密度小，下水泥与砂子颗粒下沉，而液相和气孔上浮，凝结硬化后试件的上段密度小，下端密度大，即出现分层现象。其主要影响因素有浆体的粘稠度、含气量、气孔端密度大，即出现分层现象。其主要影响因素有浆体的粘稠度、含气量、气孔尺寸、砂的粒径和固液相的相对比例等。尺寸、砂的粒径和固液相的相对比例等。液相含量越大，浆体的粘稠度越小，分层现象会越严重，可提高浆体粘稠度来液相含量越大，浆体的粘稠度越小，分层现象会越严重，可提高浆体粘稠度来减小分离度；减小分离度；含气量与气孔尺寸越大，气泡越容易上浮，分层越严重，可控制含
30、气量、采用含气量与气孔尺寸越大，气泡越容易上浮，分层越严重，可控制含气量、采用消泡剂消除新拌砂浆中尺寸大于消泡剂消除新拌砂浆中尺寸大于0.2mm的气孔，减小分离度；的气孔，减小分离度；砂的粒径越大越容易下沉，应选用级配良好的砂子。砂的粒径越大越容易下沉，应选用级配良好的砂子。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 27 分离度测试分离度测试 28（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 施工性能施工性能 稳定性稳定性 水泥乳化沥青砂浆的稳定性主要指新拌砂浆保持匀质性直到水泥乳化沥青砂浆的稳定性主要指新拌砂浆保持匀质
31、性直到凝结硬化的能力，稳定性不良主要包括乳化沥青破乳、砂浆的匀质性随时间变凝结硬化的能力，稳定性不良主要包括乳化沥青破乳、砂浆的匀质性随时间变差、砂浆的流动性对时间和温度很敏感等，是一个综合性能。目前，还没有性差、砂浆的流动性对时间和温度很敏感等，是一个综合性能。目前，还没有性能指标来评价。影响稳定性的主要因素有：能指标来评价。影响稳定性的主要因素有：各组分材料的相容性，如水泥与乳化沥青的相容性、添加剂与乳化沥青的各组分材料的相容性，如水泥与乳化沥青的相容性、添加剂与乳化沥青的相容性等，选取相容性很好的各组分材料，可保持新拌砂浆的稳定性；相容性等，选取相容性很好的各组分材料，可保持新拌砂浆的稳
32、定性；原材料和新拌砂浆在储运过程中是否被有害物质污染，因此，选用洁净的原材料和新拌砂浆在储运过程中是否被有害物质污染，因此，选用洁净的水，保证原材料和新拌砂浆在储运中不被污染，可保证新拌砂浆的稳定性。水，保证原材料和新拌砂浆在储运中不被污染，可保证新拌砂浆的稳定性。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 29（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 砂浆温度砂浆温度 新拌砂浆的温度不但影响砂浆的可工作时间，而且还影响新拌砂浆的温度不但影响砂浆的可工作时间，而且还影响新拌砂浆的稳定性。新拌砂浆的稳定性。“暂行技术条件
33、暂行技术条件”要求新拌砂浆的温度在要求新拌砂浆的温度在540之间。之间。新拌水泥乳化沥青砂浆的温度主要取决于环境温度和原材料的温度，这两新拌水泥乳化沥青砂浆的温度主要取决于环境温度和原材料的温度，这两项温度越高，新拌砂浆的温度越高，因此，应严格控制原材料（乳化沥青、干项温度越高，新拌砂浆的温度越高，因此，应严格控制原材料（乳化沥青、干料和水）的温度。原材料的温度可以通过原材料储存温度和砂浆搅拌车中的料料和水）的温度。原材料的温度可以通过原材料储存温度和砂浆搅拌车中的料仓温度来控制。仓温度来控制。施工性能施工性能 1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 30（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥
34、乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 物理性能物理性能 含气量含气量 由于水泥乳化沥青砂浆中含有沥青乳化剂，因此，在搅拌过由于水泥乳化沥青砂浆中含有沥青乳化剂，因此，在搅拌过程中，容易产生一定量的气泡；另一方面，为了改善硬化砂浆垫层的抗冻性，程中，容易产生一定量的气泡；另一方面，为了改善硬化砂浆垫层的抗冻性，还添加了少量引气剂，因而，砂浆中含有较多气泡。砂浆中含有一定量和较小还添加了少量引气剂，因而，砂浆中含有较多气泡。砂浆中含有一定量和较小孔径的气泡对砂浆的流动性、抗离析分离性能和硬化砂浆的抗冻性是有益的，孔径的气泡对砂浆的流动性、抗离析分离性能
35、和硬化砂浆的抗冻性是有益的，而过多的含气量会降低砂浆的强度，因此而过多的含气量会降低砂浆的强度，因此“暂行技术条件暂行技术条件”要求砂浆的含气量要求砂浆的含气量为为812之间，但气泡孔径应尽可能小于之间，但气泡孔径应尽可能小于0.2mm。水泥乳化沥青砂浆的物理性能有密度和体积变化，其评价指标为含气量、水泥乳化沥青砂浆的物理性能有密度和体积变化，其评价指标为含气量、表观密度和膨胀率。表观密度和膨胀率。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能含含气量气量注入一注入一定量定量的的容器容器CA砂浆砂浆计量计量重量重量算出算出实测实测密度密度密度密度表表观观密度密度密度密度 含含气量（）气量（）100 32（2
36、）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 物理性能物理性能搅拌机的形式，一般来说，卧式搅拌机引入的含气量大于立式搅拌机；搅拌机的形式，一般来说，卧式搅拌机引入的含气量大于立式搅拌机；搅拌速度与时间，搅拌速度越快，高速搅拌时间越长，砂浆的含气量会越大；搅拌速度与时间，搅拌速度越快，高速搅拌时间越长，砂浆的含气量会越大；砂浆中的沥青乳化剂、引气剂等表面活性剂组分越多，含气量会越大；砂浆中的沥青乳化剂、引气剂等表面活性剂组分越多，含气量会越大；消泡剂可减少含气量，尤其可减少孔径较大的气泡含量，但必须将消泡剂加入消泡剂可
37、减少含气量，尤其可减少孔径较大的气泡含量，但必须将消泡剂加入到液相中才有较好的消泡效果；到液相中才有较好的消泡效果；添加发泡剂可增加微小气孔的含量；添加发泡剂可增加微小气孔的含量；低速搅拌可减少含气量；低速搅拌可减少含气量；砂浆的流动度越小，含气量会越大，尤其是孔径较大的气泡会较多。砂浆的流动度越小，含气量会越大，尤其是孔径较大的气泡会较多。影响砂浆的影响砂浆的含气量含气量和和气泡孔径气泡孔径的因素有：的因素有：1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 33（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 物理性能物理性能
38、表观密度表观密度 水泥乳化沥青砂浆的表观密度影响到砂浆的强度和弹性模量水泥乳化沥青砂浆的表观密度影响到砂浆的强度和弹性模量，因此，用于不同板式轨道结构的砂浆表观密度不同，用于单元板式轨道结构，因此，用于不同板式轨道结构的砂浆表观密度不同，用于单元板式轨道结构的砂浆表观密度要求大于的砂浆表观密度要求大于1.3。砂浆的表观密度主要取决于砂浆的组成配比和。砂浆的表观密度主要取决于砂浆的组成配比和含气量。含气量。水泥乳化沥青砂浆的物理性能有密度和体积变化，其评价指标为含气量、水泥乳化沥青砂浆的物理性能有密度和体积变化，其评价指标为含气量、表观密度表观密度和膨胀率。和膨胀率。砂浆中液相（乳化沥青和水）含
39、量越大，表观密度越小；砂浆中液相（乳化沥青和水）含量越大，表观密度越小；砂浆的含气量越大，表观密度越小。砂浆的含气量越大，表观密度越小。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 34（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 物理性能物理性能 膨胀率膨胀率 水泥乳化沥青砂浆在凝结硬化过程中会有一定的体积变化，为了使砂水泥乳化沥青砂浆在凝结硬化过程中会有一定的体积变化，为了使砂浆在轨道板与底座板间灌注饱满充盈，砂浆应具有一定的体积膨胀性，用浆在轨道板与底座板间灌注饱满充盈，砂浆应具有一定的体积膨胀性，用24小时的膨小时的
40、膨胀率指标评价。砂浆的膨胀率主要与砂浆的组成材料种类与配比、温度等有关。胀率指标评价。砂浆的膨胀率主要与砂浆的组成材料种类与配比、温度等有关。硅酸盐水泥水化会有较大的体积收缩，在砂浆中添加发泡剂，在硅酸盐水泥水化硅酸盐水泥水化会有较大的体积收缩，在砂浆中添加发泡剂，在硅酸盐水泥水化产生的高碱性环境下发泡剂反应产生微小气孔，引起处于流态的砂浆产生体积膨胀；产生的高碱性环境下发泡剂反应产生微小气孔，引起处于流态的砂浆产生体积膨胀；砂子可限制水泥水化的体积收缩，砂子含量较大时，砂浆的体积收缩会减小；砂子可限制水泥水化的体积收缩，砂子含量较大时，砂浆的体积收缩会减小；膨胀剂可在砂浆凝结硬化中产生一定的
41、体积膨胀，可使处于塑性阶段的砂浆产生一定膨胀剂可在砂浆凝结硬化中产生一定的体积膨胀，可使处于塑性阶段的砂浆产生一定的体积膨胀，或补偿水泥水化引起的收缩；的体积膨胀，或补偿水泥水化引起的收缩；在组成与配比相同时，温度越高，砂浆膨胀率会越大；在组成与配比相同时，温度越高，砂浆膨胀率会越大；如果砂浆出现泛浆与分层现象，砂浆会产生较大的体积收缩。如果砂浆出现泛浆与分层现象，砂浆会产生较大的体积收缩。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能膨膨胀胀率率搅拌后的搅拌后的CA砂浆砂浆注入注入到量筒的到量筒的250ml位置位置注入注入后立刻测定从后立刻测定从上上口口到到CA砂浆的砂浆的深深度度（H0）1天后再测定天后
42、再测定深深度度（H24），按照按照H0和和H24测定测定膨膨胀胀率率静置静置24个小时个小时 36（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 力学性能力学性能 强度和弹性模量强度和弹性模量 其评价指标为抗压强度、受压弹性模量，用于纵连其评价指标为抗压强度、受压弹性模量，用于纵连扳式轨道结构的砂浆还有抗折强度与粘结强度。砂浆的强度与弹性模量主要取扳式轨道结构的砂浆还有抗折强度与粘结强度。砂浆的强度与弹性模量主要取决于砂浆的组成材料与配比、含气量等。决于砂浆的组成材料与配比、含气量等。砂浆中乳化沥青与水泥和砂的质量
43、比越大，其强度和弹性模量越低；砂浆中乳化沥青与水泥和砂的质量比越大，其强度和弹性模量越低；水与水泥的质量越小，即用水量越小，其强度和弹性模量越高；水与水泥的质量越小，即用水量越小，其强度和弹性模量越高；水泥的水化速度越快，砂浆的早期强度（水泥的水化速度越快，砂浆的早期强度（17天）会越高，反之亦然；天）会越高，反之亦然；砂子含量较小时，会降低弹性模量和强度，尤其是弹性模量；砂子含量较小时，会降低弹性模量和强度，尤其是弹性模量；含气量越大，表观密度越小，其强度和弹性模量越低。含气量越大，表观密度越小，其强度和弹性模量越低。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能压缩压缩强度强度搅拌后的搅拌后的砂砂浆浆采
44、采压缩试验压缩试验专用试块专用试块（55）压缩压缩把把材材龄龄1天天、7天天、28天的天的试块用试块用压缩压缩试验试验机机测定测定压压缩缩強度強度 38（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 耐久性能耐久性能 抗冻性抗冻性 由于水泥乳化沥青砂浆也是一种多孔性材料，饱水状态下受冻由于水泥乳化沥青砂浆也是一种多孔性材料，饱水状态下受冻融循环作用也会发生类似于水泥混凝土的冻融破坏，因此，采用混凝土快速冻融循环作用也会发生类似于水泥混凝土的冻融破坏，因此，采用混凝土快速冻融试验方法检验与评价砂浆的抗冻性。实际上，由
45、于砂浆中含有较多的弹塑性融试验方法检验与评价砂浆的抗冻性。实际上，由于砂浆中含有较多的弹塑性组分组分沥青，其抗冻性优于水泥砂浆或混凝土。沥青，其抗冻性优于水泥砂浆或混凝土。砂浆的抗冻性主要取决于砂浆的组成与配比、微小气孔含量：砂浆的抗冻性主要取决于砂浆的组成与配比、微小气孔含量：砂浆拌制时用水量越小，砂浆的吸水率将较小，其抗冻性越好；砂浆拌制时用水量越小，砂浆的吸水率将较小，其抗冻性越好；砂浆中沥青含量越大，沥青的低温柔性越好，其抗冻性越好；砂浆中沥青含量越大，沥青的低温柔性越好，其抗冻性越好；硬化砂浆中微小（小于硬化砂浆中微小（小于0.2mm）气孔含量较多，对抗冻性有利。）气孔含量较多，对抗
46、冻性有利。水泥乳化沥青砂浆的耐久性能必须满足使用环境条件的要求，目前对于单水泥乳化沥青砂浆的耐久性能必须满足使用环境条件的要求，目前对于单元板式轨道结构用砂浆的耐久性能只要求了抗冻性和耐候性。元板式轨道结构用砂浆的耐久性能只要求了抗冻性和耐候性。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能 39 1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能（2）水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素水泥乳化沥青砂浆性能的主要影响因素1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能水泥乳化沥青砂浆的性能 耐久性能耐久性能工作室空气温度工作室空气温度606022；相对湿度：相对湿度：70705 5RHRH；模拟降雨周期：试样每照射模拟降雨周期：试样每照射1
47、1小时，降雨小时，降雨9 9分钟；分钟；试验周期为试验周期为100h100h、300h300h、500h500h。耐候性耐候性 耐候性是评价砂浆耐久性的重要指标，通过模拟自然环境中耐候性是评价砂浆耐久性的重要指标，通过模拟自然环境中水水-热热-光对砂浆的交替作用，采用人工加速老化的试验方法，与同龄期正光对砂浆的交替作用，采用人工加速老化的试验方法，与同龄期正常养护试件的抗压强度进行对比，其降低幅度表征砂浆的耐候性能。常养护试件的抗压强度进行对比，其降低幅度表征砂浆的耐候性能。试验方法试验方法：40 CRTS型板低弹模水泥乳化沥青砂浆第一节第一节 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能水泥乳化沥青砂浆的组
48、成与性能第三节第三节 水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织第四节第四节 水泥乳化沥青砂浆现场拌制水泥乳化沥青砂浆现场拌制第五节第五节 水泥乳化沥青砂浆灌注施工水泥乳化沥青砂浆灌注施工第六节第六节 水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点第二节第二节 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测前言前言 41 水泥乳化沥青砂浆由乳化沥青、水泥、细骨料（砂）、聚合物乳液水泥乳化沥青砂浆由乳化沥青、水泥、细骨料（砂）、聚合物乳液、膨胀剂、消泡剂、引气剂、铝粉等多种组分构成，材料组成涵盖
49、了有、膨胀剂、消泡剂、引气剂、铝粉等多种组分构成，材料组成涵盖了有机材料和无机材料，材料众多，性能各异；配制过程涉及到有机化学、机材料和无机材料，材料众多，性能各异；配制过程涉及到有机化学、无机化学、界面化学和胶体化学等学科，水泥乳化沥青砂浆的性能是各无机化学、界面化学和胶体化学等学科，水泥乳化沥青砂浆的性能是各组分相互作用、相互影响的结果，即砂浆的组成原材料之间具有一定的组分相互作用、相互影响的结果，即砂浆的组成原材料之间具有一定的相互适应性。原材料的性能指标除了满足各自规定的要求外，相互适应性。原材料的性能指标除了满足各自规定的要求外，必须以满必须以满足最终砂浆的性能为前提足最终砂浆的性能
50、为前提。水泥乳化沥青砂浆的原材料种类较多，但其基本组分材料主要有乳化沥青、水泥乳化沥青砂浆的原材料种类较多，但其基本组分材料主要有乳化沥青、水泥、砂和水，其它组分材料有各种调节或改善砂浆性能的添加剂，如发气剂、水泥、砂和水，其它组分材料有各种调节或改善砂浆性能的添加剂，如发气剂、引气剂、引气剂、P乳剂（聚合物改性乳液）、膨胀剂等。当采用双组分的砂浆组成方案乳剂（聚合物改性乳液）、膨胀剂等。当采用双组分的砂浆组成方案时，主要有乳化沥青和干料。下面分别叙述这些组分材料的组成、性能要求和作时，主要有乳化沥青和干料。下面分别叙述这些组分材料的组成、性能要求和作用，以及质量检验方法等。用，以及质量检验方
