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水泥瀝青砂漿在鐵道工程中的應用
2020年08月10日    閱讀量:677    新聞來源:劉少輝 昆侖瀝青  |  投稿

作為優良的膠結料,瀝青不僅是道路路面材料中不可或缺的組成部分,在鐵道工程中也扮演著重要的角色。其中將瀝青與水泥結合制備得到具有特定性能的砂漿——水泥瀝青砂漿(CementAsphalt Mortar,CAM),已經成為中國鐵路軌道體系(ChinaRail Tack System,CRTS)Ⅰ和Ⅱ型板式無砟軌道建造的關鍵工程材料之一。


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水泥瀝青砂漿的材料與制備


拌制CAM所用的原材料主要有硅酸鹽水泥、乳化瀝青、細度模數為1.6~1.8的河砂或機制硅砂、水以及減水劑、發泡劑、膨脹劑、增稠劑等多種添加劑瀝青網sinoasphalt.com。在施工時,將在工廠預制好的乳化瀝青和以水泥和砂為主的干粉料在現場通過專用的攪拌設備混合拌制成CAM。根據應用于CRTSⅠ或Ⅱ型無砟軌道上,我國所用的CAM主要分為CRTSⅠ型CAM和CRTSⅡ型CAM,二者的材料組成區別主要如下:


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施工完成后,在CAM的硬化過程中水泥的水化會誘使瀝青破乳,而瀝青破乳會反過來延緩水泥的水化過程,最終在水泥水化和瀝青破乳的共同作用下形成一種具有一定強度、黏彈性與流動性的復合膠結料。此外,砂的細度模數和級配會影響CAM的流動性和強度,減水劑用以調整CAM的流動性,膨脹劑用于解決CAM的早期收縮問題,增稠劑則用以改善CAM的粘聚性。


水泥瀝青砂漿的性能要求


作為具有一定彈性和韌性的有機-無機復合材料,CAM在高速鐵路無砟軌道結構中主要作為彈性墊層,填充于厚度約為50mm的軌道板與混凝土底座之間,起著填充結構、支承軌道板、緩沖高速列車荷載以及減震等作用,其性能的好壞將直接影響板式無砟軌道結構的平順性、耐久性和列車運行的舒適性與安全性以及運營維護成本等。


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由于CAM的施工方法是灌注施工,因此要具有良好的工作性能,即良好的流動性、粘聚性、抗凍性、耐候性等。另外,由于CRTSⅠ型CAM和CRTSⅡ型CAM配合比差距較大,對這兩種CAM的要求也不盡相同。CRTSⅠ型CAM的水泥與乳化瀝青的組成相當,其強度和彈性模量較低,主要應用于單元板式無砟軌道中,利用其黏彈性起到緩沖高速列車荷載和減振的作用。而CRTSⅡ型CAM具有高強度(≥15MPa)和高彈性模量(7~10GPa)的特點。在CRTSⅡ型CAM結構中,水泥的水化產物構成了硬化體的結構骨架,瀝青填充在水泥水化產物的孔隙中。因此CRTSⅡ型CAM應用于縱連板式無砟軌道中,起著傳遞縱向荷載和橫向荷載的作用。


水泥瀝青砂漿的應用與現狀


我國第一條應用CRTSⅠ型CAM的高速鐵路是在哈大線上,第一條應用CRTSⅡ型CAM的高速鐵路是京津城際客運專線。目前,我國已在秦沈、武廣、鄭西和京津城際等鐵路路段采用CAM作為墊層材料。


總體來說,我國CAM研究目前仍處于起步階段,在CAM耐久性、力學性能等方面研究不足,更缺乏適合我國具體軌道環境的CAM的性能指標,無論在理論研究還是實踐工程應用都與國際水平有較大差距,仍然需要更進一步的探討。



標簽:施工案例技術中心改性瀝青
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