水泥乳化沥青砂浆施工技术课件

1、水泥乳化沥青砂浆施工技术CRTS型板低弹模水泥乳化沥青砂浆第一节水泥乳化沥青砂浆的组成与性能第三节水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织第四节水泥乳化沥青砂浆现场拌制第五节水泥乳化沥青砂浆灌注施工第六节水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点第二节水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测前言 前言填充材料的种类与功能 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、适用性强、耐久性强和使用寿命长、轨道横向阻力大等特点。

2、主要由混凝土底座、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：CRTS型板式无砟轨道CRTS型板式无砟轨道 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 型CRTS 型前言填充材料的种类与功能普通A型板式轨道 框架型板式轨道前言水泥乳化沥青砂浆功能 支撑调整、缓冲协调、阻断裂纹、提供弹性。（1）支撑

3、调整 保证轨道的平顺性：砂浆垫层厚度一般为50mm左右，砂浆太薄对耐久性有影响，过厚则不经济，所以厚度限制在40100mm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。（2）缓冲协调（弹性、延展性）前言填充材料的种类与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，CRTS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。（3）阻断裂纹（弹模、延展性） 由上可知，CRTS型板式无砟轨道结构中水泥

4、乳化沥青砂浆垫层的重要功能是支撑调整和缓冲协调。（4）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。前言填充材料的种类与功能凸台树脂功能 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，主要起到轨道板的纵横向定位及减振缓冲作用。 图1 图台及填充树脂示意图前言填充材料的种类与功能日本CA砂浆(Cement Asphalt Mortar)的研发始于1965年，从1975年至今共铺设2600km ，分为A配合以及B配

5、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BZ砂浆 (Bitumen Zement Mortar)由于应用时间和里程较短，其使用寿命还有待进一步考察。前言国外应用情况1979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 25m 2002年， 秦沈客运专线国产和日本 2.8km前言国内应用情况2004年，赣龙线枫树排隧道 719m 2005年， 北京东郊环形试验基地 100m 8000多万吨运营考验 前言国内应用情况20

6、06年，遂渝线无砟轨道技术综合试验 8km2007年， 京津城际采用BZ砂浆， 224 km 2006年，台湾高铁应用日本CA砂浆技术铺设了600km前言国内应用情况2008年，武广线武汉综合试验段 40km；2008年，石太客运专线 95 km；2008年，滨绥线严寒地区成高子试验段 500m。前言国内应用情况CRTS型板低弹模水泥乳化沥青砂浆第一节水泥乳化沥青砂浆的组成与性能第三节水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织第四节水泥乳化沥青砂浆现场拌制第五节水泥乳化沥青砂浆灌注施工第六节水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点第二节水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测前言 乳化沥青 乳化沥

7、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、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。 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：1.1 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 乳化沥青 工程应用中，低弹性模量 CA砂浆主要采用阳离子型乳

8、化沥青，其固体含量要求在60%左右。1.1 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1.1 乳化沥青结构示意图（左）及显微照片（右）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，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细骨料 河砂或机制硅砂，细度模数为1.41.8。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，石灰粉末，其细度要求为400010000cm2/g。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。 此外，还有消泡剂和聚合物乳液（P乳剂）等。 所以，水泥乳化沥青砂浆

9、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。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能（1） 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 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： 施工性能：流动性、稳定性、匀质性、可工作时间等 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 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。CRTS型板式无砟轨道用水泥乳化沥青

10、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1.1所示。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能（1） 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 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）规定的技术性能指标要求如表1.1所示。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能序号项 目单位指标要求试验方法1砂浆温度540棒状温度计法2流动度s1826附录A3可工作时间min304含气量812附录B5单位容积质量kg/l 1.36抗压强度1dMPa 0.10附录C7d 0.7028d 1.80 7弹性模量(28d)MPa100300附录D8材料分离度 1.0附

11、录E9膨胀率1.03.0附录F10泛浆率0附录G11抗冻性300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5。附录H12耐候性无剥落、无开裂、相对抗压强度不低于70%。附录I表1.1 技术条件（2） 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 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、匀质性和稳定性等，其评价指标主要有流动度、可工作时间、泛浆率、分离度和砂浆温度。 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，砂浆必须具有很好的流

12、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。暂行技术条件要求流动度为1826秒。 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，获得灌注施工所需的流动度。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搅拌后的CA砂浆温度测定搅拌后的CA砂浆的流动度

13、（2） 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 施工性能 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表示，它是砂浆拌制后流动度仍保持在26秒所经历的时间，“暂行技术条件”要求砂浆的可工作时间为30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、水泥的水化速度、环境与砂浆的温度： 砂浆中液体或水

14、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； 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。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1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能 施工性能 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。为了保证灌注施工后的砂浆垫层是均匀的，要求这些物相

15、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，其要求分别为0和小于1.0。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1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能 施工性能 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；调节液相或水的用量和添加增

16、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率搅拌后的CA砂浆砂浆的注入注入后在适当的地方悬挂，一天后目测（2） 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 施工性能 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，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减小分离度； 含气量与气

17、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0.2mm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。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能分离度测试（2） 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 施工性能 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相容性等，

18、选取相容性很好的各组分材料，可保持新拌砂浆的稳定性； 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（2） 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 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稳定性。“暂行技术条件”要求新拌砂浆的温度在540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

19、和砂浆搅拌车中的料仓温度来控制。 施工性能 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1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能 物理性能 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，而过多的含气量会降低砂浆的强度，因此“暂行技术条件”要求砂浆的含气量为812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

20、气量、表观密度和膨胀率。 1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能含气量注入一定量的容器CA砂浆计量重量算出实测密度密度表观密度密度含气量（）100（2） 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 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；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；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

21、是孔径较大的气泡会较多。影响砂浆的含气量和气泡孔径的因素有：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1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能 物理性能 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，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1.3。砂浆的表观密度主要取决于砂浆的组成配比和含气量。 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。 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。1 水泥乳化沥青砂浆的组成与性能（2） 水泥乳

22、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 物理性能 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；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

23、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； 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胀率搅拌后的CA砂浆注入到量筒的250ml位置注入后立刻测定从上口到CA砂浆的深度（H0）1天后再测定深度（H24），按照H0和H24测定膨胀率静置24个小时（2） 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 力学性能 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。砂浆中乳化沥青与水泥和砂的质量比越大，其强

24、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；水泥的水化速度越快，砂浆的早期强度（17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；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强度搅拌后的砂浆采压缩试验专用试块（55）压缩把材龄1天、7天、28天的试块用压缩试验机测定压缩強度（2） 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 耐久性能 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

25、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；硬化砂浆中微小（小于0.2mm）气孔含量较多，对抗冻性有利。 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1.2 水泥乳化沥青砂浆的性能 耐久性能工作室空气温

26、度602；相对湿度：705RH；模拟降雨周期：试样每照射1小时，降雨9分钟；试验周期为100h、300h、500h。 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水-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：CRTS型板低弹模水泥乳化沥青砂浆第一节水泥乳化沥青砂浆的组成与性能第三节水泥乳化沥青砂浆现场施工设备、工装与劳动力组织第四节水泥乳化沥青砂浆现场拌制第五节水泥乳化沥青砂浆灌注施工第六节水泥乳化沥青砂浆性能的现场检测与控制要点第二节水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测前言 水泥乳化沥青砂

27、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、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，必须以满足最终砂浆的性能为前提。 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、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、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时，主要有乳化

28、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。2 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测水泥的主要作用有：2.1 水泥 为了保证水泥乳化沥青砂浆的施工性能，所用水泥必须与乳化沥青有很好的相容性。目前我国主要采用普通硅酸盐水泥，由于生产原材料匀质性差、生产工艺控制有差异，水泥的细度、化学组成有较大的不同，导致同一厂家不同批次普通硅酸盐水泥用水量变动较大。为保证水泥沥青砂浆施工质量控制，结合国外相关标准要求，客运专线铁路CRTS I型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件规定，水泥应采用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或快硬硫铝酸盐水泥，其技术要求应符合GB175和

29、JC933的规定。此外，还应按照JTJ052- T0657中的方法，进行水泥与乳化沥青的相容性试验，只有相容性合格的水泥才能用于配制水泥乳化沥青砂浆。 胶结作用，通过水泥水化反应，生成的水化物与砂子等一起赋予砂浆以强度等力学性能； 改性作用，可提高沥青的耐高温性能和水泥乳化沥青砂浆的耐久性。2 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测(1) 乳化沥青的组成2.2 乳化沥青 乳化沥青是将沥青或改性沥青加热热融，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溶液中形成的水包油型分散体。 乳化沥青是砂浆最关键的组成材料，它的性质在很大程度上决定了砂浆的性能。乳化沥

30、青不仅要满足常规的性能指标要求，还要与水泥砂浆体系配合良好，不影响水泥的固化，还要与骨料结合良好，具有优良的综合性能。 乳化沥青的组成包括沥青、乳化剂、稳定剂、电解质和水等。2 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测乳化沥青是由什么构成的？沥青（石油的蒸馏物）乳化液（水表明面活性剂等）在水和油的界面，有“表面张力”，两个物质难以混合均匀例如：色拉的调味品沥青在常温时，是半固体的材料不易使用使用方法是1）加热，使其粘度变小。沥青铺装就是用这种方法2）混合进溶剂，使其粘度变小。3）使其成为乳液，使粘度变小。我们身边的乳化产品牛奶蛋黄酱化妆品水性漆 等水包油（水中油滴型）或油包水（油中水滴型）在显微镜下观

31、察乳化沥青沥青表面活性剂的作用两个物质的边界称为界面，降低这个界面“界面张力”（尽量使界面缩小的力）的物质，称为“表（界）面活性剂”。 阳离子系乳化液在水中分解亲油性亲水性乳化沥青的分类表面的电荷大致分为阳离子、阴离子、非离子按用途分类浸透用混合用洒布用乳化沥青的生产工艺乳化液沥青乳化沥青A:转子B:定子乳化机乳化剂 水 酸乳化液沥青添加剂水泵沥青泵控制阀控制阀水表沥青表乳化沥青发货检查储藏乳化沥青为什么相对稳定？阳离子型非离子型静电排斥力空间位阻什么是乳化沥青 乳化沥青是构成CA砂浆中具有弹性性质沥青部分的材料。制作乳化沥青所使用的沥青是石油精炼后将针入度调整为80/100直馏沥青（stra

32、ight asphalt）。乳化液所选用的乳化剂、添加剂应易于与水泥、砂混合且不阻碍CA砂浆强度的增长。乳化沥青的功能与水泥和各种混合材料具有良好的混合性且可充分水化。搅拌后的乳化沥青能确保CA砂浆的流动性并减少材料的分离，保证良好的施工性和充填性。有助于初期、长期强度的增长和弹性的增强。改善韧性、变形能力和抗裂性能。增强耐冲击性、耐透水性以及耐化学药品性。与收缩补偿用的混合材、消泡剂、AE剂、P乳剂等具有良好的相容性，与这些材料相辅相成，形成减水作用，以助于减少干燥收缩。还应具有协助导入微小气泡的效果，以改善抗冻性。(2) 乳化沥青的性能2.2 乳化沥青 恩氏粘度 为使乳化沥青在砂浆中起到很

33、好的作用，其性能必须满足一定的指标要求。乳化沥青的性能指标主要有沥青微粒电荷、固体含量、恩氏粘度、筛（1.18mm）上剩余量、储存稳定性、与水泥的混合性，以及蒸发残留物的含量、三氯乙烯中的溶解度、针入度、延度和软化点等。 颗粒电荷 沥青乳化沥青中所含颗粒的电荷。在乳液中通过直流电，沥青颗粒向阴极方向移动时，表明它带正电（），向阳极方向移动时，表明它带负电（）。 在规定的温度中使规定量的乳化沥青从试验装置的小孔流下去所需的时间与在同样的温度中使等量的蒸馏水从试验装置的小孔流下去的时间之比，它表示乳化沥青的粘度。2 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测(2) 乳化沥青的性能2.2 乳化沥青 贮存稳定性

34、 筛余物 将500g乳化沥青注入规定的筛子中，用水冲洗后，将筛上残留物在1055条件下干燥、称重，得出残留物与乳化沥青的质量比，用质量百分率表示。由该值可判断乳化沥青中是否产生了沥青的粗颗粒或块状物。 乳化沥青在规定的容器和条件下，贮存规定的时间后，竖直方向上试样浓度的变化程度，以上、下两部分乳液蒸发残留物质量百分率的差值表示，以判断乳化沥青贮存后的稳定性能。 低温贮存稳定性 在规定条件下，使乳化沥青冻结融解，进行两次循环，然后过1.18mm筛检查乳液中有无粗颗粒或块状物，观察其在贮存阶段对冻融的表现，判断其能否使用。2 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测(2) 乳化沥青的性能2.2 乳化沥青

35、蒸发残留物 与水泥混合性 在规定的条件下，硅酸盐水泥与乳化沥青的混合料过筛后的残留物质量占水泥与乳化沥青总质量的百分率。由该值判断水泥与乳化沥青混合后的均匀程度。 将乳化沥青中的水分蒸发后所得到的残留物的量，用质量百分率表示。 针入度 在规定的温度和时间内，附加一定质量的标准针垂直贯入沥青试样的深度，以0.1mm表示。2 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测(3) 乳化沥青的质量检测2.2 乳化沥青 根据客运专线铁路CRTS I型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件规定，乳化沥青的各项性能指标分别按照JTJ0522000公路工程沥青及沥青混合料试验规程中规定的方法进行测试与检验，其性能指标应满

36、足表2.2的要求。表2.2 乳化沥青性能指标序号项 目单位指标要求试验方法1外 观浅褐色液体、均匀、无机械杂质JC/T7972颗粒电荷JTJ052- 20003恩氏粘度（25）5154筛上剩余量（1.18mm） 0.15贮存稳定性（1天，25） 1.0贮存稳定性（5天，25） 5.06低温贮存稳定性（-5）1无粗颗粒或块状物7水泥混合性 97延度 (15) cm502 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测恩氏粘度 2525用右图的装置、使用蒸馏水测定3次的平均値为（TW）、使用乳化沥青的测定值为（TS）、算出恩氏粘度。ETWTSE：恩氏粘度TW：使用蒸馏水测定3次的平均値TS：使用乳化沥青的测定值

37、 筛余物 测定在乳化沥青中的颗粒含量。1.18mm筛选1.18mm1.18mm筛选计量取出500g通过1.18mm的筛子冲洗容器，让残留乳化沥青通过把在筛子上残留的残留物，干燥，计量，算出筛余物 水泥混合性测定水泥和乳化沥青的混合均一性。计量水泥1.18mm1.18mm干燥加上计量的乳化沥青毎分120转搅拌2分钟。毎分60转搅拌3分钟。过筛DCAB 100D：水泥混合的残留率（）C：筛子上的残留物量A：采水泥量B：采乳剂的蒸发残留物量 蒸发残留物含量 测定乳化沥青中含有的沥青率。计量300g乳化沥青加热使水分蒸发测定固形重量、算出蒸发残留物含量 蒸发残留物的针入度测定蒸发残留物的针入度。试验蒸

38、发残留物的试样不起泡地注入规定的容器待试样到常温后，用右图装置测定针入度。蒸发残留的溶解度 测定蒸发残留成物的可溶成分。注入上部漏斗试样测量蒸发残留物的试样取出2g使用三氯乙烯100ml溶解 上部漏斗 最小保留颗粒直径0.6m试验用过滤器 过滤器固定台 下部漏斗 耐溶剂性橡胶塞 金属夹 抽吸瓶 储存稳定性 将乳化沥青注入到稳定管中24小时静置测定和部分的蒸发残留含量按照和部分的蒸发残留物含量的差异，算出稳定性2.3 聚合物乳液 采用高分子聚合物乳液的目的，是为了提高砂浆的综合性能尤其是耐久性能。与乳化沥青混合时，应具有良好的相容性，不得产生凝聚、破乳等现象。其主要性能指标应符合表2.3 的要求

39、。表 2.3 聚合物乳液的主要性能指标要求序号项 目单位指标要求试验方法1密 度g/cm31.00.1GB/T11175-20022不挥发物4533水泥混合性 1JTJ052-T06574Tg不低于5GB/T11175-20022 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测2.4 细骨料（砂） 采细骨料应采用河砂或机制砂，其粒径对水泥沥青砂浆的分层度产生较大的影响，直接影响砂浆的使用性能。如果细度模数过小，则细砂含量较高，为获得足够的流动度所需的水量也就大；如果细度模数过大，则大颗粒砂含量高，砂子就容易沉降，两种结果都会对CA砂浆的分离度及耐久性产生不利的影响。同时，砂子应保持洁净、坚硬、耐久，不应含有

40、泥土和有机质等有害杂质，含水量也应控制在较小的范围内。 细骨料应为最大粒径小于2.50mm的岩石颗粒，不得包含软质岩、风化岩石的颗粒。细骨料的其它技术要求应符合表2.4的规定。 细骨料宜烘干后使用，颗粒级配宜符合表2.5的规定。在贮存和运输过程中，应采取措施防止雨淋、杂物混入。2 水泥乳化沥青砂浆原材料与质量检测2.4 细骨料（砂）表2.4细骨料的技术指标序号项 目单位指标要求试验方法1细度模数1.41.8JGJ52-20062表观密度g/cm32.553吸水率 3.04泥块含量 1.05含泥量 2.06有机物（比色法）比标准色浅7氯化物含量 1.36抗压强度1dMPa 0.10附录C7d 0

41、.7028d 1.80 7弹性模量(28d)MPa100300附录D8材料分离度 1.0附录E9膨胀率1.03.0附录F10泛浆率0附录G11抗冻性300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5。附录H12耐候性无剥落、无开裂、相对抗压强度不低于70%。附录I表6.1 水泥乳化沥青砂浆的性能指标要求6 砂浆性能的现场检测与控制要点6.2水泥乳化沥青砂浆的质量检验类型分为型式检验、原材料进场检验、现场检验。 (1) 型式检验 在以下情况下应进行一次型式检验，检验项目和检验结果应满足本技术条件的规定：进行配合比选定时、首次施工时、原材料发生变化时、水泥乳化沥青砂浆施工达50

42、00m3时（不足时按一次计算）。 型式检验包括原材料型式检验及水泥乳化沥青砂浆性能型式检验。型式检验应委托具有相应资质的检验单位进行。 原材料进场时，应对原材料的品种、数量、以及质量证明书等进行核查验收，乳化沥青质量证明书中应有采用的沥青或改性沥青的质量证明文件，干料质量证明书应有采用的水泥、细骨料等的相关质量证明文件，还应提供干料的密度。(2) 原材料进场检验6 砂浆性能的现场检测与控制要点6.2水泥乳化沥青砂浆的质量检验类型(3)现场检验表6.2 水泥乳化沥青砂浆现场检验项目及频率序号项 目试验时间/频率1砂浆温度1次/罐2流动度1次/罐3含气量1次/罐4泛浆率1次/工班5膨胀率1次/工班

43、6抗压强度1次/工班7分离度1次/工班8弹性模量第一次灌注时6 砂浆性能的现场检测与控制要点6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容(1) 施工性能 砂浆温度 新拌水泥乳化沥青砂浆的施工性能包括砂浆温度、流动度、可工作时间、分离度、泛浆率等，施工性能不但影响到砂浆垫层的施工质量，更重要的是对硬化后砂浆的力学性能、砂浆垫层的耐久性能有重大影响。砂浆温度用棒状温度计测量。 在搅拌过程中，因水泥水化放热、颗粒状组分材料间的摩擦、机械运转等因素会使砂浆温度升高，温度太高，会使水泥水化加快，温度会进一步升高，这会严重影响新拌砂浆的流动性、匀质性、稳定性和可工作时间；砂浆温度太低，也会影响到新拌砂浆的流动性和稳定

44、性。因此，应严格控制砂浆温度在540C之间，以1530C最佳。技术措施有：控制组分材料的温度，添加水泥水化速度调节剂等。6 砂浆性能的现场检测与控制要点6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容 流动度 流动度是衡量砂浆粘稠性的指标，以640ml砂浆从底部有1cm直径通道孔的J型漏斗中流出的时间（s）表示，要求控制在1826s之间。由于CRTS型板式轨道用水泥乳化沥青砂浆采用袋注法施工，砂浆的粘稠度对灌注质量有重大影响。流出时间太小，砂浆的粘稠性较小，会影响灌注后砂浆垫层的稳定性与匀质性，严重时会造成分离度和泛浆率过大，或在砂浆垫层与轨道板低的界面上形成大面积气泡；流出时间太大，砂浆的粘稠性较大，会增加

45、袋注法施工难度，延长灌注时间，严重时会造成砂浆不能充满轨道板与混凝土底座间的间隙，在砂浆垫层与轨道板间留下缝隙，影响砂浆垫层的使用性能和耐久性能。砂浆流动度采用J型漏斗及其方法检测。 可工作时间 新拌水泥乳化沥青砂浆保持规定的流动度（26s）可持续的时间为可工作时间，以分钟计。新拌砂浆的粘稠度会因水泥的水化反应而不断增加，因而砂浆的流动度会随着搅拌到灌注完成虽经历的时间延长而提高，要求砂浆流动度小于26s的可持续时间60min，为了保证砂浆垫层的灌注质量。6 砂浆性能的现场检测与控制要点6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容 分离度 分离度是衡量新拌水泥乳化沥青砂浆匀质性与稳定性离析的指标，用分段法

46、测得的尺寸为50mm50mm的圆柱形试件上下两段的密度差占平均密度的百分率（）表示。由于水泥乳化沥青砂浆中的组分材料的密度相差很大，密度最大的水泥颗粒为3.1，而水的密度约为1，因此，如果砂浆的粘稠度不合适、砂子粒径较大，会造成灌注后的砂浆垫层出现分层现象，上部分中水和沥青组分多，而下部分中水泥和砂子颗粒较多，这会严重影响砂浆垫层的力学性能和耐久性能，严重时会造成无砟轨道结构不平顺。所以，必需严格控制砂浆的分离度在1.0以下，分离度越小，砂浆的匀质性越好。 泛浆率 泛浆率是衡量新拌水泥乳化沥青砂浆匀质性与稳定性泌水的指标，用静置24小时后砂浆表面泛浆水体积占砂浆原始体积的百分率（）表示。造成泛

47、浆率不合格的主要原因有：砂浆中各组分材料的相容性、砂浆的用水量、砂浆的粘稠度等，控制措施主要有组分材料种类和砂浆配比。6 砂浆性能的现场检测与控制要点6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容(2) 物理性能 单位体积容量（湿表观密度） 水泥乳化沥青砂浆的物理性能包括单位容积质量(表观密度)、含气量和膨胀率，前2项指标衡量砂浆的配比与密实性，后1项指标衡量砂浆的体积变化率。 新拌水泥乳化沥青砂浆的单位容积质量是指1升体积的砂浆质量，采用固定体积（1升三口烧瓶）法测量，它包括了砂浆中的孔隙体积，也称为表观密度。由于砂浆中水泥、砂、沥青和水的密度不同，因此，通过这项指标测量可控制砂浆的配比，如果乳化沥青与水

48、的含量较少，则砂浆的表观密度较小，反之亦然。另一方面，砂浆的表观密度与其力学性能密切相关，表观密度小，则抗压强度和弹性模量较低。6 砂浆性能的现场检测与控制要点6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容(2) 物理性能 在水泥乳化沥青砂浆搅拌过程中，不可避免地会夹入一些气泡。含气量不但影响砂浆的表观密度，而且影响砂浆的力学和耐久性能。一定体积的含气量，可降低砂浆的弹性模量，改善砂浆的抗冻性；但含气量过大，会导致砂浆的抗压强度太低，严重时会引起气泡在灌注后的砂浆垫层上表面聚集，形成强度很低的大面积气泡层，严重影响到砂浆垫层的饱满度与耐久性。 砂浆含气量受组成配比、砂浆稠度、投料顺序、搅拌速度与时间等多种因

49、素的影响，施工时，应严格遵守搅拌操作规定，控制含气量在812之间。必要时，可加入消泡剂，或适当延长低速搅拌时间，以消除气泡。 含气量含气量是指新拌水泥乳化沥青砂浆中气孔所占体积的百分率，由下式计算获得：6 砂浆性能的现场检测与控制要点6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容(2) 物理性能 为了板式无砟轨道结构中的弹性砂浆垫层起到很好的功能，保证砂浆垫层的耐久性，避免列车运行中的冲击荷载对砂浆垫层的冲击作用，要求水泥乳化沥青砂浆能完全填满轨道板与混凝土底座间的间隙，不留任何缝隙。 但在砂浆灌注过程中，砂浆垫层与上部轨道板间可能存在缝隙。另一方面，硅酸盐类水泥在凝结硬化过程均会产生一定的体积收缩，这会造

50、成砂浆灌注后的凝结硬化过程中在砂浆垫层与上部轨道板间出现缝隙。因此，为了消除可能出现的缝隙，要求砂浆灌注后能产生13的体积膨胀。 膨胀率膨胀率是指新拌砂浆在24小时内的体积增加百分率，采用量筒法测量。 砂浆的体积膨胀率与发泡剂的种类、掺量与投料时间、砂浆搅拌时间与稠度、温度等有关。施工时主要通过控制这些因素，使含气量达到指标要求。6 砂浆性能的现场检测与控制要点6.3水泥乳化沥青砂浆的检测内容(3)力学性能 抗压强度 硬化后的水泥乳化沥青砂浆的力学性能主要是1、7、28天龄期的抗压强度和28天龄期的弹性模量，要求3个龄期的抗压强度分别大于0.10、0.70和1.8MPa，弹性模量在100300

51、MPa之间。 抗压强度主要衡量硬化后砂浆垫层的承载能力，砂浆垫层不但要承受轨道板、钢轨、扣件等部件的静荷载，还要承受列车运行中的动荷载。如果砂浆垫层承载力不够，将影响轨道结构的平顺性。砂浆垫层的抗压强度主要受组成材料种类、配比、匀质性和含气量和灌注饱满度等因素影响。 弹性模量 弹性模量主要衡量硬化后砂浆垫层的变形能力延展性，弹性模量越高，在荷载作用下变形越小，延展性越低。根据板式轨道结构动力学要求，砂浆垫层应具有良好的弹韧性和延展性，这不但有利于高速运行中列车的舒适性，而且也能保证砂浆垫层对列车运行中动荷载作用的抵抗能力，提高抗裂性和耐久性。现场应按规定取砂浆样制备50mm50mm的圆柱体试件

52、供抗压强度、弹性模量测试。6 砂浆性能的现场检测与控制要点6.4 灌注施工质量（1）充填饱满度 单元板式无砟轨道结构中水泥乳化沥青砂浆垫层的灌注施工质量主要有砂浆垫层的充填饱满度、匀质性和密实性等，但现在还没有相应的评价指标和检验方法。目前，现场施工时，可以采取揭板检测或观察的方法进行检验和评价。 充填饱满度是指轨道板与底座板间隙或灌注袋内中砂浆充填的饱满程度，要求100的充填，垫层与轨道板或底座板接触面不流任何缝隙，灌注袋四周边缘成半圆形，并给人以胀鼓感，不能有皱褶。揭板后，轨道板下表面和底座板上表面的粗糙纹理清晰地印在垫层的表面，灌注袋内没有任何空隙，如图6.1所示。另一种现场评价饱满度的方法是测量轨道板支撑螺栓卸除前后轨道板的标高，要求卸除螺栓前后轨道板标高的变化在测量误差范围(00.5mm)，不得大于1mm。图6.1 砂浆垫层充填饱满情形6 砂浆性能的现场检测与控制要点6.4 灌注施工质量 砂浆垫层充填饱满度的影响因素主要是新拌砂浆的流动度、可工作时间、砂浆的膨胀率、一次性灌注的砂浆量、垫层厚度和平整度等。 为了保证饱满度，要求