CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿充填層灌注施工工藝——以石武客專為例

馬麗

摘要： 為保證石武客運專線無砟軌道河南段SWZQ-8標段水泥乳化瀝青砂漿工藝性試驗及正線上水泥乳化瀝青砂漿充填層灌注施工質量要求，從配合比的選定、材料的檢驗、潤濕、封邊、固定、灌注、養(yǎng)護等關鍵工序中，尋找最優(yōu)的砂漿灌注狀態(tài)，現將施工工藝進行總結，為同類型砂漿充填層灌注施工提供借鑒。

Abstract： To guarantee technology test for cement emulsified asphalt mortar of of and construction quality requirements for cement emulsified asphalt mortar filling layer perfusion on the main line in Shijiazhuang-Wuhan Passenger-Dedicated Line ballastless track Henan segment SWZQ-8 section， from some key processes， such as selection of the mixing ratio， material inspection， wetting， edge banding， fixing， perfusion， conservation etc.， to find the optimal mortar perfusion state， this paper summarized the construction technology， providing reference for the same type of mortar filling layer perfusion.

關鍵詞： 配合比的選定；流程；封邊；灌注及養(yǎng)護

Key words： selection of mixing ratio；processes；edge banding；perfusion and conservation

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）03-0084-03

0 引言

CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿充填層位于已定位的軌道板（道岔板）和混凝土底座或支承層間的結構物，主要起到充填、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，它直接決定了無砟軌道的施工質量及使用年限。所以施工前對水泥乳化瀝青、細骨料、水、外加劑、特定工藝拌制等各項性能指標及灌注方法進行優(yōu)化，形成了較為成熟的灌注施工工藝。

1 充填層施工應具備的施工條件

1.1 水泥乳化瀝青砂漿配合比的選定：

①無砟軌道施工前，在理論配合比的基礎上根據水泥乳化瀝青砂漿原材料特性、氣候條件、施工組織及工藝要求等影響因素進行試驗，確定砂漿初始配合比。②砂漿充填層施工前，采用初始配合比進行工藝性放大試驗，并經型式檢驗驗證確認砂漿基本配合比，拌制工藝參數、灌注工藝參數。③在基本配合比的基礎上，根據砂漿拌制設備性能、現場的施工氣溫、原材料的含水率等指標，通過試拌，拌合物測試，確定砂漿的施工配合比。

1.2 水泥乳化瀝青砂漿拌制控制要求

①水泥乳化瀝青砂漿攪拌量根據現場量取的板腔厚度確定，一般通過一次攪拌滿足灌注要求，但一次攪拌的最大方量不宜超過0.65m3。②炎熱季節(jié)或低溫下進行砂漿拌制時，采取相應措施保證材料溫度，以保證砂漿拌合物溫度滿足要求。③工藝性試驗確定的三一重工砂漿攪拌車的攪拌工藝如下：首先，依次按照乳化瀝青、水、減水劑的順序加入液態(tài)料，加完液態(tài)料后低速攪拌30秒，低速攪拌的轉速為25～30轉/分。然后，投入干料，此過程保持中速攪拌60秒，中速攪拌的轉速為60～70轉/分。之后，開始120秒的高速攪拌，高速攪拌的轉速為120～130轉/分，攪拌時間可根據砂漿含氣量及有無疙瘩情況適當調整。在高速攪拌過程中的前60秒投入消泡劑。高速攪拌結束后，低速攪拌60秒。最后卸料，低速攪拌30秒。

1.3 質量要求

①必須達到灌注孔、觀察孔不得有泌水和明顯膨脹；②充填層表面的勻質性與密實性，顏色呈淺棕褐色，且均勻一致，表面印痕紋理清晰，且與軌道板底一致，不得有流水痕跡和瀝青積聚，不得有浮漿、起皮、氣泡積聚層；③灌注時夾雜的10mm及以上的氣泡的面積之和不得大于充填層表面積的0.2%；充填層斷面的勻質性與密實性，顏色呈淺棕褐色，且均勻一致，不得有肉眼可見瀝青顆粒，不得有氣泡夾層、氣泡積聚區(qū)和分層；④30cm寬的斷面內大于3mm的氣孔不得多于1個，零星分布的大于1mm氣孔面積不得大于5％；灌注飽滿度充填層四周充盈飽滿，且與軌道板四周粘結良好；⑤粘結強度試件抗壓強度達2.0MPa起吊，吊機用力明顯。

2 廠拌和工拌現場試驗情況

水泥乳化瀝青砂漿充填層施工時，需按照檢測頻率要求作好拌合物溫度、流動度、擴展度、含氣量、單位容積進行檢測。

2.1 前期試驗存在的問題（表1）

2.2 為滿足要求針對上述問題對配合比用料及相關指標進行調整，詳見記錄如下水泥瀝青砂漿試驗數據記錄情況。

2.2.1 水泥乳化瀝青砂漿現場試驗指標結果記錄 直1#板：瀝青砂漿廠家：安徽中鐵；施工部位：直1#板；試驗編號：201003007；試驗日期：2010.3.28；測試時間：15：30；試驗方量：0.8m3；環(huán)境溫度（℃）：19水溫（℃）：13環(huán)境濕度（%）：40。

①性能指標要求及檢測結果：

②瀝青砂漿配方記錄情況：方量0.8m3；水128.0；瀝青200；干料1200；減水劑10.88；消泡劑0.50。

2.2.2 水泥乳化瀝青砂漿工況試驗記錄結果 曲3#板：瀝青砂漿廠家：安徽中鐵；試驗編號：01003014；試驗日期：2010.4.5 15：55試驗方量0.8m3；環(huán)境溫度（℃）：20水溫（℃）：20 環(huán)境濕度（%）31。

①性能指標要求及檢測結果：

②瀝青砂漿配方記錄

方量 用料 數量

0.8m3 水 136

瀝青 200

干料 1200

2.2.3 軌道板揭板自檢

①滿足質量要求上報監(jiān)理檢查驗收；②不符合，不能進行下到工序施工。通過對大量揭板試驗的對比分析，砂漿主要的控制指標如下：出機流動度為90～120s，砂漿出機時達到280mm；擴展度所用時間為6～8s；出機時最終擴展度為300～330mm。施工時，將流動度、擴展度指標調至最佳范圍后才進行灌注。

2.3 氣溫控制

①當日氣溫：按照標準氣溫高于40℃或小于5℃時，不允許進行水泥乳化瀝青砂漿灌注施工；當天氣溫低于

-5℃，全天不允許進行灌注施工；雨天不宜進行灌注。②板腔溫度：灌注施工前，確認板腔溫度不高于40℃。③原材料、砂漿溫度：水泥乳化瀝青原材料溫度一般介于5℃至30℃之間，所拌制的砂漿溫度一般介于5℃至35℃之間，高于規(guī)定溫度采取降溫措施。④環(huán)境溫度：為15℃～30℃時為板下充填層施工溫度范圍，灌板效果較好。

3 灌注施工工藝流程

水泥乳化瀝青砂漿灌注施工工藝流程見圖1。

3.1 灌注前施工準備

①灌注前，再次確認軌道板狀態(tài)，檢查灌注袋位置，并在軌道板表面鋪設塑料薄膜，防止軌道板受到污染。軌道板狀態(tài)調整好后，及時灌注水泥乳化瀝青砂漿。若間隔時間較長時，應對軌道板進行覆蓋，防曬，如果環(huán)境溫度變化超過10℃或受外力使軌道板位置發(fā)生變化時，必須重新檢查和調整軌道板。②量取6個精調爪位置及灌注孔、觀察孔處板腔厚度，確認板腔厚度介于2～4cm之間，并據此計算所需攪拌的砂漿方量。③正線上水泥乳化瀝青砂漿充填層施工前，應對軌道板安裝定位情況進行復核，相鄰軌道板接縫處承軌臺頂面相對高差應不大于0.3mm。

3.2 潤濕施工 封邊前一天，對底座板及軌道板底面進行充分預潤濕。軌道板縱橫向封邊前，再次對底座板（支承層）頂面及軌道板底面進行充分潤濕，注意該過程高壓水槍應以略向上的角度進行噴射以保證軌道板底部得到充分的潤濕，充分濕潤后用棉紗布清除軌道板底面及支承層頂面明水，充分潤濕的標志為潮濕無光澤。當氣溫高于25℃時，潤濕完成后及時封堵灌漿孔及觀察孔。

3.3 軌道板封邊施工

3.3.1 縱向封邊及縱向排氣孔設置 將方木條（截面5cm×3cm）朝向砂漿的一面貼上透明膠布，然后將其放置于縱向板縫處。封邊砂漿至少應高（寬）出方木條5cm以上；超高大于45mm地段較低側，封邊砂漿至少應高（寬）出方木條8cm以上，施工時注意軌道板與砂漿的粘結處應粘結牢固、無縫隙，砂漿不得侵入軌道板內。

排氣孔縱向共設置8個，分別在距離中間精調爪1m位置及軌道板的4個邊角處。排氣孔設置時，先在方木條對應位置切斷，并留出排氣口，之后在排氣口處放置截面為30×30mm的木條，木條放置好之后，用封邊砂漿進行封閉，待砂漿初凝后拔出木條，形成排氣孔。排氣孔設置處插入長35cm的U型鐵皮槽，其出口應露出支承層邊沿，以便收集排除的漿液。封邊時，用塑料袋將精調爪保護起來，避免漏漿對其產生污染。

3.3.2 橫向封邊及橫向排氣孔設置 軌道板橫向封邊一般宜采用稠度較大的水泥乳化瀝青砂漿或者SM封邊砂漿。其封邊砂漿應高出軌道板底邊至少2cm。

橫向也可采用普通水泥砂漿進行封閉，但采用普通水泥砂漿封邊，后續(xù)需要將橫向封邊砂漿全部鑿除，然后利用墊層砂漿對該區(qū)域進行補灌。橫向封邊時，用一節(jié)直徑為5cm，長為10～15cm的PVC管將GRP點保護起來，PVC管周邊封邊砂漿澆筑后需壓實并均勻抹平。

直線段或超高小于45mm地段，橫向端頭部分每邊設置3個排氣孔，分布于中間定位錐凹槽對應位置和距離軌道板側邊50cm處。其中，中間凹槽部位全部留空作為一個大的排氣孔，其余兩個排氣孔在封邊砂漿未硬化前用小扁鏟制作而成。當超高大于45mm地段，橫向不設置排氣孔。封邊完成后，及時封堵排氣孔。

3.4 軌道板固定

3.4.1 側向：在直線段，軌道板兩個觀察孔外側對稱設置4個固定裝置；當曲線超高大于45mm時，在軌道板灌注孔（觀察孔）外側安裝6個固定裝置。固定裝置通過預埋在混凝土底座板中的錨桿提供的力壓緊軌道板，錨固鋼筋距離軌道板邊緣5～8cm左右，軌道板壓緊時先用手擰緊翼型螺母，之后用鋼筋卡入翼型螺母中再擰緊1/2圈。

3.4.2 縱向：在每個板縫處設置一個“一”字型固定裝置，利用精軋螺紋鋼和翼形螺母將固定裝置固定在兩邊軌道板上。翼型螺母的擰緊程度同側向固定裝置。

4 砂漿灌注

4.1 灌漿工序 ①整個灌注過程遵循“慢—快—慢”的原則。②灌注開始前先放出一部分砂漿在預先準備好的塑料小桶內，以排除管道內氣體。開始時砂漿以較慢的流速流出，灌注孔內砂漿高于板底后，加大砂漿的流速，使砂漿能以較快速度流至兩邊觀察孔。保持灌注孔內砂漿液面的高度在軌道板板底以上10～15cm，不能出現忽高忽低的情況。從灌漿開始到砂漿流至兩邊觀察孔的時間一般控制在1.5～2.5min。砂漿流至兩邊觀察孔至接觸觀察孔板底的時間一般控制在0.5～1min。③所有排氣孔封堵完成后，使灌注孔內砂漿液面保持在高于板面5～10cm，整個灌注過程一般控制在4～6min。④在超高小于45mm，且線路縱坡大于5‰地段，砂漿灌注時，即縱坡較低一側觀察孔見到砂漿時，加快灌注速度。⑤超高大于45mm地段砂漿灌注控制時，灌注孔及兩邊觀察孔加設長度約為30cm的Φ160mm的PVC管作為護筒，以保證砂漿灌注充盈。⑥超高小于45mm（縱坡小于5‰）地段砂漿灌注控制：直線地段（或超高小于45mm的曲線段）灌注孔內放入長度約為20cm的Φ160mm的PVC管作為護筒，在PVC管底部7cm處進行切割，以保證跟圓錐形的灌漿口很好地結合，同時灌注孔處放一塊約1.5m×1.5m的PE膜。⑦灌注其他注意事項：1）每軌道板下面的砂漿應一次性灌注完成，曲線地段砂漿按由低向高方向進行灌注，砂漿宜勻速連續(xù)注入，防止產生氣泡，砂漿灌注時，自由傾落高度不宜大于1.5m，以免砂漿分層離析，當板邊砂漿灌注厚度達到施工控制值且完全覆蓋軌道板底面后，結束灌注。2）灌注過程中砂漿充分飽滿，嚴禁踩踏軌道板，并由專人在軌道板四角進行監(jiān)控，防止軌道板受力偏斜，確保軌道板頂面高程在允許偏差范圍內。3）砂漿灌注時，可有少量的水滲出，但不得有乳化瀝青和乳液等滲出。

4.2 排氣孔封堵及漏漿處理 從中間往兩端順序封堵，一旦砂漿全斷面均勻地流出，且無氣泡冒出時，利用塞子將排氣孔封堵。排氣孔封堵過程中應同時觀察封邊砂漿和精調爪位置處是否存在漏漿現象，如出現，應及時用水泥灰進行堵塞。排氣孔封堵完成后，應觀察軌道板周邊部分，確認無漏漿且灌注孔內砂漿液面不再下降后方可確定灌漿結束。

4.3 橫向封邊砂漿處理 ①為防止砂漿與軌道板界面產生離縫，橫向封邊砂漿須在灌注結束后8～12小時內進行清理，橫向封邊砂漿處理分下列兩種情況進行：1）橫向采用SM砂漿或水泥乳化瀝青砂漿封邊時，將橫向封邊砂漿鑿除至與軌道板底面齊平的高度。2）橫向采用普通水泥砂漿封邊時，將橫向封邊砂漿鑿除至與支承層（底座板）齊平，及時采用灌注施工時剩余的水泥乳化瀝青砂漿對軌道板底面以下部分進行補灌。②補灌要求：直線段補灌，接縫端頭立上模板后，直接利用可流動的水泥乳化瀝青砂漿進行補灌，灌注高度與軌道板底部齊平；曲線段，利用放置一段時間，具有一定可塑性的水泥乳化瀝青砂漿對軌道板底部以下進行充填。③灌漿結束12～24小時后，可以將縱向封邊砂漿清除，注意砂漿清除時不得損傷充填層。④對拆除封邊砂漿后外露的墊層砂漿采取保濕養(yǎng)護措施，防止砂漿失水收縮產生裂縫，在高溫和風比較大的夏天在砂漿面加草墊或麻袋充分濕潤，確保水不流失過快；冬季砂漿面采用棉被或保曖物品履蓋，用溫水進行保濕養(yǎng)護，時間不低于3天。⑤墊層砂漿的最小抗壓強度達到1Mpa后，方可拆除軌道板下精調爪及壓緊裝置。⑥砂漿的最小抗壓強度達到3Mpa后方可承重。⑦砂漿保濕養(yǎng)護完成后，用角磨機對砂漿邊幅進行修整，保證砂漿側面與軌道板側面順直、美觀。注意修整過程中，不得損傷軌道板。

5 結束語

水泥乳化瀝青砂漿充填層施工是一個冗繁復雜的過程，各工序間相互銜接、互相影響，在充填層施工中還應不斷總結、創(chuàng)新、優(yōu)化與完善，以簡化施工工藝，提高施工效率，保證施工質量。

參考文獻：

[1]科技基【2008】74《水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件》.

[2]鐵建設【2007】85號《客運專線無砟軌道鐵路工程施工質量驗收暫行標準》.

[3]客運專線鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道.《水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件》.