CA砂浆抗冻性能的影响因素研究

为提高CA砂浆的抗冻性能,研究了各组成材料对其抗冻性的影响。结果表明,沥青相对含量越高,抗冻性能越好,沥青乳液与水泥相对质量比(A/C值)从1.4增至1.7时,350次冻融循环相对弹性模量分别降至75%和92%;随着冻融循环次数的增加,CA砂浆质量呈增加趋势,沥青相对含量越高,冻融循环后质量增加率越小;但采用硫铝酸盐水泥(SAC)代替普硅水泥(C)制备的CA砂浆抗冻性较差,350次冻融循环剩余相对弹性模量45%—55%;相对于基准CA砂浆的抗冻性能,加入橡胶粉(CRB)、聚合物胶粉(P3)、有机纤维(FR)和硅灰(SF)能提高CA砂浆的抗冻性能,提高幅度以CRB最大,FR次之,P3更次之,SF最小。

CRTS Ⅰ型CA砂浆劣化对其疲劳寿命的影响分析

研究目的:CA砂浆脱空是板式轨道的典型伤损,在列车荷载作用下,CA砂浆劣化将降低其疲劳寿命。为研究CA砂浆劣化对其自身疲劳寿命的影响,本文建立CRTSⅠ型板式轨道有限元模型,以Miner线性疲劳累计损伤准则为基础,研究CA砂浆在不同劣化情况下的应力和疲劳寿命,从而为无砟轨道的养护维修提供参考。研究结论:(1)仅考虑CA砂浆性能劣化50%时,列车荷载作用下CA砂浆所受的应力及疲劳寿命均减小,但仍能满足60年的使用寿命;(2)仅考虑CA砂浆层脱空和同时考虑CA砂浆层脱空与性能劣化50%时,CA砂浆层的压应力显著增大,疲劳寿命显著降低;(3)CA砂浆层板端脱空长度达到1.225 m时,CA砂浆的疲劳寿命不再满足60年的使用寿命;(4)建议CA砂浆的脱空长度应小于1.225 m,且在CA砂浆的服役寿命内加强养护维修,防止CA砂浆发生疲劳破坏;(5)本研究成果可为板式轨道CA砂浆的养护维修提供指导。

基于高斯曲率识别板式无砟轨道中CA砂浆脱空伤损

板式无砟轨道中CA砂浆在列车荷载、环境温度等多种作用下容易产生脱空等伤损,准确检测出这些伤损显得尤为重要。针对CA砂浆的伤损,建立轨道板-CA砂浆模型,利用有限元软件对系统进行模态分析,通过计算分析得到轨道板的曲率模态,结合高斯曲率确定CA砂浆的伤损及伤损位置。计算结果表明:轨道板的前五阶高斯曲率可以反映伤损的有无及其具体位置,一阶高斯曲率最为明显。轨道板-CA砂浆系统一阶高斯曲率不仅可以准确识别单处CA砂浆伤损,还可以准确识别多处CA砂浆伤损。

板式无砟轨道CA砂浆黏弹性特征

为研究砂浆在列车荷载作用下、不同初始弹性模量时的黏弹性变形规律,以黏弹性理论与时间硬化率分析方法为基础,拟合得到砂浆的时间硬化率特征参数,通过ABAQUS建立基于时间硬化率的CRTS I型板式无砟轨道实体模型。研究结果表明:基于时间硬化率的分析模型能很好地模拟砂浆变形行为,拟合得到的特征参数较为合理;若砂浆初始弹性模量增大,则砂浆在黏弹性变形前、后应变差值逐渐减小,位移差值逐渐增大,位移差值集中于0.2～0.6 mm,变形敏感部位约在板端2.5个扣件间距处。砂浆本身黏弹性特征引起的不可恢复变形是导致砂浆与轨道板层间离缝的重要原因之一。

板式无碴轨道垫层CA砂浆研究与进展

CA砂浆是板式无碴轨道结构弹性调整层的核心。从板式无碴轨道CA砂浆材料物理力学性能、耐久性及耐候性等多方面阐述了其组成、结构及其与性能之间的相互影响,指出当前板式无碴轨道CA砂浆的冻融、老化等破环机理,并提出其防治措施。

CRTSⅠ型CA砂浆泵送技术研究与应用

通过新拌水泥乳化沥青砂浆泵出前后性能指标比较、泵送灌注砂浆揭板检查,和经济性分析,研究CRTSⅠ型CA砂浆泵送施工的可行性。研究结果表明:砂浆泵送前后的现场指标与硬化性能无明显变化,均符合要求;泵送+漏斗灌注施工的砂浆揭板检查效果良好,泵送方式能提高效率,降低人员、机械等费用,可用于大规模施工;直接泵送灌注的砂浆揭板效果良好,提出"抬板叠灌"施工方式,可望快捷修复CRTSⅠ型板式轨道路基不均匀沉降。

高速铁路板式无砟轨道CA砂浆研究现状与展望

水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)是高速铁路板式无砟轨道的关键结构层之一,起着支承、调整、传载、减振和隔振的作用。结合单元板式无砟轨道CA砂浆的应用情况,总结分析当前国内外CA砂浆的配合比设计、静动态力学性能、耐久性及CA砂浆与板式轨道动力学匹配的研究现状,指出在这些研究方面的不足,在此基础上对CA砂浆的研究方向作出了展望。

膨胀剂对CA砂浆依时变形特性的影响

为保持板式轨道关键弹性垫层CA（cement asphalt）砂浆的体积稳定性，研究了膨胀剂种类、掺量和养护湿度对CA砂浆依时变形特性的影响．结果表明，铝粉作膨胀剂时，CA砂浆在0—12h内膨胀，16h后收缩，铝粉掺量对其硬化后变形基本无影响．U型膨胀剂对CA砂浆12h内的收缩补偿作用较小，20h后体积产生明显膨胀，7d时膨胀率最大，后收缩，且其收缩率随膨胀剂掺量增加而降低．复掺铝粉和U型膨胀剂的CA砂浆7d时膨胀率达到最大，后收缩，收缩率随养护湿度增大而减小，介于0．035％0～0．100％o之间．M型膨胀剂能明显地降低CA砂浆的后期收缩，180d龄期收缩率降低0．16％o以上．

CRTSⅠ型板式无砟轨道CA砂浆疲劳寿命分析

根据CRTSⅠ型板式无砟轨道的结构特征与受力特征,将钢轨假设为点支撑梁,扣件和基础的弹性假设为弹簧,轨道板、CA砂浆和底座板分别假设为实体,建立CRTSⅠ型板式无砟轨道的有限元模型,以Palmgren-Miner线性疲劳累计损伤准则为基础,采用全寿命分析方法对CA砂浆在不同列车荷载作用下的疲劳寿命进行分析,得到CA砂浆层的疲劳寿命分布和危险点的寿命值。

某线框架板式轨道CA砂浆伤损动力试验研究

为进一步明确无砟轨道部件伤损对轨道结构受力和行车安全的影响,需要对典型病害类型展开现场动力学试验。本次现场试验主要针对框架板式轨道CA砂浆伤损进行动力测试试验,从而分析CA砂浆伤损(碎裂、掉块等)修复前后钢轨及轨道板的动力学响应,评估CA砂浆伤损对轨道结构受力和行车安全的影响,以及针对现场CA砂浆碎裂等病害的现有修复技术加以评估。

冬季低温对CRTSⅠ型CA砂浆质量影响研究

针对冬季CRTS（china railway track system）I型水泥乳化沥青（cement and emulsified asphalt，CA）砂浆施工，研究低温环境对CA砂浆性能的影响，经温度监测和揭板检查，比选温控措施。研究结果表明：长三角地区冬季施工现场存在-5℃-5℃的温度环境，在此环境中CA砂浆强度发展缓慢，灌入板腔的CA砂浆边缘会产生孔洞病害；在棉被覆盖保温措施条件下，无加热源时，板下砂浆温度随环境变化而小幅波动，灌注口砂浆断面有粗砂下沉趋势，但未引起分层；有加热源时，板下砂浆温度逐渐升高，揭板断面均匀，符合正线施工要求。

减振型无砟轨道对CA砂浆力学性能要求研究

为研究城市轨道交通地铁线路减振型无砟轨道的使用对CA砂浆力学性能的要求,基于有限元理论,建立减振型单元板式无砟轨道的梁-体模型。一方面,研究减振垫的刚度对CA砂浆的变形和受力影响;另一方面,研究CA砂浆自身的弹性模量对其本身变形和受力的影响。研究结果表明:由于减振垫自身刚度较小的缘故,导致CA砂浆承受较大拉应力而存在受拉破坏的危险,随减振垫刚度的减小,CA砂浆和上部结构均会出现较大变形,进而影响轨道平顺性和行车安全;随CA砂浆自身弹性模量的增大,CA砂浆层所受拉应力随之增大,因此在配制高弹性模量的CA砂浆材料的同时必须保证其抗拉强度能够满足CA砂浆抗拉的要求。

纤维对CA砂浆塑性开裂的影响

为研究纤维对CA砂浆抗塑性开裂性能的影响规律,采用自制开裂试验装置结合图像分析法研究了纤维品种、掺量及长径比等参数对CA砂浆抗塑性开裂性能的影响。结果表明,PVA纤维对CA砂浆抗裂性的影响最为显著,并略优于PET纤维,PP纤维最次;三角形截面的PP纤维抗裂性优于圆形截面的PP纤维;CA砂浆的抗塑性开裂性能随纤维掺量的增大逐渐提高,当体积掺量超过0.14%后,抗裂性增幅趋缓;纤维的长径比对其抗裂性有一定影响,直径相同的情况下,12 mm及3 mm长的PP纤维抗裂性优于6 mm长的PP纤维。研究结果可为CA砂浆用纤维的技术标准提供一定的理论与技术支撑,具有一定的理论和工程意义。

掺沥青乳液水泥体系的凝结时间对CA砂浆性能的影响

研究了水泥组成、沥青乳液与水泥的质量比等因素对掺沥青乳液水泥净浆的凝结时间及CA砂浆的材料分离度、流动度、可工作时间、抗压强度等性能的影响规律．结果表明：使用早期强度高、水化速度快的水泥，采用硫铝酸盐水泥适量取代普通硅酸盐水泥，调整沥青乳液与水泥的质量比均可促进掺沥青乳液水泥净浆的凝结与CA砂浆的胶结硬化，从而改善CA砂浆综合性能．但硫铝酸盐水泥对普通硅酸盐水泥的取代率不宜超过20％，沥青乳液与水泥的质量比应控制在1．5～1．7．

高速铁路板式无碴轨道用CA砂浆的疲劳特性

CA砂浆是用于高速铁路板式无碴轨道结构的关键材料。研究了CA砂浆分别在环境温度为20℃、-20℃,应力水平为0.9、0.85、0.8、0.75、0.7、0.65,加载频率10 Hz,正弦波加载条件下的疲劳特性。结果表明,研制的CA砂浆疲劳寿命对数值(lgN)与应力水平(S)呈现良好的线性相关性;CA砂浆的抗压强度受环境温度影响较大,相同应力水平条件下,CA砂浆在负温环境中的疲劳寿命低于在常温环境中的,CA砂浆的粘弹性特点保证了CA砂浆在-20℃环境仍具有良好的耐疲劳性能。

国内板式无碴轨道CA砂浆研究现状与展望

随着高速铁路的飞速发展,板式无碴轨道应用日益广泛。CA砂浆在板式无碴轨道中起到减缓震动的作用,是板式无碴轨道的关键组成部分。在国内外高速铁路建设中,CA砂浆已经被广泛应用。总结分析了当前国内CA砂浆的基本性能研究、耐久性及CA砂浆与板式轨道动力学性能研究的现状,并在此基础上对今后CA砂浆的研究方向做出展望。

CRTSII型板式无砟轨道CA砂浆施工技术

结合合蚌高速铁路工程,介绍了CRTSⅡ型板式无砟轨道CA砂浆施工工艺,并提出了相应的质量控制措施。

CRTSⅡ型板式无砟轨道用CA砂浆的温度疲劳研究

CRTSⅡ型板式无砟轨道充填层CA砂浆与轨道板接触面之间常见脱粘、离缝情况。为探讨CA砂浆在温度疲劳作用下与轨道板脱粘、离缝规律,采用-20℃到60℃的温度循环对试件进行疲劳试验,并对疲劳后的试件进行微观结构分析和热分析。结果表明:由于沥青基体在温度疲劳作用下的迁移、老化、黏性降低,CRTSⅡ型CA砂浆和轨道板混凝土经过16次循环后即出现脱粘,产生裂缝。

CRTSⅡ型板式无砟轨道用CA砂浆灌注施工关键技术

CA砂浆灌注质量控制对保证整个轨道板的施工质量非常关键。本文总体论述了CRTSⅡ型板式无砟轨道用CA砂浆灌注工艺,包括压紧装置的安装、封边、砂浆的运输、灌注、养生、缺陷的修补等相关工序的施工方法及关键技术,为确保CA砂浆灌注质量提供借鉴。

温度荷载下锰渣矿粉改性CA砂浆层力学响应分析

为了改善目前板式无砟轨道运营中出现的CA砂浆材料疲劳伤损问题,文章结合前人研究与高温多雨地区实际情况,通过有限元软件建立CRTSII型板式无砟轨道模型,分别取正温度梯度90℃/m、负温度梯度-45℃/m,利用锰渣矿粉改性CA砂浆试验性能数据,分析温度荷载下锰渣矿粉改性CA砂浆层力学分布情况。结果表明:应用锰渣矿粉改性CA砂浆材料作为调整层,其力学分布情况满足规范要求;锰渣矿粉改性CA砂浆层纵向应力远大于横向应力;正温度梯度下CA砂浆层呈现"上凸",负温度梯度下呈现"下凹"。