CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆冬季施工技术

沪宁城际铁路是国内第一条全线采用CRTSⅠ型板式无砟轨道的铁路客运专线，其中水泥乳化沥青砂浆是板式无砟轨道的关键材料之一。中铁十九局承担沪宁城际铁路工程站前V标项目的施工任务。

一、线下试验段时出现问题

中铁十九局沪宁城际铁路工程站前V标在2009年11月24日，C工区在线下试验段揭板检查时发现，框架板揭板检查情况正常，整体板揭板检查却出现砂浆上面层有气泡夹层。检查灌注时制作的CA砂浆试模、量筒发现，整体板灌注砂浆取样的试模和量筒表面塌陷，上表面出现空洞现象；而框架板的正常。

分析原因：

1、各种原材料性能指标、新拌制砂浆施工指标满足《客运专线铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》（科技基[2008]74号）要求；

2、现场灌浆作业中砂浆拌合温度较低

3、拌合环境温度较低时所需的外加水量比常温时要多一些；

4、养护温度都在15℃以下；

5、气泡夹层应该是由于长时间不凝固气泡上浮造成的；

6、未凝结砂浆应该是由于长时间不凝固，乳化沥青上浮造成的。

二、问题的解决

针对现场出现的问题，铁科院沪宁城际砂浆技术咨询组提出用平板的配合比做以下对比试验：

1、用较高拌合温度、不同养护温度进行对比试验

2、用不同拌合温度、同一养护温度进行对比试验

经过两组对比试验发现，问题的出现与拌合温度无关，与养护温度有关。砂浆温度大于5℃以上时，只要养护温度在15℃以上时，砂浆可以正常上强度、正常成型。但根据沪宁城际无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工时间安排，施工温度基本都要低于15℃。为保证顺利施工，必须找到在采取相应增温、保温措施的情况下顺利进行施工、保证砂浆质量的办法。

为什么整体板砂浆会出现问题，而框架板砂浆却正常呢？通过对C工区的整体板、框架板的灌注过程进行对比分析：在工艺、拌合环境条件、养护条件一致的情况下，框架板砂浆正常上强度、正常成型，完全满足揭板检查要求，整体板有气泡夹层、夹层内有未凝固砂浆，不满足揭板检查要求。这两种工况砂浆唯一的区别就是框架板的砂浆中加入了一定量的P乳剂，证明在水泥乳化沥青砂浆中加入一定量的P乳剂具有保证低温施工、养护正常上强度、成型的作用。

按新的加P乳剂的配合比试验后，2009年12月18号，在B工区的线下整体板揭板检查时又出现了新的状况：砂浆强度低，较脆，表层大面积起皮，气泡较多。分析原因：

1、各种原材料性能指标、新拌制砂浆施工指标满足《客运专线铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》（科技基[2008]74号）要求；

2、养护温度有的在5℃以下；

3、砂浆早期强度低，气泡上浮，形成气泡夹层，表面出现一层沥青皮。

后经过铁科院咨询组的反复试验得出：加入一定掺量的P乳剂能够满足较低温度施工、养护需要的温度范围为5～15℃。

三、形成冬季施工组织方案

鉴于沪宁城际铁路任务重、工期紧的特殊情况，根据工程特点结合施工中的经验教训，形成如下方案：

1、原材料

注意原材料的增温、保温，提高原材料的温度能确保砂浆的出机温度满足施工要求。乳化沥青、P乳剂的运输和储存采取有效地增温和保温措施；干料的存放仓库内采取空调、电暖气等增温措施，并做好防水、防潮工作。对砂浆车的水箱进行必要的保温措施。尽可能的使拌合水和乳化沥青具有较接近的温度。

消泡剂随着温度的降低，粘度会逐渐增大，且用量较少，很容易造成计量不准确等情况的发生。所以消泡剂在冬季施工时采用手工加料的方式；

2、砂浆车、成品斗、中转漏斗

外部覆盖电热毯、棉被等，砂浆车车体有空调等增温措施，保证砂浆灌注前的温度。

3、灌注袋

使用透气性、透水性好的灌注袋，尽可能在满足透气透水性的基础上增快出水速度，使多余的游离水在较短的时间内泌出，使浆体能够在砂浆具有较好流动性的前提下给予补充，保证砂浆的饱满度；

4、养护环境

底座板和轨道板：对底座板和轨道板采取相应的温控措施，如用具有加热功能的鼓风机把轨道板和底座板在灌注砂浆前把他们增温到一定的温度，以减少砂浆温度的流失；确保砂浆的养护温度在50C以上。

5、配合比调整方案

为满足低温（5～15℃）施工需要，经过大量的室内低温搅拌试验、养护试验和室外低温灌板和养护试验，把原有的整体板配方调整为要加入一定掺量的P乳剂配方，以此来满足低温施工和养护的需要，达到砂浆设计的质量标准。

6、工艺调整方案

把流动度尽可能控制在上限（24～26s），含气量控制在下限（8.0～8.5%），这样可以起到减少外加水和降低下塌的作用；

灌板特别是超高板，在灌注到整个板面三分之二的区域后减缓灌注速度，防止砂浆灌注过饱满；

每天施工前要对砂浆车上的乳化沥青进行充分的搅拌，但注意不能过搅拌；

每个工作面要配备有2～3名专门负责巡视饱满状态的人员，一旦发现有灌注不饱满的情况就要在第一时间给予挤浆和补浆（砂浆具有一定的流动状态时）。

7、注意事项

准备较多的精调支架，保证足够的周转数量；

灌注完成1h内，观察砂浆的饱满状态，如发现哪一侧的砂浆与轨道板发生离缝现象，就要在出现离缝现象的同侧给予挤浆处理，挤浆的时候要一点一点的挤入，边挤入边观察砂浆充盈状态，达到理想的充盈状态即给予停止挤入，扎死袋口放在450的垫块上。

四、冬季施工组织方案的验证

在铁科院专家的指导下，沪宁城际铁路站前V标项目部分别于2010年1月28日在A工区施工作业面，2010年2月1日在B工区施工作业面按照冬季施工组织方案对完成灌浆作业的轨道板进行了揭板检查验证。揭板检查结果表明，砂浆表面平整、断面均匀、无分层、无沉砂、无冻害出现，达到了揭板检查的要求。证明此冬季施工组织方案是有效的。

五、结束语

沪宁城际铁路是国内第一条全线采用CRTSⅠ型板式无砟轨道的铁路客运专线，工程广泛采用了新技术、新结构、新工艺。其中水泥乳化沥青砂浆是板式无砟轨道的关键材料之一，其施工质量好坏直接决定无砟轨道建设的成败。施工大部分时间处于15℃以下的冬季施工段。通过采用此冬季施工技术方案，如期、高质量完成无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的施工任务，为沪宁城际铁路2010年7月1日按时通车打下坚实基础。