水泥沥青砂浆及相关材料技术

5. 消化吸收再创新阶段成果
CA砂浆
➢ 完成中心试验室建设 ➢ 完成引进CA砂浆技术资料完整性审核 ➢ 完成CA砂浆配比验证工作 ➢ 基本完成CA砂浆原材料国产化替代工作
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5. 消化吸收再创新阶段成果
凸台树脂
➢ 完成树脂样品分析并确定配比
A组分 组成
树脂
填料
溶剂
比例
26.2％
35.6％
33%
组成 异氰酸酯（PAPI）
3
2. 国外水泥沥青砂浆研究应用情况
高速铁路比较发达的日本和德国，针对各自轨道结 构型式与特点，研发了相应的水泥沥青砂浆：
日本的CA砂浆(Cement Asphalt Mortar)，研发始于1965 年，从1975年至今共铺设2600km
德国的BZ砂浆(Bitumen Zement Mortar)，从1977年至今， 共铺设了71.3 km
凸台树脂 灌注袋
CRTS II SL-2型砂浆
7
4. 自主创新研究
阶段性成果
➢ 制定了武汉综合试验段相关技术条件 ➢ 确定SL-1、SL-2型水泥沥青砂浆的配比
水泥沥青砂浆配比(SL-1)
水泥及混合材 砂子 乳化沥青 聚合物 水 铝粉 消泡剂 引气剂
1
2 1.4~1.6 0.05~0.20 ＜0.2 0.00013 0.0001 0.003
1. 水泥沥青砂浆及相关材料功能简介 2. 国外水泥沥青砂浆研究应用情况 3. 国内水泥沥青砂浆研究应用情况 4. 自主创新主要研究内容及阶段成果 5. 消化吸收再创新阶段成果 6. 武汉试验段水泥沥青砂浆及相关材料技术要求
1
1. 水泥沥青砂浆及相关材料功能简介
板式无砟轨道是世界高速铁路的主要轨道结构型式之一， 具有稳定性好、结构高度低、施工效率高，可修复性强等优 点，我国高速铁路已采用两种板式无砟轨道结构形式:CRTS I型、CRTSⅡ型。
CRTS I型
CRTS Ⅱ型 2
1. 水泥沥青砂浆及相关材料功能简介
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
时间
1979 1981 2002
2004 2005 2006 2007
铺设地点
北京西北环线 皖赣线溶口隧道 秦沈线狗河桥和双河桥
赣龙线枫树排隧道 北京东郊环形试验基地
遂渝线 京津城际
长度
40m 25m 2.8km
719m 100m 8km 224km
备注
日本配方 550m
德国BZ砂浆
5
3. 国内水泥沥青砂浆研究应用情况
4
水泥适应性
/
20秒内至少流出70ml样
5
贮存稳定性(1d，25℃)
%
＜1.0
6
贮存稳定性(5d，25℃)
%
＜5.0
7
低温贮存稳定性(-5℃)⑴
/
无粗颗粒或块状物
残留物含量
%
≥60
针入度(25℃,100g,5s)
0.1mm
60～100
蒸发
软化点(环球法)
℃
8
残留
物
延度 (15℃)
cm
延度 (5℃) ⑵
➢ 完成凸台树脂配方、工艺研究及灌注试验 ➢ 研制出砂浆、树脂用灌注袋 ➢ 初步完成水泥沥青砂浆修补树脂材料的研制
A组分 B组分
组成 比例 组成 比例
自主创新凸台树脂配比
树脂
填料
46.4％
Fra Baidu bibliotek
29.8％
异氰酸酯（PAPI）
99.7％
溶剂 18.4%
交联剂 5.2%
消泡剂 0.3％
消泡剂 0.2%
10
11
cm
≥42 ≥100 ≥20
溶解度(三氯乙烯)
%
≥99
注：⑴ 当乳化沥青实际使用中经过低温贮存时，进行此项检测。
⑵ 当采用改性沥青生产乳化沥青时，按此项进行蒸发残留物延度检测。
B组分 比例
99.7％
灌注袋
➢ 完成灌注袋样品性能检测
维修树脂
➢ 完成树脂样品分析并初步确定配比
交联剂 5%
消泡剂 0.3％
消泡剂 0.2%
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6.技术要点 6.1 水泥沥青砂浆技术要点 6.2 凸台树脂技术要点
14
6.1水泥沥青砂浆技术要点－施工流程
原材料
质量要求
施工前准备
搅拌
搅拌要求
水泥沥青砂浆
秦沈线应用情况表明：水泥沥青砂浆与工程应用还有一定 差距。
6
4. 自主创新研究
主要研究内容
➢ 水泥沥青砂浆技术条件 ➢ 水泥沥青砂浆制备技术 ➢ 乳化沥青工业化生产技术 ➢ 水泥沥青砂浆施工工艺 ➢ 凸台树脂配制技术 ➢ 灌注袋生产技术 ➢ 水泥沥青砂浆修补材料
板型 材料
CRTS I SL-1型砂浆
注：※1当乳化沥青实际使用中经过低温贮存和运输时，进行此项检测。 ※2当采用SBS改性沥青制备乳化沥青时，进行此项检测。
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6.1 水泥沥青砂浆技术要点——原材料性能
SL－2 乳化沥青性能指标
序号
项目
单位
指标要求
1
筛上剩余物(1.18mm)
%
＜0.1
2
颗粒电荷
/
负
3
粒径
μm
平均粒径≤7；模数粒径≤5
水泥 1
乳化沥青 0.4~0.6
水泥沥青砂浆配比(SL-2)
砂子
水 减水剂 消泡剂
1.4~1.6 0.2~0.4 0.0002 ＜0.0001
铝粉 0.00005
8
4. 自主创新研究
➢ 完成乳化沥青的工业化生产 ➢ 完成实尺寸灌注试验 ➢ 完成搅拌灌注设备与水泥沥青砂浆的适应性试验
9
4. 自主创新研究
％
贮存稳定性（5天，25℃）
％
6
低温贮存稳定性（-5℃）※1
7
水泥混合性
％
残留物含量
％
蒸发
针入度（25℃，100g）
0.1mm
8
残留 针入度（25℃，100g）※2 0.1mm
物
溶解度（三氯乙烯）
％
延度 (15℃)
cm
5～15 < 0.1 < 1.0 < 5.0 无粗颗粒或块状物 < 1.0 58～63 60～120 40～100 > 97 ≥50
砂浆类型 板型 CA砂浆 单元板
BZ砂浆 博格板
力学性能特点
弹性模量、抗压强度较低 (100~300 MPa、1.0~1.8MPa)
弹性模量、抗压强度较高 (7000~10000 MPa、15MPa)
组成特点
沥青/水泥质量 比:0.8~ 1.0。
沥青/水泥质量 比:0.3~ 0.35。
4
3. 国内水泥沥青砂浆研究应用情况
质量要求
灌注袋
灌注袋安装
灌注
灌注要求
质量要求
安装要求
养护
养护要求
结束
储存管理 检验规则
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6.1 水泥沥青砂浆技术要点——原材料性能
SL－1 乳化沥青性能指标
序号
项目
单位
指标要求
1
外观
浅褐色液体、均匀、无机械杂质
2
颗粒电荷
正
3
恩氏粘度（25℃）
4
筛上剩余量（1.18mm）
％
5
贮存稳定性（1天，25℃）