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高速铁路建设的大趋势下,板式无砟轨道作为高速铁路的主要轨道形式,其性能优劣直接影响到轨上列车运行的安全性及舒适性。CA砂浆作为板式无砟轨道的重要组成部分,对整个无砟轨道起着支承、调整、减振、隔振和阻断裂纹的作用,但在服役过程中出现了低温冻融破坏和低温振动等引起的裂缝等病害,目前国内外对于此类损伤劣化缺乏系统的研究。通过添加改性材料改善CA砂浆性能,积极开展CA砂浆相关研究具有十分重要的意义。本文采用热塑性聚氨酯弹性体作为改性材料对沥青及CA砂浆体进行改善研究,共分为两个不同掺入方式,方式一将聚氨酯用于改性沥青,再制备CA砂浆;方式二将聚氨酯直接掺入干料共同制备CA砂浆。分别研究了砂浆流动度、含气量、扩展度、膨胀率、分离度等工作性能和抗折强度、抗压强度、压折比、弹性模量等力学性能,对比分析得,聚氨酯对CA砂浆工作性能影响随掺量增大而改善,力学性能随聚氨酯掺量增大而先增大后减小,可以优选出较佳掺量范围,确定聚氨酯改性CA砂浆5%掺量各项性能改善效果明显,掺聚氨酯CA砂浆0.8%掺量各项性能改善效果较佳,选择工作和力学性能较佳的试验组进行后续探讨研究。为改善CA砂浆层低温冻融破坏和低温振动等引起的裂缝等病害,分别研究了 28d龄期和冻融后CA砂浆劈裂强度、CA砂浆-混凝土粘结强度、CA砂浆-混凝土三点粘结和四点粘结强度,以及28d龄期砂浆化学侵蚀、极端温度下试件的强度变化规律,最后研究了 CA砂浆抗冻融、低温弯曲、干缩率、蠕变等性能。结果表明:聚氨酯对CA砂浆及连接界面粘结强度、劈裂强度、极端温度下强度和低温弯曲性能提高明显,化学侵蚀、干缩、蠕变值等稍有改善效果;聚氨酯对CA砂浆各项性能均有不同程度改善效果,与掺聚氨酯CA砂浆比,聚氨酯改性CA砂浆性能改善效果更为明显。