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摘要：结合中铁四局石武铁路客运专线（河南段）SWZQ-4标桥上Ⅱ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工，分析新的施工工艺，探讨新的施工技术要领，为正在施工的沪昆高铁无砟轨道施工积累更多的经验。
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1引无砟轨道的构造
石武客运专线Ⅱ型板式无砟轨道于2010年初开始全线施工，中铁四局石武客专五分部承担SWZQ-4标双线56km无砟轨道施工，中铁四局选定在新许特大桥0#~70#墩作为试验段，进行接板试验。CRTSⅡ型板其结构由滑动层、底座板、水泥乳化沥青砂浆充填层、轨道板、板间纵向连接、钢轨及扣件等结构组成。Ⅱ型板式无砟轨道通过在轨道板灌注口中灌注水泥乳化砂浆，砂浆硬化后将已经精调到位和临时固定的预制轨道板和底座板连接为整体，利用板间粘接力完成轨道板三向永久定位，同时，通过轨道板预留钢筋的纵向联接提高轨道板纵向整体刚度和轨道板板端抗翘曲能力，无砟轨道施工完成后，水泥乳化沥青砂浆调整层作为轨道结构的一部分永久参与工作，要求与其他轨道构件具有一致的耐久性。
2水泥乳化砂浆沥青功能
水泥乳化沥青砂浆作为轨道板和底座之间的调整层，主要起到填充、支撑、承力、传力的作用，并可为轨道提供适当和弹韧性。水泥乳化沥青砂浆的性能直接影响到轨道结构的平顺性、列车运行的舒适性与安全性、轨道结构耐久性和运营维护成本，是CRTSⅡ型板式无砟轨道的关键工程材料之一。
3水泥乳化沥青砂浆性能检测
3.1高弹模水泥乳化沥青砂浆的组成
高弹模水泥乳化沥青砂浆是由乳化沥青、水泥、细骨料、水和外加剂经特定工艺搅拌制的具有特定性能的砂浆。其主要组成材料有乳化沥青、干料、水、减水剂、消泡剂。
3.2水泥乳化沥青砂浆的性能
乳化沥青性能指标见表1
表1水泥沥青砂浆的性能指标
3.2.1施工性能
水泥乳化沥青砂浆的施工性能包括拌合物温度、扩展度、流动性、分离度。
拌合物温度：温度拾影响水泥沥青砂浆施工性能的重要因素之一。温度过高，易导致沥青砂浆破乳或工作性能损失过快，影响施工。温度过低，对水泥沥青砂浆的灌注质量、强度发展、施工进度产生较大的影响。
扩展度：合适的扩展度拾保证底板水泥沥青砂浆饱满的前提条件之一。扩展度过小，水泥沥青砂浆在板下缝隙中很难流开，无法灌满板或在边角处灌注不到位。
流动度：流动度也是反映砂浆流动度性能的指标。暂行技术条件80s~120s。
分离度：分离度是表征砂浆匀质性的指标。水泥乳化沥青砂浆是由多组分、多物相混合而成的，其中有液相、固相和气相，有密度较小的空气、有机材料和水等，有密度较大的水泥颗粒和砂，各相的密度相差较大，在重力作用下，密度较大的物相会在上浮，造成新拌砂浆匀质性差。
3.2.2物理性能
水泥乳化沥青砂浆的物理性能有密度和体积变化，其评价指标为含气量、单位容积质量和膨胀率。
含气量：水泥乳化沥青砂浆中有很多表面活性剂，在搅拌的过程中会产生很多气泡，
单位容积质量：单位容积质量表征了砂浆的含气量和弹性模量。砂浆的单位容积质量越小，砂浆的含气量越大，弹性模量越低。
3.2.3力学性能
水泥乳化沥青砂浆的力学性能包括砂浆的1d、7d、28d抗折强度、抗压强度和28d的弹性模量。
3.2.4耐久性能
水泥乳化沥青砂浆的耐久性能主要包括砂浆的抗冻性和疲劳性能。
抗冻性：水泥乳化沥青砂浆的抗冻性试验方法和混凝土不一样，其采用盐冻法，并用单位面积剥落量和相对动弹性模量表征砂浆的抗冻性能。
抗疲劳性能：是指砂浆抵抗1万次疲劳荷载的作用的能力。其中荷载：应力下限σ=0.025MPa，应力下限σ0=0.35 Mpa，脉冲持续时间为0.2秒，两次脉冲的时间间隔1.5秒。
4 水泥乳化沥青砂浆灌注
4.1安装压紧装置
水泥乳化沥青砂浆在轨道板和底座板之间填充层，轨道板在灌注前依靠精调爪支撑轨道板，灌注后为阻止轨道板因乳化沥青砂浆浮力和乳化沥青砂浆硬化产生的膨胀力上浮，在轨道板边缘压紧固定装置。压紧装置在乳化沥青砂浆抗压强度达到2MPa后，乳化沥青不在膨胀，此时可以拆除压紧装置。灌浆12h后，其强度可以达到2MPa。轨道板精调爪为钢材质，存在热胀冷缩，能引起硬化后的砂浆开裂，使砂浆与轨道板连接产生离缝，因此砂浆灌注后6~10h（夏季6~8h，冬季8~10h）必须拆除精调爪（此时砂浆强度达到1Mpa以上），同时轨道板精调搭接精度控制0.3mm以内，而精调爪的热胀冷缩远小于0.3mm，不影响无砟轨道的精度。
1）每块轨道板两端侧面都必须有压紧固定装置，相邻的轨道板位置必须安装压紧固定装置。
2）当曲线段超高大于45mm时，必须在轨道板中间安装压紧装置 。
4.2封边
4.2.1精调爪封堵
为防止精调千斤顶周边漏浆，在轨道板粗铺时，在板底或底座顶面精调千斤顶安设部位周围涂刷粘结剂，将U型弹性密封止浆垫（珍珠棉）粘贴在板底或底座上，止浆垫厚6cm，为水泥乳化沥青砂浆厚度的2倍， 以确保铺板后压实密封不漏浆。
4.2.2Ⅱ型板灌注横向封边措施
Ⅱ型板灌注板横向封边分为两种方法。
第一种：封边材料是永久材料工程的一部分，Ⅱ型板又称为纵连扳，纵向板与板之间相邻的5cm窄缝是和灌注砂浆同一种材料，在砂浆灌注前，必须封住窄缝，否则，砂浆将从窄缝处溢出。方案一：采用同种设计水泥乳化沥青砂浆相同的配合比的材料拌合，但是流动性较大，直接封边，砂浆会侵入板腔内，需要将砂浆放置，待砂浆的稠度达到可朔状态时，进行封堵。此种方案，施工不方便，可操作性小。方案二：采用同水泥沥青砂浆相同的力学、耐久性的砂浆进行封边。简单的说，调整配合比，拌制砂浆稠度大，但同时保证砂浆的力学性能和耐久性。
第二种：采用辅助材料临时封边，待灌浆完成后，在进行纵连板窄缝的砂浆施工。轨道板精调完毕后，将整块薄塑料铺垫到窄缝里，然后塑料上充沙子，并且捣实，阻止灌浆时，砂浆外溢。板腔砂浆强度达到后，拆除临时纵缝封边，再进行纵缝施工。此种方法，施工虽繁琐，但是，从根本上杜绝纵缝砂浆侵入板腔，质量得到控制，是目前比较推广的一张方法。
4.2.3Ⅱ型板灌注纵向封边
Ⅱ型板纵向封边方法较多，这里介绍使用较多的几种方法，并进行对比。
第一种：砂浆封边，此方法简单易于操作，缺点是砂浆容易侵入板下的缝隙里，形成质量缺陷。
第二种：填充封边，在底座板上植筋，在钢筋内侧放置L5×5cm的封边角钢，并用水泥和砂拌制成低标号砂浆封边，角钢防止作用防止砂浆侵入。
第三种：轨道板粗调后，在底座板上打眼植筋，在轨板纵向利用压紧装置固定封边L5×5cm的封边角钢，角钢下面是定制的透气性能非常好的透气布无纺布，透气布分为2层，表层為聚酯无纺布，底层为土工布。透气布长度与两精调千斤顶之间的距离相等，宽度约16cm，封边前将透气布对折后一边紧贴轨道板侧面，一边紧贴底座板，然后放置L5×5cm的封边角钢并用横向角钢压紧固定，封边角钢纵向每30cm设置一处20×3cm气孔，封边后应检查透气布是否压紧，如出现空隙，将透气布反折后塞入空隙即可。
封边和排气孔设置图
4.3Ⅱ型板砂浆灌注
4.3.1灌注前的准备工作
板腔润湿：在灌注之前0.5h~1h对底座板进行润湿，方法采用高压雾化水枪从灌注孔喷水，为防止水分散失，对灌注孔覆盖。砂浆灌注前10分钟检查润湿情况。灌注时，板腔内应湿润，但不得有明水积聚。
安装灌浆桶：为了防止砂浆灌注过程中砂漿泄露及外溢对轨道板的污染，采用PVC管将底端7㎝处切割，形成圆锥形与轨道板的灌浆口很好结合，将一块中间掏孔Φ20cm套住PVC管周围，对有缝隙的地方，用土工布塞住，防止漏浆。
灌注前对环境温度、板腔温度、砂浆温度进行测量，并做好记录。现场试验人员对拌制的砂浆对流动度、扩展度检测，各项指标合格后才可以进行灌注。
表2 水泥乳化沥青砂浆的性能指标要求
量测板腔厚度：底座板的高程控制存在误差，每块板的板腔厚度存在差异，砂浆灌注方量也不相同，为了确保板的一次性灌注，在灌注板之前对板腔厚度进行量测，计算出需要灌注方量，便于每次拌制砂浆生产。
4.3.2成品砂浆的运输
砂浆拌制时，砂浆车应停靠在固定的地点，拌合好的砂浆不能直接灌入板腔，需要把砂浆运至灌板作业地点。成品砂浆的运输大致有两种方法，一种是汽车运输，另一种是吊车吊送。
第一种方法：汽车运输
本方法适合有运输通道的灌板作业。砂浆在搅拌车中搅拌完成后，打开搅拌机卸料口，浆砂浆泄放到成品料斗，开启电机自动搅拌，对砂浆继续低速搅拌，由汽车运至灌板地点进行灌注。
4.3.3砂浆的养生
在水泥乳化沥青砂浆施工中，要求灌板时施工温度在一定的范围内才能进行施工作业。
砂浆搅拌车上必须有能自动检测环境温度和水泥沥青砂浆成品料温度，并自动储存在每次生产的记录中。
为了保证有足够的施工时间和适宜的工作性，新拌制的砂浆温度应控制在5~35℃，灌注时的环境温度应大于4℃，并且未来24小时内环境温度不得低于2℃。
当预测到灌注后未来24小时环境最低环境最低温度大于-3℃时，可以不采取任何附加措施。
如果预测到灌注后24小时内空气最低气温达-5℃，则轨道板在垫层灌注后应保温薄膜覆盖，如果预测到灌浆后未来24小时的最低温度低于-5℃时，不得进行乳化沥青砂浆灌注施工。
当砂浆膨胀及充分硬化完成后，可拆除压紧装置。垫层砂浆的最小抗压强度达到1Mpa后，可以拆除轨道板定位调整器，由垫层砂浆支承轨道板。
砂浆的最小抗压强度达到3Mpa后才允许在轨道板上承重。
4.4. 封闭灌浆孔
水泥乳化沥青砂浆灌注完成后，待灌注孔和观察孔处砂浆硬化到干稠状态时，用勺子将多余的砂浆舀出，将砂浆面降至距轨道板面15cm处。为保证封孔混凝土与垫层砂浆的良好连接，在垫层砂浆轻度凝固时将一根S形钢筋从灌浆孔插入至垫层砂浆中。
5.结语
石武客运专线设计为Ⅱ型板式无砟轨道技术，其中连接轨道板与底座板之间的填充层，现场施工质量直接影响无砟轨道的寿命，积累无砟轨道的施工经验，为以后的在建沪昆高铁设计为Ⅱ型板式无砟轨道提供技术帮助。
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1引无砟轨道的构造
石武客运专线Ⅱ型板式无砟轨道于2010年初开始全线施工，中铁四局石武客专五分部承担SWZQ-4标双线56km无砟轨道施工，中铁四局选定在新许特大桥0#~70#墩作为试验段，进行接板试验。CRTSⅡ型板其结构由滑动层、底座板、水泥乳化沥青砂浆充填层、轨道板、板间纵向连接、钢轨及扣件等结构组成。Ⅱ型板式无砟轨道通过在轨道板灌注口中灌注水泥乳化砂浆，砂浆硬化后将已经精调到位和临时固定的预制轨道板和底座板连接为整体，利用板间粘接力完成轨道板三向永久定位，同时，通过轨道板预留钢筋的纵向联接提高轨道板纵向整体刚度和轨道板板端抗翘曲能力，无砟轨道施工完成后，水泥乳化沥青砂浆调整层作为轨道结构的一部分永久参与工作，要求与其他轨道构件具有一致的耐久性。
2水泥乳化砂浆沥青功能
水泥乳化沥青砂浆作为轨道板和底座之间的调整层，主要起到填充、支撑、承力、传力的作用，并可为轨道提供适当和弹韧性。水泥乳化沥青砂浆的性能直接影响到轨道结构的平顺性、列车运行的舒适性与安全性、轨道结构耐久性和运营维护成本，是CRTSⅡ型板式无砟轨道的关键工程材料之一。
3水泥乳化沥青砂浆性能检测
3.1高弹模水泥乳化沥青砂浆的组成
高弹模水泥乳化沥青砂浆是由乳化沥青、水泥、细骨料、水和外加剂经特定工艺搅拌制的具有特定性能的砂浆。其主要组成材料有乳化沥青、干料、水、减水剂、消泡剂。
3.2水泥乳化沥青砂浆的性能
乳化沥青性能指标见表1
表1水泥沥青砂浆的性能指标
3.2.1施工性能
水泥乳化沥青砂浆的施工性能包括拌合物温度、扩展度、流动性、分离度。
拌合物温度：温度拾影响水泥沥青砂浆施工性能的重要因素之一。温度过高，易导致沥青砂浆破乳或工作性能损失过快，影响施工。温度过低，对水泥沥青砂浆的灌注质量、强度发展、施工进度产生较大的影响。
扩展度：合适的扩展度拾保证底板水泥沥青砂浆饱满的前提条件之一。扩展度过小，水泥沥青砂浆在板下缝隙中很难流开，无法灌满板或在边角处灌注不到位。
流动度：流动度也是反映砂浆流动度性能的指标。暂行技术条件80s~120s。
分离度：分离度是表征砂浆匀质性的指标。水泥乳化沥青砂浆是由多组分、多物相混合而成的，其中有液相、固相和气相，有密度较小的空气、有机材料和水等，有密度较大的水泥颗粒和砂，各相的密度相差较大，在重力作用下，密度较大的物相会在上浮，造成新拌砂浆匀质性差。
3.2.2物理性能
水泥乳化沥青砂浆的物理性能有密度和体积变化，其评价指标为含气量、单位容积质量和膨胀率。
含气量：水泥乳化沥青砂浆中有很多表面活性剂，在搅拌的过程中会产生很多气泡，
单位容积质量：单位容积质量表征了砂浆的含气量和弹性模量。砂浆的单位容积质量越小，砂浆的含气量越大，弹性模量越低。
3.2.3力学性能
水泥乳化沥青砂浆的力学性能包括砂浆的1d、7d、28d抗折强度、抗压强度和28d的弹性模量。
3.2.4耐久性能
水泥乳化沥青砂浆的耐久性能主要包括砂浆的抗冻性和疲劳性能。
抗冻性：水泥乳化沥青砂浆的抗冻性试验方法和混凝土不一样，其采用盐冻法，并用单位面积剥落量和相对动弹性模量表征砂浆的抗冻性能。
抗疲劳性能：是指砂浆抵抗1万次疲劳荷载的作用的能力。其中荷载：应力下限σ=0.025MPa，应力下限σ0=0.35 Mpa，脉冲持续时间为0.2秒，两次脉冲的时间间隔1.5秒。
4 水泥乳化沥青砂浆灌注
4.1安装压紧装置
水泥乳化沥青砂浆在轨道板和底座板之间填充层，轨道板在灌注前依靠精调爪支撑轨道板，灌注后为阻止轨道板因乳化沥青砂浆浮力和乳化沥青砂浆硬化产生的膨胀力上浮，在轨道板边缘压紧固定装置。压紧装置在乳化沥青砂浆抗压强度达到2MPa后，乳化沥青不在膨胀，此时可以拆除压紧装置。灌浆12h后，其强度可以达到2MPa。轨道板精调爪为钢材质，存在热胀冷缩，能引起硬化后的砂浆开裂，使砂浆与轨道板连接产生离缝，因此砂浆灌注后6~10h（夏季6~8h，冬季8~10h）必须拆除精调爪（此时砂浆强度达到1Mpa以上），同时轨道板精调搭接精度控制0.3mm以内，而精调爪的热胀冷缩远小于0.3mm，不影响无砟轨道的精度。
1）每块轨道板两端侧面都必须有压紧固定装置，相邻的轨道板位置必须安装压紧固定装置。
2）当曲线段超高大于45mm时，必须在轨道板中间安装压紧装置 。
4.2封边
4.2.1精调爪封堵
为防止精调千斤顶周边漏浆，在轨道板粗铺时，在板底或底座顶面精调千斤顶安设部位周围涂刷粘结剂，将U型弹性密封止浆垫（珍珠棉）粘贴在板底或底座上，止浆垫厚6cm，为水泥乳化沥青砂浆厚度的2倍， 以确保铺板后压实密封不漏浆。
4.2.2Ⅱ型板灌注横向封边措施
Ⅱ型板灌注板横向封边分为两种方法。
第一种：封边材料是永久材料工程的一部分，Ⅱ型板又称为纵连扳，纵向板与板之间相邻的5cm窄缝是和灌注砂浆同一种材料，在砂浆灌注前，必须封住窄缝，否则，砂浆将从窄缝处溢出。方案一：采用同种设计水泥乳化沥青砂浆相同的配合比的材料拌合，但是流动性较大，直接封边，砂浆会侵入板腔内，需要将砂浆放置，待砂浆的稠度达到可朔状态时，进行封堵。此种方案，施工不方便，可操作性小。方案二：采用同水泥沥青砂浆相同的力学、耐久性的砂浆进行封边。简单的说，调整配合比，拌制砂浆稠度大，但同时保证砂浆的力学性能和耐久性。
第二种：采用辅助材料临时封边，待灌浆完成后，在进行纵连板窄缝的砂浆施工。轨道板精调完毕后，将整块薄塑料铺垫到窄缝里，然后塑料上充沙子，并且捣实，阻止灌浆时，砂浆外溢。板腔砂浆强度达到后，拆除临时纵缝封边，再进行纵缝施工。此种方法，施工虽繁琐，但是，从根本上杜绝纵缝砂浆侵入板腔，质量得到控制，是目前比较推广的一张方法。
4.2.3Ⅱ型板灌注纵向封边
Ⅱ型板纵向封边方法较多，这里介绍使用较多的几种方法，并进行对比。
第一种：砂浆封边，此方法简单易于操作，缺点是砂浆容易侵入板下的缝隙里，形成质量缺陷。
第二种：填充封边，在底座板上植筋，在钢筋内侧放置L5×5cm的封边角钢，并用水泥和砂拌制成低标号砂浆封边，角钢防止作用防止砂浆侵入。
第三种：轨道板粗调后，在底座板上打眼植筋，在轨板纵向利用压紧装置固定封边L5×5cm的封边角钢，角钢下面是定制的透气性能非常好的透气布无纺布，透气布分为2层，表层為聚酯无纺布，底层为土工布。透气布长度与两精调千斤顶之间的距离相等，宽度约16cm，封边前将透气布对折后一边紧贴轨道板侧面，一边紧贴底座板，然后放置L5×5cm的封边角钢并用横向角钢压紧固定，封边角钢纵向每30cm设置一处20×3cm气孔，封边后应检查透气布是否压紧，如出现空隙，将透气布反折后塞入空隙即可。
封边和排气孔设置图
4.3Ⅱ型板砂浆灌注
4.3.1灌注前的准备工作
板腔润湿：在灌注之前0.5h~1h对底座板进行润湿，方法采用高压雾化水枪从灌注孔喷水，为防止水分散失，对灌注孔覆盖。砂浆灌注前10分钟检查润湿情况。灌注时，板腔内应湿润，但不得有明水积聚。
安装灌浆桶：为了防止砂浆灌注过程中砂漿泄露及外溢对轨道板的污染，采用PVC管将底端7㎝处切割，形成圆锥形与轨道板的灌浆口很好结合，将一块中间掏孔Φ20cm套住PVC管周围，对有缝隙的地方，用土工布塞住，防止漏浆。
灌注前对环境温度、板腔温度、砂浆温度进行测量，并做好记录。现场试验人员对拌制的砂浆对流动度、扩展度检测，各项指标合格后才可以进行灌注。
表2 水泥乳化沥青砂浆的性能指标要求
量测板腔厚度：底座板的高程控制存在误差，每块板的板腔厚度存在差异，砂浆灌注方量也不相同，为了确保板的一次性灌注，在灌注板之前对板腔厚度进行量测，计算出需要灌注方量，便于每次拌制砂浆生产。
4.3.2成品砂浆的运输
砂浆拌制时，砂浆车应停靠在固定的地点，拌合好的砂浆不能直接灌入板腔，需要把砂浆运至灌板作业地点。成品砂浆的运输大致有两种方法，一种是汽车运输，另一种是吊车吊送。
第一种方法：汽车运输
本方法适合有运输通道的灌板作业。砂浆在搅拌车中搅拌完成后，打开搅拌机卸料口，浆砂浆泄放到成品料斗，开启电机自动搅拌，对砂浆继续低速搅拌，由汽车运至灌板地点进行灌注。
4.3.3砂浆的养生
在水泥乳化沥青砂浆施工中，要求灌板时施工温度在一定的范围内才能进行施工作业。
砂浆搅拌车上必须有能自动检测环境温度和水泥沥青砂浆成品料温度，并自动储存在每次生产的记录中。
为了保证有足够的施工时间和适宜的工作性，新拌制的砂浆温度应控制在5~35℃，灌注时的环境温度应大于4℃，并且未来24小时内环境温度不得低于2℃。
当预测到灌注后未来24小时环境最低环境最低温度大于-3℃时，可以不采取任何附加措施。
如果预测到灌注后24小时内空气最低气温达-5℃，则轨道板在垫层灌注后应保温薄膜覆盖，如果预测到灌浆后未来24小时的最低温度低于-5℃时，不得进行乳化沥青砂浆灌注施工。
当砂浆膨胀及充分硬化完成后，可拆除压紧装置。垫层砂浆的最小抗压强度达到1Mpa后，可以拆除轨道板定位调整器，由垫层砂浆支承轨道板。
砂浆的最小抗压强度达到3Mpa后才允许在轨道板上承重。
4.4. 封闭灌浆孔
水泥乳化沥青砂浆灌注完成后，待灌注孔和观察孔处砂浆硬化到干稠状态时，用勺子将多余的砂浆舀出，将砂浆面降至距轨道板面15cm处。为保证封孔混凝土与垫层砂浆的良好连接，在垫层砂浆轻度凝固时将一根S形钢筋从灌浆孔插入至垫层砂浆中。
5.结语
石武客运专线设计为Ⅱ型板式无砟轨道技术，其中连接轨道板与底座板之间的填充层，现场施工质量直接影响无砟轨道的寿命，积累无砟轨道的施工经验，为以后的在建沪昆高铁设计为Ⅱ型板式无砟轨道提供技术帮助。