水泥乳化瀝青砂漿的水損機理及其防治技術研究.pdf

1、水泥乳化瀝青砂漿是高速鐵路板式軌道結構的關鍵材料，其服役行為受到環(huán)境條件與高速列車荷載及其共同因素影響，使其耐久性倍受關注。針對當前高速鐵路水泥乳化瀝青砂漿病害特征，論文依托國家863計劃、國家自然科學基金項目，通過對靜態(tài)水、動態(tài)水及凍融循環(huán)水作用下水泥乳化瀝青砂漿水損害規(guī)律進行系統(tǒng)深入的研究，揭示了水泥乳化瀝青砂漿水損害性能劣化機理，構建了水泥乳化瀝青砂漿性能劣化過程模型，提出了改善水泥乳化瀝青砂漿耐久性的有效技術措施，為高性能水泥乳

2、化瀝青砂漿的材料設計、制備、應用與服役維護提供了重要的理論依據(jù)和技術支撐。
　　 論文進行的主要工作和取得的主要創(chuàng)新成果有：
　　 針對高速鐵路板式軌道結構特征與水泥乳化瀝青砂漿材料特點，開創(chuàng)了水泥乳化瀝青砂漿水損害研究領域；根據(jù)高速鐵路水泥乳化瀝青砂漿服役條件，將水損害類型分為靜態(tài)水、動態(tài)水和凍融循環(huán)水三種類型破壞模式，提出并建立了用于分析靜態(tài)水、動態(tài)水與凍融循環(huán)水三種類型水損害因素作用下水泥乳化瀝青砂漿性能研究的實驗

3、與評價方法，為水泥乳化瀝青砂漿水損害研究奠定了基礎。研究掌握了靜態(tài)水、動態(tài)水與凍融循環(huán)水作用下水泥乳化瀝青砂漿的水損害劣化規(guī)律，為水泥乳化瀝青砂漿的耐久性研究提供了重要參考。
　　 通過分析水泥乳化瀝青砂漿組成、結構與性能的關系，探明了乳化瀝青與水泥質量比(A/C)和水泥乳化瀝青砂漿結構的關系，建立了水泥乳化瀝青砂漿結構模型，提出了水泥乳化瀝青砂漿中瀝青在無機材料與氣相表面連續(xù)成膜條件：當A/C≤0.3時，瀝青不能在砂漿中形成連

4、續(xù)膜結構，水泥乳化瀝青砂漿的結構模型符合Konietzko模型；當A/C＞0.3時，水泥乳化瀝青砂漿中瀝青顆粒能在無機材料與氣相表面形成連續(xù)膜結構，水泥乳化瀝青砂漿的結構符合Ohama模型。探明了水泥乳化瀝青砂漿結構與水損害性能劣化規(guī)律的關系，高速鐵路所用CRTSⅡ、CRTSⅠ型砂漿的結構均屬于Ohama模型，兩類砂漿中瀝青膜厚區(qū)別使其呈現(xiàn)不同水損害規(guī)律。揭示了靜態(tài)水、動態(tài)水與凍融循環(huán)水加速水泥乳化瀝青砂漿水損害性能劣化的機理，構建了水

5、泥乳化瀝青砂漿性能劣化過程模型。
　　 基于水泥乳化瀝青砂漿水損害性能劣化機理分析，發(fā)明了具有優(yōu)良溫度適應性的改性瀝青乳液制備技術，開發(fā)出水泥乳化瀝青砂漿抗水復合改性技術、纖維結構增穩(wěn)技術、砂漿層與軌道板界面處理等集成應用技術，研制出性能滿足客運專線鐵路板式軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件的技術要求、具有高抗水損害性能的CRTSⅠ型、CRTSⅡ型水泥乳化瀝青砂漿；針對高速鐵路水泥乳化瀝青砂漿材料技術特點與施工工況，提出了水泥乳化

6、瀝青砂漿精細攪拌工藝、灌注技術精確控制、緊跟循環(huán)精細預濕工藝等材料制備、施工應用關鍵技術，確保水泥乳化瀝青砂漿層灌注飽滿完整性、砂漿結構層與軌道板、道床的粘結性能，為提高高速鐵路水泥乳化瀝青砂漿結構層防水、抗水能力提供了重要技術保障。
　　 研制開發(fā)出的具有優(yōu)良抗水損害性能的CRTSⅠ型水泥乳化瀝青砂漿已在設計時速為350km/h的京滬高速鐵路(DK992+72-DK998+381，DK1002+232-DK1007+506)國

7、家重點工程獲得應用，砂漿應用量達到4000余立方米；研制開發(fā)出的具有優(yōu)良抗水損害性能的CRTSⅡ型水泥乳化瀝青砂漿已在設計時速為350km/h的京滬高速鐵路(DK665+100-DK733+997)與石武(石家莊-武漢)客運專線(DK1041+550-DK1178+600)國家重點工程中獲得成功應用，砂漿應用量達到13000余立方米。經國家級權威機構檢測，兩種砂漿各項性能均符合技術要求，產品質量與砂漿灌注施工技術獲得業(yè)主、施工建設單位與