CRTS-Ⅱ型CA砂漿物理力學(xué)性能及機(jī)理研究.pdf

1、CA砂漿(cement asphalt mortar)是由水泥、瀝青乳液、砂和多種外加劑組成,經(jīng)水泥與瀝青共同作用膠結(jié)硬化而成的一種新型有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合材料。CA砂漿是板式無(wú)碴軌道的關(guān)鍵組成部分,是高速鐵路板式無(wú)碴軌道的剛性軌道板與混凝土道床之間的調(diào)平減振結(jié)構(gòu)層材料。使用CA砂漿填充材料主要有三大作用:1.確保軌道能夠承受荷載并具有一定彈性;2.填充軌道板與混凝土底座之間的空隙,保證軌道的平穩(wěn);3.當(dāng)下部結(jié)構(gòu)發(fā)生變形或破壞時(shí),可以進(jìn)行修補(bǔ)。

2、CA砂漿作為板式無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)的彈性調(diào)整層關(guān)鍵組成部分,其性能好壞直接影響到板式無(wú)碴軌道使用的耐久性與維護(hù)工作量。
　　 本文在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,對(duì)減水劑種類和摻量對(duì)CRTSⅡ型CA砂漿(Ⅱ型CA砂漿的一種)強(qiáng)度的影響、CRTSⅡ型CA砂漿凍融性能、CRTSⅡ型CA砂漿疲勞性能及CRTSⅡ型CA砂漿微觀孔隙結(jié)構(gòu)等性能進(jìn)行了研究,主要研究成果如下:
　　 1.研究了三種不同類型減水劑(聚羧酸系減水劑、木質(zhì)系磺酸鈉減水劑、萘系減

3、水劑)、不同減水劑摻量及不同外加水量對(duì)CRTSⅡ型CA砂漿強(qiáng)度的影響。在微觀形貌層面探索了減水劑對(duì)CRTSⅡ型CA砂漿強(qiáng)度影響機(jī)理。
　　 研究結(jié)果表明:不同種類的減水劑對(duì)CRTSⅡ型CA砂漿抗壓強(qiáng)度的影響效果不同;隨著減水劑摻量的增加,CRTSⅡ型CA砂漿抗壓強(qiáng)度和流動(dòng)度均降低。CRTSⅡ型CA砂漿體的孔洞數(shù)量、孔徑、孔洞連通情況是造成其強(qiáng)度差異的微觀結(jié)構(gòu)層面的原因之一。其他微觀性能對(duì)CA砂漿強(qiáng)度的影響機(jī)理,有待進(jìn)一步探索。<

4、br>　　 2.低溫環(huán)境中,CRTSⅡ型CA砂漿存在凍脹破壞現(xiàn)象,這嚴(yán)重影響其耐久性能。研究了CRTSⅡ型CA砂漿凍融性能。并探索了摻加不同種類減水劑的CRTSⅡ型CA砂漿凍融特性與孔結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:不同種類的減水劑對(duì)CRTSⅡ型CA砂漿凍融性能的影響效果不同,表現(xiàn)為經(jīng)受凍融循環(huán)后,摻加不同減水劑的CRTSⅡ型CA砂漿質(zhì)量損失率和相對(duì)動(dòng)彈模量不同;合理的孔隙結(jié)構(gòu):大孔數(shù)量少、孔徑分布均勻,有利于改善CRT

5、SⅡ型CA砂漿抗凍性。
　　 3.由于高速鐵路維修天窗時(shí)間短,而且板式無(wú)碴軌道全程采用無(wú)縫鋼軌連接,維修相對(duì)困難;同時(shí)高速鐵路的荷載作用頻率快,因此,對(duì)CRTSⅡ型CA砂漿的疲勞性能提出了較高要求。研究了荷載作用次數(shù)、荷載幅值、穩(wěn)態(tài)荷載值及荷載頻率對(duì)CRTSⅡ型CA砂漿疲勞剩余強(qiáng)度的影響,研究結(jié)果可為CRTSⅡ型CA砂漿的長(zhǎng)期疲勞性能研究提供參考。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:重復(fù)荷載作用次數(shù)越多,CRTSⅡ型CA砂漿的剩余強(qiáng)度

6、越低。荷載幅值、穩(wěn)態(tài)荷載值、荷載頻率均對(duì)CRTSⅡ型CA砂漿的疲勞剩余強(qiáng)度產(chǎn)生影響。在一定的荷載作用次數(shù)下,CRTSⅡ型CA砂漿的疲勞剩余強(qiáng)度隨著荷載幅值、穩(wěn)態(tài)荷載值、荷載頻率的增大而降低。
　　 4.在進(jìn)行CA砂漿配合比設(shè)計(jì)前對(duì)CA砂漿的性能進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè),可以有效地指導(dǎo)CA砂漿的設(shè)計(jì)。本文基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,對(duì)CA砂漿28d抗壓強(qiáng)度及流動(dòng)度等性能進(jìn)行了預(yù)測(cè)。
　　 結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)樣本訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以比較滿意