水泥乳化瀝青砂漿的水損機理及其防治技術(shù)研究.pdf

1、水泥乳化瀝青砂漿是高速鐵路板式軌道結(jié)構(gòu)的關(guān)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(guān)注。針對當(dāng)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(xué)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(gòu)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(shù)措施，為高性能水泥乳

2、化瀝青砂漿的材料設(shè)計、制備、應(yīng)用與服役維護提供了重要的理論依據(jù)和技術(shù)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(jié)構(gòu)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(lǐng)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(chǔ)。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(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，探明了乳化瀝青與水泥質(zhì)量比(A/C)和水泥乳化瀝青砂漿結(jié)構(gòu)的關(guān)系，建立了水泥乳化瀝青砂漿結(jié)構(gòu)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(dāng)A/C≤0.3時，瀝青不能在砂漿中形成連

4、續(xù)膜結(jié)構(gòu)，水泥乳化瀝青砂漿的結(jié)構(gòu)模型符合Konietzko模型；當(dāng)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(jié)構(gòu)，水泥乳化瀝青砂漿的結(jié)構(gòu)符合Ohama模型。探明了水泥乳化瀝青砂漿結(jié)構(gòu)與水損害性能劣化規(guī)律的關(guān)系，高速鐵路所用CRTSⅡ、CRTSⅠ型砂漿的結(jié)構(gòu)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(gòu)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(yīng)性的改性瀝青乳液制備技術(shù)，開發(fā)出水泥乳化瀝青砂漿抗水復(fù)合改性技術(shù)、纖維結(jié)構(gòu)增穩(wěn)技術(shù)、砂漿層與軌道板界面處理等集成應(yīng)用技術(shù)，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(shù)條件的技術(shù)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(shù)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(shù)精確控制、緊跟循環(huán)精細預(yù)濕工藝等材料制備、施工應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，確保水泥乳化瀝青砂漿層灌注飽滿完整性、砂漿結(jié)構(gòu)層與軌道板、道床的粘結(jié)性能，為提高高速鐵路水泥乳化瀝青砂漿結(jié)構(gòu)層防水、抗水能力提供了重要技術(shù)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(shè)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(yīng)用，砂漿應(yīng)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(shè)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(yīng)用，砂漿應(yīng)用量達到13000余立方米。經(jīng)國家級權(quán)威機構(gòu)檢測，兩種砂漿各項性能均符合技術(shù)要求，產(chǎn)品質(zhì)量與砂漿灌注施工技術(shù)獲得業(yè)主、施工建設(shè)單位與